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航空工业一飞院某型飞机机械备份系统研制纪实2021-02-03 04:39

  烈日下,似火的骄阳烘烤着空旷的机场,某型飞机机械备份试飞就在这酷暑中进行。

  监控大厅里,大家已顾不上理会这恼人的酷暑高温,所有人的目光都紧盯着飞行监控画面,一飞院设计保障团队更是紧张得大气都不敢出,监控大厅里静得仿佛掉根针都能听得见。

  “5米,2米,1米”随着无线电高度表指示的高度位置降为0,飞机以全机械模态顺利着陆,监控大厅顿时爆发出阵阵欢呼。

  此次试飞的成功,标志着该型飞机机械备份系统试飞完美收官,也标志着飞机操纵、品质、安全等重要指标的“见底”工作顺利完成!为了这一天,大家已经足足奋斗了十年。

  让我们把镜头倒回到十年前,共同回顾该型飞机机械备份系统的研制历程,重温一下那段艰苦荣光的岁月。

  机械操纵系统是将驾驶员发出的指令从驾驶舱操纵机构传出,经钢索、滑轮等传动装置,跨越几十米的空间距离后传递到飞机运动舵面的系统。由于该型飞机采用的是电传系统,机械操纵系统作为一个备份系统,可能在飞机全寿命内也不会被用到一次;但一旦用到,就必须做到“需则能用,用则顶用”,因为它是飞机安全的最后一道防线。

  该型飞机是否采用机械备份系统是一个从型号立项就争论不休的话题。很多人认为,既然有了先进的电传系统,何必再费心劳力地设计机械备份,且国内在此型飞机软式机械操纵系统设计方面处于一片空白,是一块真正的“无人区”。线系在机体内如何布置?系统的整体动静态性能如何?机体变形和温度升降对钢索张力的影响如何?这些关键因素都没有人能说得清楚、道得明白。经团队多轮论证,本着“飞机安全高于一切”的初心,一飞院总师系统坚定地指出:飞机机械备份系统必须上,而且要把这道关乎飞行安全的“终极保险绳”做好。于是,从总师系统做出决策起,飞控操纵室开始了长达十年的探索之路。

  2010年,经过两年多的探索,机械备份系统设计团队完成了第一轮设计工作。系统主管贺蕊亲和王慧、丁怡、张芬等成员,顾不得缓解连续几个月发图的辛苦,立即马不停蹄地奔赴生产厂进行试验台架设计。设计初期,由于缺乏经验,如何构建试验台?如何进行部件试验和系统试验?所有的工作都是全新的,需要摸着石头过河。这个过程持续了整整两年。两年期间,试验出了问题就连夜讨论,然后匆忙赶回来对比分析和优化改进,有了结果再折回厂内试验验证。团队来来回回奔波了多少次?没人记的清,只知道每个人都留存了一叠厚厚的车票。抓铁有痕、踏石留印,团队正是凭着不服输的劲,硬生生在软式操纵系统试验领域杀出一条血路,摸索出了一整套钢索、滑轮及槽口选取对系统性能影响的试验方法。

  2012年初,进行了首轮机械备份“铁鸟”人机组合试验,但试验结果却不令人满意。用户不满意,系统还有什么存在的价值?设计团队决定打开眼界,遍寻国内名师学艺。于是,大家一次次奔波于各大高校和曾经开展过这方面研究工作的科研、制造机构,结合国内现有的材料、工艺水平,设计团队提出了一项大胆的改进设想,引起了总师系统高度关注;在完成了9轮论证工作后,终于得到了总师系统的首肯。同时,设计团队还针对飞行员在操纵过程中提出的问题,提出一些优化设计方案。方案确定后,就是加班加点地实施;为保节点,团队创造了五天五夜不眠不休的纪录,一口气完成了方案设计、模型细化、数模发放的全部工作。后续的试验证明,改进方案切实有效。一飞院速度、一飞院质量得到了试飞机组的认可。

  7月的厂房,灯火通明,机械备份系统开始了紧张的安装调试:连轴转已经让大家分不清白天和黑夜,只知道红着眼睛、挥汗如雨地拼命工作;衣服干了湿,湿了又干,已经看不出本来的颜色;连续13周未休一天的高强度工作,让他们没有片刻的休息时间;期间恰逢中秋佳节,那天系统主管贺蕊亲在飞机平尾上排故一整夜;高悬中天的一轮明月,从初上枝头,到直挂中天,再至斜落西方,陪伴了她整整一夜,成了她挑灯夜战的最美背景板。

  2013年,该型飞机首飞成功。机械备份系统设计团队高兴之余也有一丝遗憾:何时机械备份系统才能风风光光地完成试飞?随着试飞机组对飞机特性的熟悉,在2015年开展的“铁鸟”人机组合试验上,机组提出了更高的要求。为了达到机组的要求,设计团队一边查阅资料,一边对“铁鸟”台架进行多轮次的“地毯式”排查,分析每一颗螺套、每一根拉杆对系统性能的影响

  2017年,所长江飞鸿就飞行员反映的问题,再次提出一项大胆的改进方案;为此,团队又展开了第4轮机械备份系统“铁鸟”人机组合试验。试验后,飞行员评价本次改进为操纵品质带来了根本上的改善,使飞机具备了在机械备份模态安全着陆的能力。后续,设计团队还对系统细节进行了多轮调整。

  2018年,针对最终确定的机械备份系统试飞状态,院里组织开展了第5轮机械备份系统“铁鸟”人机组合试验;试验过程中,每一个飞行架次结束后,技术团队都会仔细询问飞行员的试飞感受,针对试飞情况及时调整参数,完善下一份任务单。机械备份试飞属一类风险科目,责任重、风险大,经过4次设计改进、5轮“铁鸟”试验评估,机械备份系统的状态已经固化,操纵品质已满足设计要求,具备了安全着陆的能力,在“铁鸟”台上挥洒的汗水也在飞行员和设计师的心底筑起了信心的基石。

  十年磨一剑,霜刃未曾试。得到了飞行员对机械备份试飞肯定的答复后,试飞工作便紧锣密鼓地开展起来。系统主管贺蕊亲顶着三四十摄氏度的高温与机务一起上机检查系统,跟飞保障团队也冒着酷暑到现场跟飞保驾;“不是对我们设计的系统没信心,只是要对飞机和飞行员的安全负责。”朴实的言语折射出沉甸甸的责任心。为了化解风险,试飞员、设计师、试飞工程师一起组成了一个紧密协作的团队,就试飞方案步骤、特情处置预案、任务单安排等技术细节进行了精心的协调。从低滑到中滑到高滑,从单轴到两轴到三轴,科目中的风险逐步释放,项目组的信心也越来越强。

  为了顺利完成这一高风险科目,当年首飞机组的成员悉数上阵。7月19日,飞机首次机械备份试飞,就成功完成了升降舵、副翼、方向舵通道分别单独进入机械备份模态的切换瞬态和操纵品质检查。7月21日,顺利完成三通道两两组合机械备份试飞,以及三通道分别转机械备份成功着陆。有了前期充分的准备,试飞进展的异常顺利。在7月23日进行的三轴机械备份试飞中,飞机两次以三轴全机械模态着陆,为机械备份试飞画上了一个完美的句号!在飞行后的讲评现场,数次爆发出经久不息的掌声,既是对英勇的试飞机组的致敬和感谢,也是为项目团队拼搏精神的喝彩。

  试飞任务顺利完成后,试飞机组评价道:机械备份系统具备三级飞行品质,飞行特性与“铁鸟”试验高度吻合。唐长红院士对机械备份系统的成功试飞给予了高度评价,他表示,将电传和机械备份集成至同一架飞机并成功试飞,在国内尚属首次,其意义等同于新研型号的成功首飞!

  当然,此次机械备份成功试飞,是一飞院、试飞中心和试飞局组成的联合工作团队精诚合作的结果,是一次多单位共同完成的大协同。从起步时的毫无根基,到如今的成功试飞,背后凝聚着团队无数的汗水和拼搏,书写着航空人的报国情怀。

  在庆祝飞机机械备份试飞成功之际,团队成员师振云填写的一首词《江城子机械备份试飞》表达了团队全体人员的心声:

  十载坎坷近迷惘,心欲疲,神几伤。忽地听闻,何人唤良将?为报国恩重披甲,整装束,东风扬。

  一朝登临试飞场,战鼓急,旌旗响。再翔九天,几度美名扬!翌日若遇生死时,有我在,又何妨!

  烈日下,似火的骄阳烘烤着空旷的机场,某型飞机机械备份试飞就在这酷暑中进行。

  监控大厅里,大家已顾不上理会这恼人的酷暑高温,所有人的目光都紧盯着飞行监控画面,一飞院设计保障团队更是紧张得大气都不敢出,监控大厅里静得仿佛掉根针都能听得见。

  “5米,2米,1米”随着无线电高度表指示的高度位置降为0,飞机以全机械模态顺利着陆,监控大厅顿时爆发出阵阵欢呼。

  此次试飞的成功,标志着该型飞机机械备份系统试飞完美收官,也标志着飞机操纵、品质、安全等重要指标的“见底”工作顺利完成!为了这一天,大家已经足足奋斗了十年。

  让我们把镜头倒回到十年前,共同回顾该型飞机机械备份系统的研制历程,重温一下那段艰苦荣光的岁月。

  机械操纵系统是将驾驶员发出的指令从驾驶舱操纵机构传出,经钢索、滑轮等传动装置,跨越几十米的空间距离后传递到飞机运动舵面的系统。由于该型飞机采用的是电传系统,机械操纵系统作为一个备份系统,可能在飞机全寿命内也不会被用到一次;但一旦用到,就必须做到“需则能用,用则顶用”,因为它是飞机安全的最后一道防线。

  该型飞机是否采用机械备份系统是一个从型号立项就争论不休的话题。很多人认为,既然有了先进的电传系统,何必再费心劳力地设计机械备份,且国内在此型飞机软式机械操纵系统设计方面处于一片空白,是一块真正的“无人区”。线系在机体内如何布置?系统的整体动静态性能如何?机体变形和温度升降对钢索张力的影响如何?这些关键因素都没有人能说得清楚、道得明白。经团队多轮论证,本着“飞机安全高于一切”的初心,一飞院总师系统坚定地指出:飞机机械备份系统必须上,而且要把这道关乎飞行安全的“终极保险绳”做好。于是,从总师系统做出决策起,飞控操纵室开始了长达十年的探索之路。

  2010年,经过两年多的探索,机械备份系统设计团队完成了第一轮设计工作。系统主管贺蕊亲和王慧、丁怡、张芬等成员,顾不得缓解连续几个月发图的辛苦,立即马不停蹄地奔赴生产厂进行试验台架设计。设计初期,由于缺乏经验,如何构建试验台?如何进行部件试验和系统试验?所有的工作都是全新的,需要摸着石头过河。这个过程持续了整整两年。两年期间,试验出了问题就连夜讨论,然后匆忙赶回来对比分析和优化改进,有了结果再折回厂内试验验证。团队来来回回奔波了多少次?没人记的清,只知道每个人都留存了一叠厚厚的车票。抓铁有痕、踏石留印,团队正是凭着不服输的劲,硬生生在软式操纵系统试验领域杀出一条血路,摸索出了一整套钢索、滑轮及槽口选取对系统性能影响的试验方法。

  2012年初,进行了首轮机械备份“铁鸟”人机组合试验,但试验结果却不令人满意。用户不满意,系统还有什么存在的价值?设计团队决定打开眼界,遍寻国内名师学艺。于是,大家一次次奔波于各大高校和曾经开展过这方面研究工作的科研、制造机构,结合国内现有的材料、工艺水平,设计团队提出了一项大胆的改进设想,引起了总师系统高度关注;在完成了9轮论证工作后,终于得到了总师系统的首肯。同时,设计团队还针对飞行员在操纵过程中提出的问题,提出一些优化设计方案。方案确定后,就是加班加点地实施;为保节点,团队创造了五天五夜不眠不休的纪录,一口气完成了方案设计、模型细化、数模发放的全部工作。后续的试验证明,改进方案切实有效。一飞院速度、一飞院质量得到了试飞机组的认可。

  7月的厂房,灯火通明,机械备份系统开始了紧张的安装调试:连轴转已经让大家分不清白天和黑夜,只知道红着眼睛、挥汗如雨地拼命工作;衣服干了湿,湿了又干,已经看不出本来的颜色;连续13周未休一天的高强度工作,让他们没有片刻的休息时间;期间恰逢中秋佳节,那天系统主管贺蕊亲在飞机平尾上排故一整夜;高悬中天的一轮明月,从初上枝头,到直挂中天,再至斜落西方,陪伴了她整整一夜,成了她挑灯夜战的最美背景板。

  2013年,该型飞机首飞成功。机械备份系统设计团队高兴之余也有一丝遗憾:何时机械备份系统才能风风光光地完成试飞?随着试飞机组对飞机特性的熟悉,在2015年开展的“铁鸟”人机组合试验上,机组提出了更高的要求。为了达到机组的要求,设计团队一边查阅资料,一边对“铁鸟”台架进行多轮次的“地毯式”排查,分析每一颗螺套、每一根拉杆对系统性能的影响

  2017年,所长江飞鸿就飞行员反映的问题,再次提出一项大胆的改进方案;为此,团队又展开了第4轮机械备份系统“铁鸟”人机组合试验。试验后,飞行员评价本次改进为操纵品质带来了根本上的改善,使飞机具备了在机械备份模态安全着陆的能力。后续,设计团队还对系统细节进行了多轮调整。

  2018年,针对最终确定的机械备份系统试飞状态,院里组织开展了第5轮机械备份系统“铁鸟”人机组合试验;试验过程中,每一个飞行架次结束后,技术团队都会仔细询问飞行员的试飞感受,针对试飞情况及时调整参数,完善下一份任务单。机械备份试飞属一类风险科目,责任重、风险大,经过4次设计改进、5轮“铁鸟”试验评估,机械备份系统的状态已经固化,操纵品质已满足设计要求,具备了安全着陆的能力,在“铁鸟”台上挥洒的汗水也在飞行员和设计师的心底筑起了信心的基石。

  十年磨一剑,霜刃未曾试。得到了飞行员对机械备份试飞肯定的答复后,试飞工作便紧锣密鼓地开展起来。系统主管贺蕊亲顶着三四十摄氏度的高温与机务一起上机检查系统,跟飞保障团队也冒着酷暑到现场跟飞保驾;“不是对我们设计的系统没信心,只是要对飞机和飞行员的安全负责。”朴实的言语折射出沉甸甸的责任心。为了化解风险,试飞员、设计师、试飞工程师一起组成了一个紧密协作的团队,就试飞方案步骤、特情处置预案、任务单安排等技术细节进行了精心的协调。从低滑到中滑到高滑,从单轴到两轴到三轴,科目中的风险逐步释放,项目组的信心也越来越强。

  为了顺利完成这一高风险科目,当年首飞机组的成员悉数上阵。7月19日,飞机首次机械备份试飞,就成功完成了升降舵、副翼、方向舵通道分别单独进入机械备份模态的切换瞬态和操纵品质检查。7月21日,顺利完成三通道两两组合机械备份试飞,以及三通道分别转机械备份成功着陆。有了前期充分的准备,试飞进展的异常顺利。在7月23日进行的三轴机械备份试飞中,飞机两次以三轴全机械模态着陆,为机械备份试飞画上了一个完美的句号!在飞行后的讲评现场,数次爆发出经久不息的掌声,既是对英勇的试飞机组的致敬和感谢,也是为项目团队拼搏精神的喝彩。

  试飞任务顺利完成后,试飞机组评价道:机械备份系统具备三级飞行品质,飞行特性与“铁鸟”试验高度吻合。唐长红院士对机械备份系统的成功试飞给予了高度评价,他表示,将电传和机械备份集成至同一架飞机并成功试飞,在国内尚属首次,其意义等同于新研型号的成功首飞!

  当然,此次机械备份成功试飞,是一飞院、试飞中心和试飞局组成的联合工作团队精诚合作的结果,是一次多单位共同完成的大协同。从起步时的毫无根基,到如今的成功试飞,背后凝聚着团队无数的汗水和拼搏,书写着航空人的报国情怀。

  在庆祝飞机机械备份试飞成功之际,团队成员师振云填写的一首词《江城子机械备份试飞》表达了团队全体人员的心声:

  十载坎坷近迷惘,心欲疲,神几伤。忽地听闻,何人唤良将?为报国恩重披甲,整装束,东风扬。

  一朝登临试飞场,战鼓急,旌旗响。再翔九天,几度美名扬!翌日若遇生死时,有我在,又何妨!

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