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新舟700的全機靜力首項試驗已經成功完成

私人飛機網 更新時間:2020-05-01 09:49:51 來源:百度 字號:

  4月29日下午,在新舟700飛機審查組審查代表的目擊下,航空工業飛機強度研究所順利完成了新舟700飛機全機靜力首項試驗,標志著新舟700全機靜力試驗正式拉開了帷幕。

  新舟700全機靜力首項試驗為“機翼油箱艙充壓限制載荷試驗”,主要考核機翼燃油箱和通氣箱的前后梁及上下壁板結構強度,以及翼肋與壁板、翼肋與翼梁、壁板和翼梁、機翼口蓋和壁板間的連接。在試驗中,加載過程平穩,加載精度滿足任務書和大綱要求,測量數據完整有效,獲得了寶貴的試驗數據,得到了試驗委托方的認可。完成首項試驗后,研制團隊已立即開始了下一項試驗的準備工作,而全機靜力試驗的開門紅,也為后續工作打下了一個良好的開端。

  TC證與靜力試驗

  新舟700要實現載客飛行,需要有三種“合格證”,分別為“型號合格證”(TC)、“生產許可證”(PC),以及“單機合格證”(AC)。而靜力試驗是取得“型號合格證”的一個重要環節。

  根據適航規定,新舟700飛機在試驗前已經提交了驗證計劃(CP),該計劃中靜力試驗機在首飛前要進行近20個項目、50余種工況限制載荷(服役中預期的最大載荷)的靜力試驗,完成首飛前全部試驗預計需要多半年時間。這些試驗項目主要包括增壓艙增壓、前起落架連接、主起落架連接、發動機連接,以及全機-1g、穩定俯仰、急劇俯仰、偏航機動、最大垂直力著陸等工況。飛機只有通過所有工況的限制載荷靜力試驗考核,其首飛安全才有保障。

  首飛后,該機將繼續進行30余項近100個工況的極限載荷(極限載荷一般是限制載荷的1.5倍)靜力試驗。整個試驗持續時間預計達1.5~2年左右。其中全機2.5g靜力試驗是難度最高、風險最大的項目之一。該試驗模擬飛機遇上突風、紊流的襲擊、或飛機操作過快等情況,致使飛機承受過載達2.5g,試驗還需要飛機結構在2.5g條件下持續3秒不破壞。

  試驗的準備工作

  自3月27日試驗機身運抵強度所以來,為保證節點,參研人員通力合作,加班加點,共同努力完成了試驗前的全部準備工作。

  在新舟700靜力試驗機進入強度所后,還需要進行多方面的硬件準備才能開始試驗,這些準備主要包括:承載系統規劃與準備、試驗支持與平衡設計與準備、載荷等效與施加準備、試驗控制設備準備、數據測量與分析設備準備和試驗監控設備準備等。試驗前的部分準備工作承載系統規劃及準備。要將載荷施加到試驗機上,就必須建立一套完備可靠的承載系統。新舟700試驗機采用龍門架橫梁承載系統,通過龍門架橫梁承受試驗機向上的載荷,通過承力地坪承受試驗機向下的載荷,而水平載荷則通過地坪上固定承力柱的方式施加。

  飛機支持與平衡系統準備。要在飛機上施加載荷,就必須將飛機固定起來,這種固定不僅要考慮試驗機結構傳力的特點,還要考慮試驗實施空間。進行靜力試驗的飛機通常在起落架上進行垂向、側向和航向的六自由度約束。載荷等效與施加準備。要進行載荷傳遞就需要有遍布試驗機的傳載介質。在新舟700飛機靜力試驗中,強度所計劃粘貼3000余塊膠布帶,需嚴格按照規程執行的操作,才能確保膠布帶粘貼牢靠,且載荷傳遞精確。每塊膠布帶通過復雜的杠桿系統連接液壓加載設備才可進行試驗加載。

  試驗控制系統準備。試驗加載控制系統是指多通道協調加載控制系統,是能夠進行閉環控制、保證試驗加載的協調性和加載精度、具有報警或保護等功能的計算機控制的系統。測力傳感器與加載設備連接后,將載荷信號反饋給試驗系統控制設備,控制液壓加載設備的動作,實現加載系統的協調動作。新舟700全機靜力試驗中規模最大的試驗工況需要近100個控制通道協調加載。

  數據測量與分析系統準備。在試驗前,試驗機上需粘貼近2萬余片電阻應變計,10mm×10mm大小的應變計要準確的粘貼在指定的結構部位,誤差不能超過2mm,而且要將這些應變計牢固地與導線焊接。據統計目前試驗機應變計連接的線纜長度已超200千米。此外新舟700試驗機上還將布置200多個位移測量點,以測量載荷作用下結構的變形。

  試驗監控系統準備。盡管已經布置了20000余應變計,但仍然無法做到試驗過程中結構監測的全覆蓋,因此有必要再在重點關注部位布置攝、錄像系統,在試驗全過程進行影像資料的記錄,從而幫助設計人員根據圖像、聲音進行輔助分析。在完成上述系統的準備后才基本具備進行試驗的條件,每項試驗將按照試驗大綱預先確定的程序進行加載,并同步測量結構變形和應變。當載荷逐級退下后,對試驗機的該項測試才算完成。

  值得紀念的靜力試驗機

  整個全機靜力試驗系統是一個非常復雜的綜合系統,每一個環節的小小失誤,都會導致試驗的失敗。試驗調試階段未解決的問題可能在正式試驗時出現,小則影響進度,大則導致結構局部破壞,必須進行修復;更嚴重的是結構整體破壞且不可修復,并將對項目研制產生不可估量的損失。

  2009年某國產飛機在進行2.5g全機穩定俯仰試驗過程中,當載荷施加到87%時,龍骨梁后延伸段結構破壞,試驗被迫中止,直到數個月后,才恢復了試驗工作。2019年9月波音777X客機在進行充壓試驗過程中,當試驗進行到目標載荷的99%時,艙門脫落,機身結構受損,蒙皮撕裂嚴重。盡管就本次試驗不會影響到飛機的使用安全,但由于結構損傷嚴重,對于后續的試驗進度也產生了較大的影響。

  試驗工作不僅是對試驗機的考驗,也是對研制人員的考驗。而對于新舟700飛機全機靜力試驗,由于其結構、材料、工藝的相應特點,對試驗過程也提出了不小的挑戰,不僅要載荷施加的準,還要載荷施加的巧。因此設計人員既要精心計算,還要大膽創新,既要關注細節,還要隨時準備風險防范。對于這架試驗機來說,他自出生起就注定了不會翱翔藍天,他為“死”而生,為“毀”而造。在完成試驗后,如果幸運將作為“化石”被放入博物館以供瞻仰,否則只能當做用完的試驗報廢品而被拋棄。但正是因為他的默默付出,才能確保在不久的將來新舟700能安全舒適的遨游藍天。(本文作者:張建鋒,航空工業飛機強度研究所。)

  篇后記:一架靜力試驗機的最好歸宿

  2008年7月16日,一架全外掛的殲10戰機在當時中國航空工業第一集團公司總部大樓前的廣場矗立起來,其基座的銘石上鐫刻著四個大字“龍騰東方”。這架殲10的出現成為當時北京的一條重要新聞,各個電視臺與大小報紙紛紛報道,許多人慕名專程趕來,在飛機下面擺出各種pose合影。

  在這架殲10安裝完工后,當時中航一集團于7月16日舉行了隆重的揭幕儀式。與此同時,飛機基座前“龍騰東方”的銘石是在泰山選的,并刻上了銘文:“乘云御風,扶搖直上,威鎮環宇,龍騰東方!幾代航空人胸懷報國之志,自強不息,用青春與激情抒寫無悔,用智慧與汗水鍛造精品,用熱血與忠誠鑄就豐碑。以殲十飛機為代表的一批新型飛行器,記載著航空人的創新與奉獻,標志著中國航空工業進入世界先進行列,實現跨越發展。謹以此獻給為中國航空工業不懈奮斗的人們。——中國航空工業第一集團公司,二○○八年七月一日”

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