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中國(guó)航空工程師關(guān)于直升機(jī)制造何去何從的思考

發(fā)布日期:2016-10-07??來(lái)源:航空制造網(wǎng)??作者:褚世永我要投稿我要評(píng)論
通用關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展


除了上述幾項(xiàng)專(zhuān)用關(guān)鍵技術(shù)外,航電、材料和飛行控制等通用技術(shù)的發(fā)展也對(duì)直升機(jī)產(chǎn)品飛行性能和任務(wù)能力的持續(xù)提升作出了重要貢獻(xiàn)。


01材料和制造技術(shù)


先進(jìn)直升機(jī)的復(fù)合材料使用范圍正在迅速擴(kuò)展,已從蒙皮等次要結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到機(jī)身盒形龍骨梁、水平安定面等承力結(jié)構(gòu),NH90、AW101、S-97等型號(hào)都已開(kāi)始使用全復(fù)合材料機(jī)身。同時(shí),復(fù)合材料的使用也使旋翼槳葉壽命逐步提高,實(shí)現(xiàn)了無(wú)限壽命和視情維護(hù),并為槳葉先進(jìn)氣動(dòng)外形和動(dòng)力學(xué)優(yōu)化提供了條件。此外,先進(jìn)制造技術(shù)也大幅提高了直升機(jī)性能,如英國(guó)BERP Ⅳ項(xiàng)目對(duì)復(fù)合材料槳葉制造技術(shù)進(jìn)行了研究,采用的4層抗褶皺鋪層織物厚度是傳統(tǒng)鋪層織物的3 倍,鋪層時(shí)間大幅減少;采用的Z 字型編制方法,材料用于后緣蒙皮時(shí),槳葉損傷容限提高到傳統(tǒng)單層纖維織物槳葉的4 倍。


未來(lái)直升機(jī),特別是高速旋翼機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)重量、強(qiáng)度、制造成本、維護(hù)性能將提出更高要求,直升機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用比例將進(jìn)一步提高,如旋翼槳轂、主減速器齒輪、機(jī)電系統(tǒng)等都可能實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料化。隨著石墨烯材料的發(fā)展,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、重量等特性都將大幅提高,將促進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用范圍擴(kuò)展到旋翼槳轂、主旋翼軸等重要承力件上。

02航電系統(tǒng)技術(shù)

直升機(jī)航電技術(shù)正在經(jīng)歷突飛猛進(jìn)的發(fā)展:高度綜合化、模塊化,全電子化玻璃座艙正取代傳統(tǒng)儀表,如AW101 座艙采用了“大圖像”下視顯示和虛擬座艙技術(shù),大大增強(qiáng)了飛行員的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力;有源相控陣?yán)走_(dá)將在直升機(jī)上得到應(yīng)用,俄羅斯2011 年開(kāi)始研制加裝有源相控陣?yán)走_(dá)的卡-52K 艦載攻擊直升機(jī),雷達(dá)搜索距離增加200km,通過(guò)改進(jìn)雷達(dá)發(fā)射- 接收模塊制造工藝,質(zhì)量從275kg 減至80kg,雷達(dá)天線(xiàn)陣尺寸控制在600mm×400mm 內(nèi);有人/ 無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)得到快速發(fā)展,AH-64E 已實(shí)現(xiàn)了四級(jí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)控制能力,除了能從無(wú)人機(jī)接收實(shí)時(shí)視頻外,更能對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行控制,并控制無(wú)人機(jī)的傳感器和武器等任務(wù)載荷,大幅提升AH-64E 的態(tài)勢(shì)感知和攻擊能力,從而大大增強(qiáng)了生存力和作戰(zhàn)效能。

03飛控系統(tǒng)技術(shù)

作為新一代直升機(jī)的典型特征,電傳飛控系統(tǒng)的應(yīng)用正在逐漸普及,全球首款采用電傳飛控的民用直升機(jī)——貝爾525 已于2015 年7 月成功完成首飛。同時(shí),光傳飛控系統(tǒng)技術(shù)也取得一些進(jìn)展,2002 年空客直升機(jī)公司與德國(guó)DLR 在一架EC135 上成功加裝了光傳飛控系統(tǒng)并完成首飛,該機(jī)目前作為DLR 飛行試驗(yàn)平臺(tái),承擔(dān)飛控、航電等技術(shù)驗(yàn)證工作。此外,自主飛行技術(shù)正在成為直升機(jī)飛控發(fā)展的一個(gè)重要方向。2013 年,西科斯基公布了Matrix 自動(dòng)飛行技術(shù),技術(shù)目標(biāo)是飛行中完全去除人員控制,以軟件采集狀態(tài)數(shù)據(jù)和信息、進(jìn)行處理并做出應(yīng)對(duì)決策,該技術(shù)已開(kāi)始在S-76 上進(jìn)行驗(yàn)證。
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