C919首飞前要做哪些试验?

4月18日,C919大型客机通过首飞放飞评审,待完成全部高速滑行测试后,可择机开展首飞。这是C919大型客机完成的首飞前最后一项评审任务,首飞节点近在眼前。
4月18日,C919大型客机通过首飞放飞评审,待完成全部高速滑行测试后,可择机开展首飞。这是C919大型客机完成的首飞前最后一项评审任务,首飞节点近在眼前。

4月18日,C919大型客机通过首飞放飞评审,待完成全部高速滑行测试后,可择机开展首飞。

这是C919大型客机完成的首飞前最后一项评审任务,首飞节点近在眼前。

那么C919首飞之前到底要做哪些试验来保证首飞安全呢?就让小编带你一起梳理一下吧~

系统集成试验

首先是试验室里开展的系统集成试验。2015年9月,C919大型客机系统集成试验正式开试,上飞院的重点实验室成为最重要的型号研制主战场之一。

系统集成试验的主要目的

就是充分“挖掘”各系统“联合办公”时可能出现的故障。飞机的系统间接口关系复杂,远不是别人眼中“1+1=2”的关系,就算所有系统都没有问题,也远不代表“联合办公”就没有问题。

上飞院航电试验室主任许光磊对此感受很深。“比如上一次发现的这个故障,是操纵部件过程中,简图页显示‘X’”,许光磊边打开电脑边说,“因为系统输出的驱动信号逻辑与*系统输入不匹配,像这样极其具体、细节的问题要通过一轮一轮试验挖掘解决”。

那么,系统集成试验有多重要?

让我们来看看一些数据。

波音公司耗资15亿为波音777打造“飞机系统集成实验室”,以铁鸟为中心,接入航电、电气、环控等关键系统,联合开展飞机级集成验证试验,令波音777的飞行试验周期缩短了1.5年。

空客公司也为A350建设了一个类似波音777的综合系统集成实验室,充分的地面试验使得A350首飞当天即完成了2个架次的飞行,并在首飞3天后参加了巴黎航展上的飞行表演。

系统集成试验的终极目标就是尽可能多地把问题留在地面,减少后续试飞的时间、成本和风险。

OATP试验&机上地面试验

系统集成试验因为是在试验室进行,所以与飞机机载系统安装同步。等到系统安装完毕,还要在真机上开展OATP试验机上地面试验

OATP试验即机上功能试验,是飞机总装过程中的一项生产试验,主要用于验证飞机各系统在完成总装之后,系统基本功能是否具备,基本操作能否实现。“就像一台电视机,装好以后要检查一下是否能出影像,有没有声音,能不能切换频道。”参与试验的设计人员们这样形象地概括OATP试验的主要目的。

除了基本的功能验证,C919还要开展全机地面共振试验、电磁兼容试验、高强度辐射场试验等机上地面试验 ,测试各系统工作是否正常,飞机能否顺利完成首飞各项任务。

就拿全机地面共振试验来说,该试验通过人为激励,诱发飞机达到“相位共振”,得到颤振分析需要的飞机模态特性。同时,修正飞机动力学模型,以分析飞机设计是否在颤振边界内。

全机地面共振试验是为了防止飞机发生可怕的气动弹性发散现象。“C919飞机首飞前,我们通过有限元模型等计算方法,构建C919动力学模型,进行了多轮振动特性分析以及气动弹性稳定性计算,现在通过全机地面共振试验和结构模态耦合试验对计算进行验证,得到飞机是否符合气动弹性稳定性要求的结论。”上飞院强度部颤振室主任窦忠谦介绍。

限制载荷静力试验

飞机强度的要求用限制载荷(服役中预期的最大载荷)和极限载荷(限制载荷乘以规定的安全系数)来规定。适航规章要求,飞机必须能够承受限制载荷而无有害的永久变形。一般情况下,飞机首次飞行不会飞出大机动和大过载,也不会冲出首飞包线,因此,首飞前,C919必须完成限制载荷静力试验 ,以表明其结构强度符合首飞要求。

静力试验是飞机研发过程中重要的地面试验,通过约束装置和载荷加载系统,模拟飞机运行中所受的空气动力、发动机推力、地面起落架反作用力等载荷和其他环境条件,验证飞机结构能够满足运行过程中可能遇到的所有载荷情况下的强度要求。

首飞前,C919大型客机必须完成增压舱增压、前起连接、主起连接、全机情况、垂尾和方向舵等13项限制载荷静力试验

首飞后,C919还要开展极限载荷静力试验,届时飞机将承受1.5倍于限制载荷静力试验的加载,并承受极限载荷至少3秒钟而不破坏。

滑行试验

滑行试验 是飞机首飞前的最后一类试验。滑行试验分低、中、高速滑行,低速滑行飞机速度一般控制在55公里/小时以内,中速滑行速度为55-170公里/小时,高速滑行速度超过170公里/小时。

滑行试验是飞机在首飞前必须进行的一类验证试验,通过滑行,最后确认飞机在设计和制造上有无问题,并将问题解决。同时,为首飞机组熟悉飞机、实现安全首飞奠定基础。

一般而言,地面滑行主要验证飞机在滑行振动状态下,机体结构是否牢固;各系统工作是否正常;飞机的刹车效率是否满足要求,包括飞机的停机刹车功能、防滑功能以及应急刹车功能;还有飞机的滑行运动特性,比如转弯能力、精确保持直线滑行的能力和曲线滑行的修正能力等。在高速滑行时,还要检查飞机的抬前轮操纵能力,包括在这种情况下飞机保持平衡的能力等。

作者:我爱飞机

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