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揭密殲20飛控故障:降落時翼尖擦地 飛行員這樣挽救
送交者: 嵐少爺 2018年07月16日21:07:03 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  上周《中國國防報》集中報道了殲-20研製團隊的事跡,而在轉載其中描述殲-20機載武器系統首次靶試失敗的細節時,大約是為了表達一下殲-20研製中有過的挫折與不易,很多媒體又把幾年前官方報道過的一次試飛中的驚險情況再翻出來。

  某年盛夏的一天,某型飛機在着陸段拉平過程中,出現了一次機翼輕微擦地但成功着陸的驚險一幕,李建平率領控制律團隊連夜對飛參數據進行分析,確認這是一次較為罕見的人機耦合振盪(APC)現象。——2015年7月28日 《中國航空報》

  人機耦合振盪,又是機翼擦地,那就說明這驚險一幕應該是一次橫向PIO(飛行員誘發振盪的英文縮寫)。一說到PIO很多讀者大概不陌生,不少人都見過JAS-39的01號原型機因俯仰控制律缺陷,導致着陸時墜毀的GIF圖;強如F-22,當年都在YF-22驗證機的試飛階段因PIO導致飛機迫降報廢。

  咱們還原一下當時的情況。當時殲-20正在返場着陸,已經到了拉平階段,此時試飛員自然要繼續拉杆,使飛機抬頭準備接地。然而就在這個過程中,試飛員多次較大幅度向左壓杆,又迅速進行向右滿杆修正,導致飛機右側主起落架先於左側的接地,右外側副翼翼尖稍微擦地產生輕微損傷。

  那麼問題來了,按說都到落地前最後一哆嗦了,試飛員那也是身經百戰了,為啥偏偏在這個本應保持拉杆動作、準備接地的時候,進行了多次左右壓杆操作呢?駐成飛的空軍某試飛大隊試飛員,自然有着豐富的殲-10飛機操縱經驗,然而殲-10和殲-20在操縱習慣上的區別,那也是相當巨大的。

位於殲-20飛行員兩腿中間的大型顯示器,意味着殲-20的操縱杆採用的是側置布局位於殲-20飛行員兩腿中間的大型顯示器,意味着殲-20的操縱杆採用的是側置布局
  飛慣了殲-10系列的試飛員們,在飛側杆操縱的殲-20時,由於側杆處於飛行員的右前方,當飛行員進行過去習慣的向後拉杆操作時,其對操縱杆施加的力,實際上稍不注意就會帶有一個橫向壓杆的分力,而飛行員卻並不知道自己已經輕輕壓杆了。

  由於側杆操縱的飛機,主要靠力反饋判斷飛行員的具體指令,因此相比中杆操縱飛機可達100毫米以上的位移量,其操縱杆的位移量都非常非常小。比如F-16的操縱杆左右位移和向後位移也就是幾毫米,向前更是不到一毫米。

  這樣一來,由於這個壓杆的分力引發的位移很難被飛行員察覺到,這就會使得飛機操縱面出現飛行員主觀預期之外的動作,飛行狀態也會出現預期之外的變化,在抬頭的同時出現一側機翼下沉的情況。飛行員對這種變化自然要進行修正,但由於並不知道問題所在,因而短暫修正之後,問題還是會重複出現。

  這樣就產生了飛參判讀的,在幾秒鐘時間裡駕駛杆頻繁左右受力的情況。由於着陸階段的飛行模態一般設定比較和緩,儘可能控制飛行員不進行大杆量操作,所以頻繁大幅度操作,就像短時間內開了幾個大型軟件導致電腦出現卡頓一樣。飛控系統出現響應時間延遲,導致飛行員的操縱和飛機實際動作不同步情況加劇,最終導致飛機輕微失控,翼尖擦地。

  幸好人機無大礙,事故之後,611所根據相關數據,很快從飛控、人機交互和飛行員培訓三個方面展開了對問題的分析與解決。

  飛控上,首先還是從軟件上提升降落模態下對指令執行的響應時間;另外對飛行員有時過於“剛猛”的操作,飛控在執行的時候需要對其“軟化”一下,從源頭上降低出現“卡機”的概率。根據後續試飛結果,改裝後的殲-20降落時平均響應時間縮短了近一半。

  人機交互上,側杆的好處咱們當然得繼續發揚。但既然飛行員縱向操縱時難免有個壓杆分力,那就給操縱杆的橫向突破力設的更大點,這樣只要推拉杆時,其壓杆分力不超過這個突破力,導致飛行狀態意外變化的概率就降低很多了。

  最後廠所當然得給作戰部隊的飛行員們提個醒,出現PIO了就別跟飛控較勁了,順着它來,如果跟這回一樣是橫向的PIO,這地就先甭落了,一手油門拉起來復飛,咱們放鬆心情好好調整再落一回——2002年7月殲-10試飛期間,錢學林在距地2米高度遭遇橫向PIO時,就是謹記在國外培訓時學到的要點,一把拉起,盤旋一圈後穩穩落地。

  操縱殲-20這種重型戰鬥機克服PIO強行着陸,在接地這一瞬間,甚至讓人難以判斷究竟是“機輪擦地稍重”還是“翼尖擦地”;這位曾經駕駛多型戰機戰勝空中險情,榮獲“感動中國”稱號的英雄試飛員,其膽識技術可見一斑

  如果是縱向的點頭式PIO,也是先一手油門,但這時候先別着急拉起來,壓杆帶個坡度等速度起來了再慢慢拉杆兒爬升。

  解決這個飛控問題,僅僅是“威龍”從“718工程驗證機”,走到如今的殲-20,其中無數故事中的一個。也正是在這些故事中不斷體現的,優秀試飛員群體與優秀科研人員隊伍共同的努力,使得最終交到部隊手裡的殲-20,正在迅速成為深受飛行員喜愛的“空中殺手”。

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