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中国战斗机飞控与综合技术研制
送交者: 小钢炮 2002年11月01日18:50:27 于 [军事天地] 发送悄悄话


  中国从70年代末期开始进行电传和主动控制技术的研究工作,以国产超音速歼击机歼教6为验证机进行了单轴仿真式数字式电传和主动控制技术的开发与飞行验证,该验证机称为BW-1。这架飞机是中国首架采用计算机控制的飞机,即不再用机械操纵杆,而采用纯数字式电传操纵系统,后来BW-1变稳机获得了1990年国家科技进步一等奖。BW-1纵向变稳定性飞机是中国第一架空中飞行仿真试验研究机,由歼教-6改装,1988年11月首飞。1989年9 月28日歼教6变稳飞机顺利完成全部死循环试验试飞,开创了中国飞行品质、飞行控制技术研究的新领域。该机主要用于试验数字电传操纵系统。BW-l技术含量高,对后续飞机的意义非常大,相当于跨了一代。但这架飞机是单轴变稳机,只能实现纵向俯仰方向的电传操纵,其它方向上还是机械操纵。也就是说,这架飞机还是技术验证机,不能投入实用,许多真正的空中仿真它还难以承担。

  在BW-1之后,飞控技术的验证移到歼8飞机上进行。1989年1 月28日 歼8飞机主动控制技术验证机模拟式纵轴电传操纵系统完成试飞。1990年6 月24日歼8飞机主动控制技术验证机数字式纵轴电传操纵系统死循环首飞成功。1990底,单轴四余度数字式电传/主动控制系统完成全部验证试飞计画。歼8主动控制技术验证机纵向模拟式电传操纵系统是一项重大预研课题,是一个全权限四余度电传操纵系统。具有控制增稳,失速告警、超载限制、自动配平及放宽静稳定性等功能,使飞机的操纵特性及飞机品质都得到极大改善。它的研制试飞成功是中国飞行控制技术发展的一个飞跃。这时期,在数字控制、余度技术、电传控制、放宽静稳定性、飞行参数边界限制等主动控制系统为后来的J-8IIACT验证机的开发打下坚实的基础。

  在此基础上,1991年开始进行三轴四余度数字式电传/主动控制系统的开发,三轴四余度数字式电传/主动控制系统,所谓三轴是指纵轴、横滚轴和偏航轴,四余度是指三条数字信道与一条备用仿真式信道。利用J-8II作为验证机,同时对其作了气动布局做了改进,主要是加装前翼,这就是在2000年珠海航展亮相的J-8IIACT验证机。J-8IIACT验证机在1996年12月29日首飞,九五末期按计画完成全部验证试飞。J-8IIACT验证机的飞行控制计算机是由631所按Intel 80286十六位指令系统研制的,取消了机械备份系统,用仿真式电子备份系统。相对于BW-1,在验证内容上增加了直接力控制与自动驾驶功能。J-8IIACT验证机的三轴四余度数字式电传/主动控制系统的开发,为J-10与J-8III的综合控制技术的研究提供了必要的基础。

  沈阳飞机设计所歼-八IIACT项目部的副部长范彦铭高级工程师介绍,歼-八IIACT是一型技术验证机,它的出现,标志着中国已经掌握了第三代战斗机制造的关键技术,新世纪的新战鹰已经呼之欲出。范彦铭说,歼-8IIACT是一型技术验证机,主要是为了验证数字式三轴四余度电传控制技术而专门发展的机型。四余度电传控制技术在西方国家已发展成熟并应用到他们的第三代和第四代战机上。中国的这套技术完全是在自主开的基础上研制的。ACT是英文Active Control Technology的缩写,意思是“主动控制技术”。该项目从92年开始到99年全部试完毕,92年到96年为研制过程,即整个系统设计、产品制造、地面试验等,然后从96年12月份到99年9月份是试飞过程,首飞时间是96年12月31日。

  与歼-八II相比,歼-8IIACT最主要的变化是在控制系统上,前者是机械式,而后者则是电传操纵系统。该套系统有直接升力、仰接直向、垂直平移三种工作模式,其中直接升力技术世界上只有美、英、法等少数几个国家拥有,在中国国内是最新的。范彦铭高级工程师他进一步的解释说,采用机械操纵的飞机,在拉杆后先下落一个高度,然后可爬起来,而直拉升力只要一拉杆飞机就直接爬起来了。垂直平移是指飞机在飞行过程中可以垂直升起或下落一个高度,而机械操纵就必须是一斜弦线轨迹。从技术统计看,该技术远远优于苏-27的机械/模拟式系统,与F-16C/D的飞控系统相当。

  在应用了电传系统后,歼-八IIACT比歼-8II性能提高了一大截,歼-八II以前做不到的大机动动作,歼-8IIACT都可以做到。歼-8IIACT型飞机是中国自力更生研制完成的首架无机械备份、全时全权、数字式三轴四余度电传飞控系统的验证机,具有控制增稳、中性速度稳定性、飞行边限制、自动驾驶、应急电备份、放宽静稳定性、和直接力控等功能。635飞控系统,是为J8IIACT验证机而设计的三轴、四余度、数字式电传/主动(FBW/ACT)飞行控制系统。该系统使用四余度微电脑(每信道双CPU)作为控制器,并配备了双/双余度的备份模拟计算机,驱动同飞机七个气动控制面相连的八台电液组合式伺服舵机。从而,实现了飞机的控制增稳、飞行边界限制、直接力控制和自动驾驶仪等多种功能。本系统是中国第一套具有高可靠性和多故障容忍能力的、全时、全权有人驾驶飞机的飞行控制系统。该系统的使用,可以改善飞机的飞行品质,增强飞机作战能力,并提高飞机的生存能。

  在实战用战机上的飞控系统是618飞控所为J10开发的634飞控系统。该系统为中国第一套应用主动控制技术(ACT)的数字式四余度电传飞行控制系统,具有控制增稳、放宽静安定性,攻角/超载限制,双故障―工作与BIT功能。成功地实现了全时全权电传操纵和放宽静安定度到40%重心的飞行。获部科学进步一等奖。


  此外综合控制技术的研究方面,该研究工作始于80年代中期,对综合飞行/火力控制系统、综合飞行/推力控制系统进行跟踪性研究。到了八五期间,以型号机种的控制系统为背景,展开了研制工作,614所研制的全权限发动机控制系统(FADEC)首先试用在WP-13上,为综合飞行/推力控制系统的实现奠定了基础。FADEC使发动机推力增加10%以上,由于推力增加和综合飞行/推力控制系统的应用,使J-8IIACT的平飞加速时间缩短19%~23%,爬升率增加10%。带矢量喷嘴的综合飞行/推力控制系统可使爬升率增大1.2倍,过载能力提高1.5倍。而且,阵风干扰和机动操纵时飞机与发动机之间的不良影响显著减少。

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