航空工业强度所打造新科技 助力AG600水上首飞

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中国航空报讯:10月20日,大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600水上首飞成功,从水面一跃而起、翱翔蓝天,作为承担飞机水载荷地面强度验证试验的航空人,内心无比的激动和自豪。

飞机的研制过程分为设计、制造、试验、试飞四个环节,地面强度验证试验是新研飞机在首飞前必须进行的试验,是保证飞机首飞安全必不可少的重要环节。航空工业强度所承担着飞机研制的“第三棒”,是保证新研或改型飞机飞行安全的重要环节。这既是强度所义不容辞的责任和义务,也是国家赋予强度所的光荣使命。

在AG600飞机的研制中,强度所为确保飞机于2017年12月24日陆上首飞成功,提供了集顶层规划、预先研究、优化设计、物理试验、虚拟试验为一体的技术支撑。尤其是优质完成了涉及四个层级数以万计的强度试验,充分验证了飞机的安全可靠性, 为型号研制做出了重要贡献。此后, 强度所干部职工继续发扬“奉献、拼搏、创新、协作”的精神,于2018年8月31日按计划完成了AG600飞机水上首飞前的全部水载荷地面强度验证试验。水载荷试验充分验证了该型飞机在水面滑行、起飞和着水各个环节可能遇到的最严重载荷工况,检验了影响飞行安全的机体结构、浮筒、操纵系统、水舵、发动机等重要部位的结构强度,给出了飞机结构强度合格鉴定结论,强有力地保证了本次水上首飞安全。

AG600飞机为目前世界在研最大的水陆两栖飞机,它不仅具有能够承受陆基飞机典型载荷工况的特点,同时也具有能承受水上飞机水载荷工况的特点。不同于陆基起降飞机强度试验,AG600飞机水上工况水载荷静力试验是该型飞机所特有的试验项目,进行全面的地面结构强度验证试验,在国内尚属首次。水上工况静力试验主要包括水舵、浮筒等部件试验和对称船首、船尾、断阶着水工况等全机试验,主要考核整个机身V型船体、浮筒、水舵等飞机结构及其连接部位,验证考核结构对适航条款要求的符合性,获取结构强度和刚度特性数据,考核飞机安装制造工艺,为飞机强度分析方法的准确性提供了依据,为飞机未来改型及完善结构设计提供了依据。

AG600飞机结构外形复杂,具有机身V型船体、单断阶框、水箱大口盖、舭弯、抑波板(槽)、水舵、机翼浮筒、悬挂式高支柱起落架等特殊结构。根据运输类飞机适航标准(CCAR- 25-R4),水载荷作用于整个V型船体, 作用面积大、载荷量级大、载荷分布均匀连续。复杂的载荷工况和独特的结构形式,对全机静力适航验证试验带来更高的试验要求,给试验带来了诸多技术难题。常规气动载荷加载方法不能满足水载荷均匀连续加载要求。另外,水载荷均为压向载荷,加载点数量多、分布密集,因此集中区域多个压向大载荷加载时的耦合效应对液压执行机构动态特性及加载控制技术提出了更高要求。水载荷为斜向上集中大载荷,试验时当水载荷部位的刚体位移较大时,会造成载荷力线偏移, 影响载荷施加精度。

面对国内同类型试验可借鉴经验少、国外可查资料匮乏的局面,强度所迅速组织技术人员成立试验关键技术研究团队,集智攻关,开展水载荷静力试验技术相关研究工作。技术人员认真分析试验机特殊结构和水载荷试验特点,学习适航规章相关内容, 对试验进行了详细的方案设计论证和试验验证,提出了大型水陆两栖飞机水载荷静力试验技术,包括水载荷加载、控制等技术方面。并以此研发了多点耦合均匀连续加载技术、压稳自适应多级杠杆系统设计技术、伺服阀和作动缸匹配技术、试验系统整定技术、结构试验边界条件优化技术等多项试验技术。此外,在所研发试验技术基础上设计开发了水载荷试验加载专用装置,并进行了试验验证。试验团队编写了各类技术报告和工艺规范, 设计图纸折合A4图1200余张;发表了多篇科技论文,申报了各级科技成果和国家发明专利。

通过关键技术攻关,有效提升了强度所水载荷试验技术水平。新研试验技术针对水载荷静力试验各项难题, 解决了水载荷大面积均匀连续施加问题,提高了多点压向稳定性和可靠性, 确保了试验加载精度,有效降低了试验风险。经过技术研究团队全体成员的不懈努力,水载荷各项试验按计划如期展开。全体参试人员优化试验顺序和方案,按照先易后难的试验验证顺序稳步推进试验进度,并积极配合适航当局进行制造符合性检查等工作。

强度所精心组织、集智攻关、奋勇拼搏, 历时6个月按计划完成了AG600飞机全部水载荷适航验证试验, 为该型飞机水上首飞提供了试验支撑, 保证了AG600飞机水上首飞安全。水上首飞前水载荷试验项目的顺利完成, 也进一步验证了新研水载荷试验技术及加载装置,显著增强了强度所试验的技术储备。

未来,在AG600飞机的研制体系中,强度所还将承担以水上首飞后全机静力试验、全机疲劳试验、全机地面振动试验为代表的一批强度研究与验证工作。任务艰巨、使命光荣,强度所将继续在十九大精神的指引下, 坚守航空报国初心、牢记航空强国使命,为型号研制和我国国防现代化建设、国民经济发展做出新的贡献!

责任编辑:臧航

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