第三十七章 三余度三軸增穩數模混合自動飛行控制系統
更新時間:2020-06-21 作者:霞飛紅綃
航空崛起 第三十七章 三余度三軸增穩數模混合自動飛行控制系統
唐占文在眾人注視下，繼續道：“根據監測得到的數據分析結果來看，086號機在起飛爬升階段，出現機頭大幅度上仰，迎角超過八十度，繼而產生了失速的姿態，主要原因有幾個方面。” “第一方面的原因是氣動布局設計上，殲轟七A繼續沿用了殲轟七的后掠翼正常布局，主要的變動在于取消了翼刀，但是在主翼的前緣，我們并沒有設計前緣襟翼。沒有采用前緣襟翼的原因，相信大家也都清楚，我們對于戰斗機前緣襟翼的技術研究確實還不夠成熟，為了保險起見就沒有采用。沒有前緣襟翼，這造成了殲轟七A在低速下的升力顯得不足，這的確是我們設計團隊的問題。”唐占文一點兒也沒有回避這個問題，直言不諱。 如果有了前緣襟翼，戰斗機的機翼升力系數會有比較大的提升，特別是在起飛階段，就可以看到那些三代戰機，都會把主翼上的前緣襟翼放下，以增加升力系數。 特別是在大迎角下，戰斗機主翼上的前緣襟翼向下偏轉之后，就使得主翼前緣與吹來的氣流之間角度減小，從而使得氣流沿著機翼上表面流動得比較光滑，可以有效避免局部氣流分離，這也等于是增大了翼型的彎度。 飛機機翼前緣和后緣襟翼配合使用，可以進一步增升。 林鵬在大學里學習空氣動力學的時候，最開始也不明白飛機的升力到底是怎么來的，后來通過學習他才逐漸明白了。 飛機機翼上下表面氣流的速度是不一樣的，正是這個速度差形成了上下表面的壓力差，上表面速度大，所以壓力就小，下表面氣流速度小，壓力就大。 作為一名飛機設計師，在設計機翼的時候，就是要想辦法讓機翼上表面的氣流速度增大，這樣的話升力就增加了。 戰斗機強調大迎角能力的原因，便是因為迎角太大以后，巨大的壓力差就會撕裂、揉碎原本附著在機翼上的規則氣流，留在機翼上表面的都是很多紊亂的小分離漩渦；這時候機翼上下表面的規則氣流之間的壓力差就會迅速減小，飛機就進入喪失升力的失速狀態。 戰斗機的前后緣機動襟翼，通過自動控制改變機翼彎度，來兼顧平飛時的低阻力與大迎角時的高失速極限。但是自動控制襟翼，是一項非常復雜的設計，需要相關的傳感器獲取實時數據，計算機控制它來工作。 當然也不是說采用了前緣襟翼的戰機，就必須是全電傳飛控，殲七E戰機就是機械飛控系統。 所以殲轟七A沒有設計前緣襟翼，只有后緣襟翼，它的后緣襟翼也只用于起飛降落時，改變升力系數。因此殲轟七以及殲轟七A的機翼設計，相對比較落后，機翼上氣流容易分離，這才有很多軍迷詬病的鋸齒和翼刀。 很多軍迷都知道，翼刀是落后的象征。 唐占文繼續道：“當然這只是一方面，還有一方面的原因，是我們有殲轟七A的飛控系統設計上，采用的三余度三軸增穩數模混合自動飛行控制系統，這的確又是一個比較落后的設計，這同樣是受制于我們的技術水平。三余度飛控計算機，采用了同構型三通道主備兼容錯結構，每一個通道是一臺獨立的計算機，由系統軟件完成飛控系統的實時控制任務。” “在操作系統的選擇上我們采用了嵌入式實時操作系統，可靠性還是非常不錯的。在飛控軟件總體設計方面，三臺計算機可以同時進行采集數據，數據交叉傳輸，數據比較監控，再融合出一組控制律需要的數據，進行控制律運算，最后輸出控制數據。在故障監控設計方面，可以將自動駕駛儀系統的故障狀態和飛控計算機自身故障進行統計綜合，編碼存儲，同時報告功能故障。當連續有六拍數據有故障，就認為傳感器、余度計算機等對象有故障。”介紹到飛控軟件設計的時候，唐總師還是有一點沉重的。 這都是因為六零三所或者說現在的一飛院，在飛控軟件的編寫上，實力確實還不夠好，如果能請到他的同學，六一一所的揚威來負責殲轟七A的飛控系統，可能一切都會迎刃而解，但顯然六一一所和六零三所不是一家單位，揚威也不可能調到六零三所來，因為揚威可是宋老看中的接班人呢，他將來的任務可不輕，還要擔負重點型號總師。 唐總師語氣一轉道：“當然，雖然我們也是嚴格按軟件工程方法進行了這套飛控系統的軟件開發，但是我們誰也不能保證，軟件本身沒有隱藏的缺陷或者錯誤，有時候軟件代碼可能會在某種誘因的作用下，發生錯誤，從而對飛控系統造成錯誤的計算和輸出。容錯技術，也只能在一定程度上保證軟件的可靠性。” 林鵬在重生前，也是參與過國產C919大客機設計研制的一位主任設計師，所以他對飛控軟件的開發，也是有深入的了解。在C919大客機的飛控軟件開發當中，對軟件系統缺陷的定義就很明確，分為幾個等級，最嚴重的是災難性缺陷，其次是嚴重缺陷，還有重大缺陷，次要缺陷等。 災難性缺陷，就是指飛控軟件一旦出現問題，會導致飛機失事墜毀的缺陷，當然這種缺陷特別嚴重，畢竟那是大客機，載客一百多人，所以這種缺陷規定發生的概率，每飛行小時，要小于十億分之一，也就是說飛機在飛行十億個小時當中，飛控軟件發生災難性錯誤的次數，不能超過一次。 這個概率也是相當低了，比如說有一千架C919客機在各大航線上飛行，每一架C919飛機，都飛行一百萬小時，才會出現一次能導致飛機失事的飛控軟件的錯誤或者故障。 而一架客機的總壽命也不過八萬飛行小時左右，也就是說，哪怕是有一萬架C919客機在服役，也不會出現一次導致飛機失事的飛控軟件嚴重故障。 當然民航客機對安全性的要求更高一些，但是戰斗機也不會差太多，所以理論上說，飛控軟件出現災難性問題的概率也是極低的。航空崛起 第三十七章 三余度三軸增穩數模混合自動飛行控制系統
唐占文在眾人注視下，繼續道：“根據監測得到的數據分析結果來看，086號機在起飛爬升階段，出現機頭大幅度上仰，迎角超過八十度，繼而產生了失速的姿態，主要原因有幾個方面。” “第一方面的原因是氣動布局設計上，殲轟七A繼續沿用了殲轟七的后掠翼正常布局，主要的變動在于取消了翼刀，但是在主翼的前緣，我們并沒有設計前緣襟翼。沒有采用前緣襟翼的原因，相信大家也都清楚，我們對于戰斗機前緣襟翼的技術研究確實還不夠成熟，為了保險起見就沒有采用。沒有前緣襟翼，這造成了殲轟七A在低速下的升力顯得不足，這的確是我們設計團隊的問題。”唐占文一點兒也沒有回避這個問題，直言不諱。 如果有了前緣襟翼，戰斗機的機翼升力系數會有比較大的提升，特別是在起飛階段，就可以看到那些三代戰機，都會把主翼上的前緣襟翼放下，以增加升力系數。 特別是在大迎角下，戰斗機主翼上的前緣襟翼向下偏轉之后，就使得主翼前緣與吹來的氣流之間角度減小，從而使得氣流沿著機翼上表面流動得比較光滑，可以有效避免局部氣流分離，這也等于是增大了翼型的彎度。 飛機機翼前緣和后緣襟翼配合使用，可以進一步增升。 林鵬在大學里學習空氣動力學的時候，最開始也不明白飛機的升力到底是怎么來的，后來通過學習他才逐漸明白了。 飛機機翼上下表面氣流的速度是不一樣的，正是這個速度差形成了上下表面的壓力差，上表面速度大，所以壓力就小，下表面氣流速度小，壓力就大。 作為一名飛機設計師，在設計機翼的時候，就是要想辦法讓機翼上表面的氣流速度增大，這樣的話升力就增加了。 戰斗機強調大迎角能力的原因，便是因為迎角太大以后，巨大的壓力差就會撕裂、揉碎原本附著在機翼上的規則氣流，留在機翼上表面的都是很多紊亂的小分離漩渦；這時候機翼上下表面的規則氣流之間的壓力差就會迅速減小，飛機就進入喪失升力的失速狀態。 戰斗機的前后緣機動襟翼，通過自動控制改變機翼彎度，來兼顧平飛時的低阻力與大迎角時的高失速極限。但是自動控制襟翼，是一項非常復雜的設計，需要相關的傳感器獲取實時數據，計算機控制它來工作。 當然也不是說采用了前緣襟翼的戰機，就必須是全電傳飛控，殲七E戰機就是機械飛控系統。 所以殲轟七A沒有設計前緣襟翼，只有后緣襟翼，它的后緣襟翼也只用于起飛降落時，改變升力系數。因此殲轟七以及殲轟七A的機翼設計，相對比較落后，機翼上氣流容易分離，這才有很多軍迷詬病的鋸齒和翼刀。 很多軍迷都知道，翼刀是落后的象征。 唐占文繼續道：“當然這只是一方面，還有一方面的原因，是我們有殲轟七A的飛控系統設計上，采用的三余度三軸增穩數模混合自動飛行控制系統，這的確又是一個比較落后的設計，這同樣是受制于我們的技術水平。三余度飛控計算機，采用了同構型三通道主備兼容錯結構，每一個通道是一臺獨立的計算機，由系統軟件完成飛控系統的實時控制任務。” “在操作系統的選擇上我們采用了嵌入式實時操作系統，可靠性還是非常不錯的。在飛控軟件總體設計方面，三臺計算機可以同時進行采集數據，數據交叉傳輸，數據比較監控，再融合出一組控制律需要的數據，進行控制律運算，最后輸出控制數據。在故障監控設計方面，可以將自動駕駛儀系統的故障狀態和飛控計算機自身故障進行統計綜合，編碼存儲，同時報告功能故障。當連續有六拍數據有故障，就認為傳感器、余度計算機等對象有故障。”介紹到飛控軟件設計的時候，唐總師還是有一點沉重的。 這都是因為六零三所或者說現在的一飛院，在飛控軟件的編寫上，實力確實還不夠好，如果能請到他的同學，六一一所的揚威來負責殲轟七A的飛控系統，可能一切都會迎刃而解，但顯然六一一所和六零三所不是一家單位，揚威也不可能調到六零三所來，因為揚威可是宋老看中的接班人呢，他將來的任務可不輕，還要擔負重點型號總師。 唐總師語氣一轉道：“當然，雖然我們也是嚴格按軟件工程方法進行了這套飛控系統的軟件開發，但是我們誰也不能保證，軟件本身沒有隱藏的缺陷或者錯誤，有時候軟件代碼可能會在某種誘因的作用下，發生錯誤，從而對飛控系統造成錯誤的計算和輸出。容錯技術，也只能在一定程度上保證軟件的可靠性。” 林鵬在重生前，也是參與過國產C919大客機設計研制的一位主任設計師，所以他對飛控軟件的開發，也是有深入的了解。在C919大客機的飛控軟件開發當中，對軟件系統缺陷的定義就很明確，分為幾個等級，最嚴重的是災難性缺陷，其次是嚴重缺陷，還有重大缺陷，次要缺陷等。 災難性缺陷，就是指飛控軟件一旦出現問題，會導致飛機失事墜毀的缺陷，當然這種缺陷特別嚴重，畢竟那是大客機，載客一百多人，所以這種缺陷規定發生的概率，每飛行小時，要小于十億分之一，也就是說飛機在飛行十億個小時當中，飛控軟件發生災難性錯誤的次數，不能超過一次。 這個概率也是相當低了，比如說有一千架C919客機在各大航線上飛行，每一架C919飛機，都飛行一百萬小時，才會出現一次能導致飛機失事的飛控軟件的錯誤或者故障。 而一架客機的總壽命也不過八萬飛行小時左右，也就是說，哪怕是有一萬架C919客機在服役，也不會出現一次導致飛機失事的飛控軟件嚴重故障。 當然民航客機對安全性的要求更高一些，但是戰斗機也不會差太多，所以理論上說，飛控軟件出現災難性問題的概率也是極低的。航空崛起 第三十七章 三余度三軸增穩數模混合自動飛行控制系統
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