可模拟新战机的K-8变稳
IFSTA(Integrated In-Flight Simulation Test Aircraft)空中飞行模拟试验机是20世纪90年代初, 为满足我国新机研制和试飞的需要而研制的。
由中国飞行试验研究院总负责,中国航空附件研究所、航空计算技术研究所和南昌飞机公司等单位参加。
空中飞行模拟试验机又称变稳飞机,其特点是可以通过特殊的自动控制系统来改变系统或飞机的稳定性,从而模拟其他飞机特性,甚至可以在空中模拟刚刚完成设计的飞机的飞行特性。
该试验机于1991年底开始研制,1997年6月首飞成功,1998年9月完成验收试飞投入应用研究。
IFSTA研制的最终目标是实现一架具有五自由度(三轴转动特性、升力特性和推/阻力特性)变稳能力并配有可变人感特性、可编程多功能显示系统、完善的机载测试系统的空中飞行模拟试验机,它可满足除直升机外大部分军用、民用飞机的有关技术验证和空中模拟使用要求。由于新型号研制的迫切需求及经费原因,IFSTA试验机在工程实施上采用分两步走的方案,即第一步首先完成三自由度(三个旋转轴)的变稳控制,随后再增加直接升力和推力/阻力自动控制,从而提供完善的姿态和轨迹响应的模拟。
该试验机主要应用于:·飞行动力学、飞行品质研究;·飞行控制新技术、新方案的研究验证;·飞行试验研究,如新机/新系统试飞方法、参数识别方法、评价方法研究等;·新机空中飞行模拟试验评价及首飞飞行员的培训;·人机界面,特别是人机回路对飞行品质影响的研究;·地面模拟器校核及地面模拟-飞行试验相关性研究;·试飞员培训。
IFSTA采用了南昌飞机公司研制的K8喷气教练机作为原型机,前驾驶舱改为试验评定驾驶员舱,前舱驾驶员在电传系统工作时控制飞机、完成试验评定任务;后舱作为安全/教员驾驶舱,保留了原机全套操纵系统及飞行仪表系统,在变稳系统不接通(即断开)状态下,安全驾驶员可利用原机的机械操纵系统控制飞机,安全/教员驾驶员控制着飞机/系统的工作模态(状态)及试验参数的选择;变稳系统的控制舵机通过离合器与原机机械操纵系统并联,在变稳系统工作时离合器合上,由前舱飞行员通过变稳系统控制飞机,当变稳系统故障或正常断开时,飞机即可由后舱飞行员控制。
加装的系统包括:
·变稳系统:采用数字式双余度可编程电传飞控系统,可全时、全权限工作;系统可预装八组系统/飞机参数或模型;配有标准航空电子总线接口、地面试验专用接口和飞行试验测试接口;系统具有良好的用户开发界面;采用BIT检测及完善的安全保证措施;可选择在系统故障或飞机响应越限时人工/自动方式切除变稳电传系统。
·可编程多功能显示系统:数字式、计算机成像;可模拟对目标的跟踪及攻击;研究开发各种显示格式(平显、下显);可完成空中进场着陆、着舰等虚拟任务的模拟显示。
·自动配平系统:变稳电传系统工作后自动将升降舵稳态铰链力矩限制在±8牛·米(相当于杆力±2千克力)内。
·机载测试系统:可记录飞机、各系统、飞行员语音参数等,具有遥测发射能力。
·可变人感系统:可满足军用、民用飞机操纵力特性模拟;提供力/位移四余度指令;提供二自由度侧杆控制指令,中央、侧杆可随时转换。
飞机/系统经改装的有:电源系统、液压系统、操纵系统、仪表系统、导航系统、飞机结构、照明系统和起落架等。
IFSTA投入使用后已完成多种型号模拟和专题验证研究,如某新机首席试飞员小组培训,PIO(驾驶员诱发振荡)研究,某新机飞控系统控制律验证和品质评价,某型导弹地形识别系统验证试飞,新型飞机颤振激励系统(FES)验证试飞和大量试飞员培训教学试飞,等等。此外,该试验机研制成功后还多次与国外试飞员学校、试飞研究单位、空军和相关研究机构等就试飞员培训、变稳机设计及应用技术等进行了广泛交流并得到高度评价。 (文章节选自 航空工业出版社《飞在前面——推动航空技术发展的试验研究机》 主编:吕杰)