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中國航空工程師關于直升機制造何去何從的思考

發布日期:2016-10-07??來源:航空制造網??作者:褚世永我要投稿我要評論
通用關鍵技術發展


除了上述幾項專用關鍵技術外,航電、材料和飛行控制等通用技術的發展也對直升機產品飛行性能和任務能力的持續提升作出了重要貢獻。


01材料和制造技術


先進直升機的復合材料使用范圍正在迅速擴展,已從蒙皮等次要結構擴展到機身盒形龍骨梁、水平安定面等承力結構,NH90、AW101、S-97等型號都已開始使用全復合材料機身。同時,復合材料的使用也使旋翼槳葉壽命逐步提高,實現了無限壽命和視情維護,并為槳葉先進氣動外形和動力學優化提供了條件。此外,先進制造技術也大幅提高了直升機性能,如英國BERP Ⅳ項目對復合材料槳葉制造技術進行了研究,采用的4層抗褶皺鋪層織物厚度是傳統鋪層織物的3 倍,鋪層時間大幅減少;采用的Z 字型編制方法,材料用于后緣蒙皮時,槳葉損傷容限提高到傳統單層纖維織物槳葉的4 倍。


未來直升機,特別是高速旋翼機對結構重量、強度、制造成本、維護性能將提出更高要求,直升機復合材料應用比例將進一步提高,如旋翼槳轂、主減速器齒輪、機電系統等都可能實現復合材料化。隨著石墨烯材料的發展,復合材料結構強度、重量等特性都將大幅提高,將促進復合材料應用范圍擴展到旋翼槳轂、主旋翼軸等重要承力件上。

02航電系統技術

直升機航電技術正在經歷突飛猛進的發展:高度綜合化、模塊化,全電子化玻璃座艙正取代傳統儀表,如AW101 座艙采用了“大圖像”下視顯示和虛擬座艙技術,大大增強了飛行員的戰場態勢感知能力;有源相控陣雷達將在直升機上得到應用,俄羅斯2011 年開始研制加裝有源相控陣雷達的卡-52K 艦載攻擊直升機,雷達搜索距離增加200km,通過改進雷達發射- 接收模塊制造工藝,質量從275kg 減至80kg,雷達天線陣尺寸控制在600mm×400mm 內;有人/ 無人機協同作戰技術得到快速發展,AH-64E 已實現了四級無人機系統控制能力,除了能從無人機接收實時視頻外,更能對無人機的飛行姿態進行控制,并控制無人機的傳感器和武器等任務載荷,大幅提升AH-64E 的態勢感知和攻擊能力,從而大大增強了生存力和作戰效能。

03飛控系統技術

作為新一代直升機的典型特征,電傳飛控系統的應用正在逐漸普及,全球首款采用電傳飛控的民用直升機——貝爾525 已于2015 年7 月成功完成首飛。同時,光傳飛控系統技術也取得一些進展,2002 年空客直升機公司與德國DLR 在一架EC135 上成功加裝了光傳飛控系統并完成首飛,該機目前作為DLR 飛行試驗平臺,承擔飛控、航電等技術驗證工作。此外,自主飛行技術正在成為直升機飛控發展的一個重要方向。2013 年,西科斯基公布了Matrix 自動飛行技術,技術目標是飛行中完全去除人員控制,以軟件采集狀態數據和信息、進行處理并做出應對決策,該技術已開始在S-76 上進行驗證。
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