国产大飞机的“极限挑战”

来源 :大飞机 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wk8954642
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  2018年7月12日,在CAAC适航代表全程目击下,国产大飞机C919“全机2.5g机动平衡工况极限载荷静力试验”取得圆满成功。
  这项试验被认为是航空制造领域最为凶险也最经典的试验,是公认的高难度、高风险试验科目,是对飞机结构强度的一次“极限考验”,只有经受住这项考验才能证明国产大飞机的安全性。
  我们知道,一架飞机从滑跑、起飞、爬升、巡航,到下降、着陆,无时无刻不在承受着各种力的作用,比如空气动力、发动机推力、外部的撞击力(飞鸟、冰雹、砂石、碎片等)、惯性力、阻尼力、弹性力等。因此,飞机需要具备一定的强度,才能承受各种外力对机体的压迫、拉伸。


  一般而言,飛机设计要求飞机能够承受相当于自身2.5倍体重的“压力”。
  2.5g也是飞机在俯冲和突然拉升时产生的最大载荷,一般商用飞机在航线飞行时是不会飞到这个载荷的。
  为确保安全,按照中国民航CCAR25部(即《运输类飞机适航标准》)的适航条款规定,国产大飞机C919若要取得型号合格证就必须通过“2.5g载荷”这道关。因此,这项试验是C919适航取证的必要科目,对型号研制具有重要意义。
  飞机的静力试验被称为是飞机的“体能测试”,是验证飞机结构在静载荷作用下的强度、刚度及应力分布情况,是验证飞机结构强度和静强度分析正确性的重要手段。国产大飞机C919一共需要完成的静力试验有几十项之多,包括全机试验和部件级试验。比如,C919首飞前的一年多时间,静力试验机就已完成48项首飞前静力试验。
  其中,“全机2.5g机动平衡工况极限载荷静力试验”是C919飞机全机静力试验中机翼承载最严重的工况(工况是指设备在和其动作有直接关系的条件下的工作状态)。该项试验主要是通过加载装置,模拟飞机飞行中的空气动力、发动机推力等载荷,验证飞机结构在不同程度拉或压的静载荷作用下的强度和刚度。
  换句话说,就是试验以飞机在真实飞行环境中可能受到的最严重的各种外力来“蹂躏”机体,从而证明这款飞机能够经受得住考验。
  静力试验包括“限制载荷试验”和“极限载荷试验”。限制载荷是飞机运营中预期的最大载荷,限制载荷试验模拟飞机结构承受运营中最严酷的受力情况,飞机结构的变形必须不能影响飞机安全运营。而极限载荷是限制载荷的1.5倍,用于考核飞机结构的极限承载能力。由于飞机设计对重量的苛刻要求,极限载荷时考核部位结构的应力水平往往是略小于飞机结构破坏的临界点,因此极限载荷试验一般是不可重复的,必须保证一次成功。
  这个“破坏临界点”就是飞机设计师千方百计要寻找的飞机安全性和经济性之间的平衡点——一架好飞机既要足够结实,又不能过于结实。足够结实是要求飞机安全性足够,不能过于结实,就是要求飞机设计不能太保守,要有商载经济性。
  当天试验现场,C919大型客机的静力试验机随着不断加载,飞机单边机翼载荷最大达100吨,机翼翼尖最大变形达到3米。“按程序逐级加载至150%”“测量,保载3秒”指令发出后,现场爆发出热烈的掌声。14时58分,CAAC适航代表宣布:“C919飞机全机2.5g机动平衡工况极限载荷静力试验按试验大纲顺利完成。”这意味着试验取得圆满成功。
  据了解,由中国商飞上飞院和航空工业强度所组成的大飞机强度试验团队在C919大型客机静力试验中采用了一体式承载框架、斜加载、地板梁加载系统等多项新技术,确保试验高效、高精度实施。在试验过程中,试验团队充分运用精细有限元模型、强度自动化平台等分析技术对风险点进行识别和排除,确保了试验件的安全。同时,采用实时监控系统和数字散斑技术等试验监控手段,对试验过程进行监督,有效控制了试验风险点。
  从历史上看,2.5g试验失败的案例很多。即便是波音、空客这样的巨头也曾在2.5g试验中损失惨重。2006年2月,空客A380飞机在图卢兹进行2.5g试验时,机翼与两个发动机之间的部分发生断裂,导致A380交付推迟两年。2009年6月,波音787飞机在2.5g试验时,机身和机翼连接部位出现应力破坏问题,导致其首飞再次推迟。
其他文献
中国商飞向成都航空交付第6架ARJ21飞机  8月24日,中国商飞公司在江苏南通向成都航空公司交付第6架ARJ21新支线飞机。当天18时57分,这架国籍号为B-3328的ARJ21飞机从南通兴东国际机场起飞,于21时24分抵达成都双流国际机场。  起飞前,飞机在南通完成一架次交付试飞任务,检验飞机各系统能力,经过客户确认试验数据有效、客户化等工序后,通过局方认证,顺利获得民用航空器标准适航证(AC
期刊
创新,是航空业永恒的主题。在过去的2018年,航空业依旧没有停下创新的步伐,一系列颠覆性技术正在一场制造业生态系统的变革中发挥着关键作用,以数字孪生、人工智能、可再生能源等为代表的新技术正在改变航空制造业的游戏规则。  数字孪生技术  数字孪生(Digital Twin)的概念最早出现在2003年,由Grieves教授在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上提出。后来,美国国防部将数字孪生的概念
期刊
中国商飞向天骄航空交付首架ARJ21  2月22日12时08分,一架国籍号为B-001R的ARJ21飞机从上海大场机场起飞,经过2小时54分钟飞行,于15时02分顺利降落在内蒙古呼和浩特白塔国际机场,这是中国商飞公司向天骄航空交付的首架ARJ21飞机。本次交付标志着国产喷气客机开启商业运营新征程,也意味着ARJ21飞机将以呼和浩特为基地,助力完善内蒙古支线运输网络。  2018年3月,天骄航空经中
期刊
2019年1月3日,美国西南航空公司创始人赫伯·凯莱赫(Herb Kelleher)在达拉斯去世,享年87岁。一位航空业传奇人物就此隐入星空,但他所开创的低成本航空模式早已在全球推广,彻底改变了全世界的航空出行方式,并与他的经典口号“顾客第二”一起被载入了全世界的商学院教材,而他所创立的美国西南航空已连续赢利45年。  “凯莱赫是廉价航空公司中的尤达大师(《星球大战》中德高望重的人物)。”欧洲最大
期刊
随着庞巴迪、巴航工业分别与空客、波音进行战略合作,全球支线飞机市场新的竞争格局已经初步形成。在此情境下,中国商飞ARJ21和俄罗斯苏霍伊SSJ-100尽管交付数量不多,但新飞机运营平稳,储备订单丰厚,未来发展前景看好。相比之下,被日本国内誉为“希望之翼”的MRJ系列飞机则有些“步履蹒跚”,前景很有些不妙。  在经历了至少5次项目推迟后,MRJ系列飞机的研发成本已经从最初计划的2000亿日元(约13
期刊
你能想象一架波音747客机在空中爆炸成“断头”客机的样子吗?环球航空800号航班就遭遇了如此悲剧。  环球航空800号航班是从美国肯尼迪国际机场经停法国巴黎夏尔·戴高乐机场,飞往意大利罗马菲乌米奇诺机场的定期航班。1996年7月17日,一架编号为N93119的波音747客机,起飞不久后便在长岛上空爆炸,空难共造成230人遇难。  这是恐怖袭击还是一场意外?美国国家运输安全委员会(NTSB)和美国联
期刊
2009年年末,一起并购案引起了全球媒体的关注:中航工业西飞以18.6亿美元的价格收购奥地利FACC公司(未来先进复合材料股份公司),这既是中国航空制造企业首次实现海外并购,也是亚洲航空制造企业首次并购欧美航空制造企业。在之后的几年间,中航工业又先后并购了西锐、耐世特、THOMPSON等海外企业。经过近10年的发展,在与并购企业的不断磨合中,中国航空工业的国际化布局也初步形成。2017年,中航工业
期刊
2018年对于中国民用航空运输业来说,是一个非同寻常的年份。这一年,全球经济形势变化莫测,航空燃油价格大幅震荡,人民币汇率波动明显,民航安全形势不容乐观。2018年,对于全行业来说,有机遇,更有挑战。但令人欣喜的是,在日趋激烈的竞争环境下, 2018年我国民航运输业的发展和进步是显而易见的,无论是在航空运输安全、运输总周转量、吞吐量方面,还是在基础设施建设、航企改革方面,都取得了显著的成绩。  关
期刊
2018年全球商用飞机市场用“暗流涌动,风起云涌”八个字来形容是最恰当不过的了。空客与庞巴迪、波音与巴航工业的联手彻底打破了商用飞机领域几十年来的市场平衡。这种被打破的平衡在2018年两家飞机制造商交出的成绩单中已经有所体现。在新飞机的交付上,空客凭借对庞巴迪C系列的控股在年度交付量上与波音不相上下。而波音则凭借737MAX的热卖, 6年来首次在飞机订单量上超越空客。2018年,诸多机型的研制都取
期刊
德国是一个具有浓厚航空传统的国家,从发明滑翔机、第一个冲上蓝天的李林达尔开始,涌现出大批著名航空先驱,恩斯特·海因克尔就是其中之一。  海因克尔的经历与同时代的航空先驱类似:学航空、设计飞机、自己办企业生产飞机。但在知人善任这一点上,海因克尔比其他航空先驱更胜一筹。因此,他团结了一大批顶尖的专家和学者,取得了令人瞩目的成就,如He70是当时时速最高的运输机,He176是世界上第一种以火箭为动力的飞
期刊