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上??者\公司-解密新舟700:新舟700飛機飛控系統(tǒng)簡析

?空運新聞 ????|???? ?2019-12-09 15:15

  【編者按】新舟700飛機,是新舟系列渦槳支線飛機的最新產(chǎn)品,定位于承擔800公里以內(nèi)中等運量市場的區(qū)域航空運輸業(yè)務(wù),能夠適應(yīng)高原高溫地區(qū)的復(fù)雜飛行環(huán)境和短距頻繁起降。據(jù)最新消息,新舟700飛機預(yù)計于2020年1月總裝下線。作為我國完全自主研發(fā)的新一代支線渦槳飛機,新舟700依托的關(guān)鍵性技術(shù)有哪些?又實現(xiàn)了哪些重大的突破和創(chuàng)新?11月22日起,民航資源網(wǎng)將推出系列報道,解密新舟700背后的“硬核技術(shù)”。

  新舟700飛機是首型采用電傳飛控系統(tǒng)的渦槳支線飛機,飛控系統(tǒng)以國際民機研制標準ARP-4754A為導(dǎo)向,嚴格按照“雙V”流程開展設(shè)計,將主飛行控制、高升力、自動飛行系統(tǒng)整合在一起。

  舵面配置

  新舟700飛機采用上單翼、T型尾翼、翼吊兩臺渦槳發(fā)動機、前三點式可收放機身起落架布局型式,配置兩塊升降舵、兩塊副翼、一塊方向舵、左右內(nèi)外襟翼和左右內(nèi)外擾流板,舵面布局如圖1所示。

西飛供圖

  圖1新舟700飛機舵面布局

  主飛控系統(tǒng)

  新舟700飛機采用雙余度飛行控制計算機(FCC)+4臺作動器控制電子(ACE)+電液伺服作動器為核心的主飛控系統(tǒng)架構(gòu),以余度配置、表決監(jiān)控等方式保證系統(tǒng)安全;通過部件的精益設(shè)計和減少電纜的用量達到減重的目的;通過增加電子配重、俯仰自動配平等功能提升操縱品質(zhì)和乘坐舒適度;大量采用貨架產(chǎn)品和成熟技術(shù)降低研制成本;采用模塊化設(shè)計,并通過簡化維護程序、加大維修間隔來提高系統(tǒng)利用率并降低維護成本。此外,先進且易于人機交互的機載中央維護系統(tǒng)采用高度集成的系統(tǒng)故障監(jiān)控手段,充分保證了測試效率,減少隱蔽故障存在的可能性,為航后維護工作節(jié)約大量時間。

  主飛控系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示。

西飛供圖

  圖2主飛控系統(tǒng)架構(gòu)

  駕駛艙操縱系統(tǒng)

  采用常規(guī)駕駛桿/盤/腳蹬的雙人駕駛體制,雙通道配置,左右駕駛之間通過解脫機構(gòu)形成機械互聯(lián),一側(cè)通道卡阻時迅速脫開,完成故障隔離,確保飛行安全。通過多輪次的人機工效評估,不斷對駕駛桿/盤/腳蹬、減速操縱手柄、襟翼手柄等駕駛艙操縱裝置及布局進行改進優(yōu)化,最終達到飛行員滿意。

  主飛控電子系統(tǒng)

  采用三軸四余度控制架構(gòu)和成熟可靠的控制技術(shù),提供正常、降級和直接三種工作模式,通過余度配置和容錯技術(shù)保證系統(tǒng)安全,同時提高系統(tǒng)的可用性。在整個飛行過程中,飛控系統(tǒng)工作狀態(tài)被持續(xù)實時監(jiān)測,可及時發(fā)現(xiàn)并定位具體故障的LRU(航線可更換單元),為飛機安全飛行提供堅實保障,提高排故效率。同時,電子調(diào)零功能也為系統(tǒng)換件維護提供了極大便利。

  作動系統(tǒng)

  作動系統(tǒng)由升降舵作動系統(tǒng)、副翼作動系統(tǒng)、方向舵作動系統(tǒng)和擾流板作動系統(tǒng)組成,所有的作動器均采用EHSV(電液伺服閥)閉環(huán)控制,以保證舵面控制精度。作動系統(tǒng)具有足夠的飛機最小操縱面構(gòu)型下的舵面控制能力,同時具備舵面顫振抑制功能。

  控制律

  主飛行控制律主要包括增益調(diào)節(jié)、電子配重、擾流板輔助滾轉(zhuǎn)、地面自動減速、偏航阻尼、俯仰構(gòu)型自動配平和邊界保護等功能。依據(jù)校正空速調(diào)參確保飛機在全包線范圍內(nèi)飛行時飛行員操縱感受的一致性;電子配重極大提高了飛機本體的桿力過載特性,從而保證機動飛行的安全操縱;擾流板輔助滾轉(zhuǎn)提高了飛機的滾轉(zhuǎn)性能,同時在著陸接地時自動打開作為減速板使用,大大降低了飛行員的操縱負擔;偏航阻尼提高了飛機的荷蘭滾特性;俯仰構(gòu)型自動配平確保襟翼收放造成的飛機姿態(tài)變化可由升降舵自動偏轉(zhuǎn)進行平衡調(diào)節(jié);邊界保護避免飛機由于超出安全飛行邊界造成的舵面結(jié)構(gòu)破壞。主飛行控制律在多輪次單機仿真驗證優(yōu)化及工程模擬器品模試驗的基礎(chǔ)上,充分采納飛行員的意見,最終達到滿意效果。

  新舟700飛機的失速保護系統(tǒng)采用推桿形式,不僅進行雙通道對比監(jiān)控,更增加了失速保護功能的絕對斷開手段,從根本上杜絕了類似B737MAX的悲劇重演。

  高升力系統(tǒng)

  新舟700飛機高升力系統(tǒng)采用電信號控制、電氣驅(qū)動、機械作動的形式,采用襟翼電子控制裝置(FECU)+襟翼馬達控制模塊(FMCM)+襟翼動力驅(qū)動裝置(FPDU)+滾珠絲杠作動器(FBSA)的體系架構(gòu),最大程度地減輕系統(tǒng)重量,分布式、模塊化的設(shè)計也提高了系統(tǒng)的可靠性和維修性。高升力系統(tǒng)構(gòu)架如圖3所示。

西飛供圖

  圖3高升力系統(tǒng)架構(gòu)

  自動飛行系統(tǒng)

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