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新万博新版-揭密歼20飞控故障:降落时翼尖擦地 飞行员这样挽救

2020-01-11 18:52:23

新万博新版-揭密歼20飞控故障:降落时翼尖擦地 飞行员这样挽救

新万博新版,上周《中国国防报》集中报道了歼-20研制团队的事迹,而在转载其中描述歼-20机载武器系统首次靶试失败的细节时,大约是为了表达一下歼-20研制中有过的挫折与不易,很多媒体又把几年前官方报道过的一次试飞中的惊险情况再翻出来。

某年盛夏的一天,某型飞机在着陆段拉平过程中,出现了一次机翼轻微擦地但成功着陆的惊险一幕,李建平率领控制律团队连夜对飞参数据进行分析,确认这是一次较为罕见的人机耦合振荡(APC)现象。——2015年7月28日 《中国航空报》

气动面作动控制复杂的电传操纵飞机,在对飞控控制律的不断完善中,PIO是个经常遇到也常被提到的现象

人机耦合振荡,又是机翼擦地,那就说明这惊险一幕应该是一次横向PIO(飞行员诱发振荡的英文缩写)。一说到PIO很多读者大概不陌生,不少人都见过JAS-39的01号原型机因俯仰控制律缺陷,导致着陆时坠毁的GIF图;强如F-22,当年都在YF-22验证机的试飞阶段因PIO导致飞机迫降报废。

咱们还原一下当时的情况。当时歼-20正在返场着陆,已经到了拉平阶段,此时试飞员自然要继续拉杆,使飞机抬头准备接地。然而就在这个过程中,试飞员多次较大幅度向左压杆,又迅速进行向右满杆修正,导致飞机右侧主起落架先于左侧的接地,右外侧副翼翼尖稍微擦地产生轻微损伤。

能导致歼-20这种上单翼飞机的翼尖都擦地受损的振荡,其程度必然相当剧烈。能够把飞机挽救回来,飞行员的技术与胆识绝非寻常

那么问题来了,按说都到落地前最后一哆嗦了,试飞员那也是身经百战了,为啥偏偏在这个本应保持拉杆动作、准备接地的时候,进行了多次左右压杆操作呢?驻成飞的空军某试飞大队试飞员,自然有着丰富的歼-10飞机操纵经验,然而歼-10和歼-20在操纵习惯上的区别,那也是相当巨大的。

飞惯了歼-10系列的试飞员们,在飞侧杆操纵的歼-20时,由于侧杆处于飞行员的右前方,当飞行员进行过去习惯的向后拉杆操作时,其对操纵杆施加的力,实际上稍不注意就会带有一个横向压杆的分力,而飞行员却并不知道自己已经轻轻压杆了。

由于侧杆操纵的飞机,主要靠力反馈判断飞行员的具体指令,因此相比中杆操纵飞机可达100毫米以上的位移量,其操纵杆的位移量都非常非常小。比如F-16的操纵杆左右位移和向后位移也就是几毫米,向前更是不到一毫米。

F-16座舱,后来其他机型借鉴其侧杆设计时,又进行了不少修改,提升了使用舒适性

这样一来,由于这个压杆的分力引发的位移很难被飞行员察觉到,这就会使得飞机操纵面出现飞行员主观预期之外的动作,飞行状态也会出现预期之外的变化,在抬头的同时出现一侧机翼下沉的情况。飞行员对这种变化自然要进行修正,但由于并不知道问题所在,因而短暂修正之后,问题还是会重复出现。

这样就产生了飞参判读的,在几秒钟时间里驾驶杆频繁左右受力的情况。由于着陆阶段的飞行模态一般设定比较和缓,尽可能控制飞行员不进行大杆量操作,所以频繁大幅度操作,就像短时间内开了几个大型软件导致电脑出现卡顿一样。飞控系统出现响应时间延迟,导致飞行员的操纵和飞机实际动作不同步情况加剧,最终导致飞机轻微失控,翼尖擦地。

这种延迟产生之后,飞行员的本能自然是加大、加快其操纵力度,这反而会造成飞行员操纵与飞机实际动作更大的不同步,震荡就此产生,最终导致飞机失控

幸好人机无大碍,事故之后,611所根据相关数据,很快从飞控、人机交互和飞行员培训三个方面展开了对问题的分析与解决。

飞控上,首先还是从软件上提升降落模态下对指令执行的响应时间;另外对飞行员有时过于“刚猛”的操作,飞控在执行的时候需要对其“软化”一下,从源头上降低出现“卡机”的概率。根据后续试飞结果,改装后的歼-20降落时平均响应时间缩短了近一半。

“阵风”战斗机的侧杆,注意手腕下防止飞行员疲劳的托架。该机的飞控设计十分精细,高速滑跑和低速滑行阶段都有差别

人机交互上,侧杆的好处咱们当然得继续发扬。但既然飞行员纵向操纵时难免有个压杆分力,那就给操纵杆的横向突破力设的更大点,这样只要推拉杆时,其压杆分力不超过这个突破力,导致飞行状态意外变化的概率就降低很多了。

最后厂所当然得给作战部队的飞行员们提个醒,出现PIO了就别跟飞控较劲了,顺着它来,如果跟这回一样是横向的PIO,这地就先甭落了,一手油门拉起来复飞,咱们放松心情好好调整再落一回——2002年7月歼-10试飞期间,钱学林在距地2米高度遭遇横向PIO时,就是谨记在国外培训时学到的要点,一把拉起,盘旋一圈后稳稳落地。

操纵歼-20这种重型战斗机克服PIO强行着陆,在接地这一瞬间,甚至让人难以判断究竟是“机轮擦地稍重”还是“翼尖擦地”;这位曾经驾驶多型战机战胜空中险情,荣获“感动中国”称号的英雄试飞员,其胆识技术可见一斑

如果是纵向的点头式PIO,也是先一手油门,但这时候先别着急拉起来,压杆带个坡度等速度起来了再慢慢拉杆儿爬升。

解决这个飞控问题,仅仅是“威龙”从“718工程验证机”,走到如今的歼-20,其中无数故事中的一个。也正是在这些故事中不断体现的,优秀试飞员群体与优秀科研人员队伍共同的努力,使得最终交到部队手里的歼-20,正在迅速成为深受飞行员喜爱的“空中杀手”。(作者署名:扬基帧察站)

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