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    《航空崛起》-第14页

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      当然这架米格二十五战斗机,还没有飞回基地,发动机就已经烧坏了,最后凭着飞行员高超的技术,飘回去的。

      林鹏想到了这段历史趣闻,哪知道此时刘大江总师也讲到了这个。

      刘大江道:“世界上第一种安装发动机电子控制系统的便是毛熊的米格二十五,在中东一架米格二十五战斗机,因为躲避以斯烈鬼怪战斗机发射的响尾蛇导弹,发动机意外失去限制,飞出了三点二马赫的极限速度,当时那架米格二十五的R15发动机,也直接在空中就烧毁了。”

      “但根据推测,当时那两台R15涡喷发动机,应该是失去了控制,发动机转速和加力燃烧室都以超标准的状态运行,因而打破了战斗机飞行速度的世界纪录。但那时候的发动机控制系统,远远要比现在的简单得多,所以这个问题还真是不好找出原因。如果不是硬件方面的原因,那么只有一种可能,就是发动机控制系统软件编写有问题。这个还需要我们接下来认真排查!”刘大江无奈地道。

      这时候唐占文总师道:“可是我还有一点疑问,那就是咱们歼轰七A飞机,在进气道设计的时候就计算过,像这次涡扇九发动机,爆发出将近一百五十千牛的推力,在发动机进气量上,是无法达到的。这个问题,只怕也需要查清,不放过任何一个问题才行呐!”

      这个问题,确实存在,所以与会专家们都议论了起来。

      与米格二十五战斗机相比,歼轰七A的进气道确实太小了。涡扇九发动机有着九十八千牛的最大推力,而R15发动机则是有着一百一十千牛的最大推力,当然二者不同,前者是涡扇发动机,后者是涡喷。

      在歼轰七设计之初,对发动机进气道和发动机匹配也是做过大量试验的。由于歼轰七战斗机设计最大速度只有一点七马赫,所以它并不追求进气道有多好,采用了不可调节的矩形进气道,因此在进气畸变引起进气道压力损失,发动机在不同状态下有效推力的考虑并不是那么的完美。

      所以歼轰七A的发动机进气道截面积,甚至还没有米格二十五发动机进气道一半大。因此在某些状态下,歼轰七A发动机加力推力,有时候还会因为进气畸变等因素的影响,要下降百分之二十左右。

      而米格二十五的发动机进气道,就显得无比的粗狂,从硕大的进气道前面,就能直接看到整个发动机的风扇叶片,也就是说它是一个直通式的进气道,没有一点拐弯,不考虑发动机叶片的遮挡。

      米格二十五的巨大进气道,是一个标准的楔形多波系超音速进气道,和F15战斗机类似,但是它的进气道截面,比F15的进气道还要大得多,这都是为了吸入更多的空气。

      这大概也是因为米格二十五战斗机一般是在高空进行超音速飞行,在高空当中空气比较稀薄,所以需要更大的进气口来吸入足够多的空气。甚至为了增加发动机推力,这个进气道里面,还有一个喷水加力口,用喷水使气体温度下降,增加空气密度!

      田副院长道:“我们先不纠结这个问题吧,因为这一次主要的问题,还是在于当时086号机,为什么出现了姿态失控的问题,这个问题还是请唐总师给我们分析一下吧!”

      唐占文点了点头道:“好,那我就从歼轰七A设计特别是飞控系统设计的角度分析一下吧!首先我要作一个自我检讨,那就是当时我们设计团队在设计之初,考虑更多的是如何能够尽快的完成上级交给我们的任务,所以在设计上偏向保守,特别是气动和飞控的设计,确实是不够完善的。”

      第三十七章 三余度三轴增稳数模混合自动飞行控制系统

      唐占文在众人注视下,继续道:“根据监测得到的数据分析结果来看,086号机在起飞爬升阶段,出现机头大幅度上仰,迎角超过八十度,继而产生了失速的姿态,主要原因有几个方面。”

      “第一方面的原因是气动布局设计上,歼轰七A继续沿用了歼轰七的后掠翼正常布局,主要的变动在于取消了翼刀,但是在主翼的前缘,我们并没有设计前缘襟翼。没有采用前缘襟翼的原因,相信大家也都清楚,我们对于战斗机前缘襟翼的技术研究确实还不够成熟,为了保险起见就没有采用。没有前缘襟翼,这造成了歼轰七A在低速下的升力显得不足,这的确是我们设计团队的问题。”唐占文一点儿也没有回避这个问题,直言不讳。

      如果有了前缘襟翼,战斗机的机翼升力系数会有比较大的提升,特别是在起飞阶段,就可以看到那些三代战机,都会把主翼上的前缘襟翼放下,以增加升力系数。

      特别是在大迎角下,战斗机主翼上的前缘襟翼向下偏转之后,就使得主翼前缘与吹来的气流之间角度减小,从而使得气流沿着机翼上表面流动得比较光滑,可以有效避免局部气流分离,这也等于是增大了翼型的弯度。

      飞机机翼前缘和后缘襟翼配合使用,可以进一步增升。

      林鹏在大学里学习空气动力学的时候,最开始也不明白飞机的升力到底是怎么来的,后来通过学习他才逐渐明白了。

      飞机机翼上下表面气流的速度是不一样的,正是这个速度差形成了上下表面的压力差,上表面速度大,所以压力就小,下表面气流速度小,压力就大。

      作为一名飞机设计师,在设计机翼的时候,就是要想办法让机翼上表面的气流速度增大,这样的话升力就增加了。

      战斗机强调大迎角能力的原因,便是因为迎角太大以后,巨大的压力差就会撕裂、揉碎原本附着在机翼上的规则气流,留在机翼上表面的都是很多紊乱的小分离漩涡;这时候机翼上下表面的规则气流之间的压力差就会迅速减小,飞机就进入丧失升力的失速状态。

      战斗机的前后缘机动襟翼,通过自动控制改变机翼弯度,来兼顾平飞时的低阻力与大迎角时的高失速极限。但是自动控制襟翼,是一项非常复杂的设计,需要相关的传感器获取实时数据,计算机控制它来工作。

      当然也不是说采用了前缘襟翼的战机,就必须是全电传飞控,歼七E战机就是机械飞控系统。

      所以歼轰七A没有设计前缘襟翼,只有后缘襟翼,它的后缘襟翼也只用于起飞降落时,改变升力系数。因此歼轰七以及歼轰七A的机翼设计,相对比较落后,机翼上气流容易分离,这才有很多军迷诟病的锯齿和翼刀。

      很多军迷都知道,翼刀是落后的象征。

      唐占文继续道:“当然这只是一方面,还有一方面的原因,是我们有歼轰七A的飞控系统设计上,采用的三余度三轴增稳数模混合自动飞行控制系统,这的确又是一个比较落后的设计,这同样是受制于我们的技术水平。三余度飞控计算机,采用了同构型三通道主备兼容错结构,每一个通道是一【创建和谐家园】立的计算机,由系统软件完成飞控系统的实时控制任务。”

      “在操作系统的选择上我们采用了嵌入式实时操作系统,可靠性还是非常不错的。在飞控软件总体设计方面,三台计算机可以同时进行采集数据,数据交叉传输,数据比较监控,再融合出一组控制律需要的数据,进行控制律运算,最后输出控制数据。在故障监控设计方面,可以将自动驾驶仪系统的故障状态和飞控计算机自身故障进行统计综合,编码存储,同时报告功能故障。当连续有六拍数据有故障,就认为传感器、余度计算机等对象有故障。”介绍到飞控软件设计的时候,唐总师还是有一点沉重的。

      这都是因为六零三所或者说现在的一飞院,在飞控软件的编写上,实力确实还不够好,如果能请到他的同学,六一一所的扬威来负责歼轰七A的飞控系统,可能一切都会迎刃而解,但显然六一一所和六零三所不是一家单位,扬威也不可能调到六零三所来,因为扬威可是宋老看中的接班人呢,他将来的任务可不轻,还要担负重点型号总师。

      唐总师语气一转道:“当然,虽然我们也是严格按软件工程方法进行了这套飞控系统的软件开发,但是我们谁也不能保证,软件本身没有隐藏的缺陷或者错误,有时候软件代码可能会在某种诱因的作用下,发生错误,从而对飞控系统造成错误的计算和输出。容错技术,也只能在一定程度上保证软件的可靠性。”

      林鹏在重生前,也是参与过国产C919大客机设计研制的一位主任设计师,所以他对飞控软件的开发,也是有深入的了解。在C919大客机的飞控软件开发当中,对软件系统缺陷的定义就很明确,分为几个等级,最严重的是灾难性缺陷,其次是严重缺陷,还有重大缺陷,次要缺陷等。

      灾难性缺陷,就是指飞控软件一旦出现问题,会导致飞机失事坠毁的缺陷,当然这种缺陷特别严重,毕竟那是大客机,载客一百多人,所以这种缺陷规定发生的概率,每飞行小时,要小于十亿分之一,也就是说飞机在飞行十亿个小时当中,飞控软件发生灾难性错误的次数,不能超过一次。

      这个概率也是相当低了,比如说有一千架C919客机在各大航线上飞行,每一架C919飞机,都飞行一百万小时,才会出现一次能导致飞机失事的飞控软件的错误或者故障。

      而一架客机的总寿命也不过八万飞行小时左右,也就是说,哪怕是有一万架C919客机在服役,也不会出现一次导致飞机失事的飞控软件严重故障。

      当然民航客机对安全性的要求更高一些,但是战斗机也不会差太多,所以理论上说,飞控软件出现灾难性问题的概率也是极低的。

      第三十八章 优先级与反转

      唐占文顿了顿,话峰一转道:“关于歼轰七A飞控软件开发,我想还是请六一八所的高明同志来说一说吧,因为这套飞控系统是由两所共同合作完成,除了控制律软件外,基本上是由他们主要负责的。”

      这时候大家伙儿都把目光投向了一名中年人,六一八所的飞控专家高明。

      在歼轰七A的设计研制当中,六一八所负责了飞控系统的大部分研制开发工作,作为中国航空工业集产品设计、开发、生产、服务于一体的导航、制导与控制技术研发中心,涉及多个行业和国防科技领域,产品横向覆盖多类飞行器,纵向贯穿从零部件制造到系统集成的全过程。

      无论是歼八二飞机的电传系统研制,还是歼十战斗机的飞控系统开发,都有它的身影,也就是说,整个国内战机的飞控软件编写,都是六一八所负责完成。

      高明便是经验非常丰富的飞软系统专家,参与了多型飞机的飞控系统开发工作,在歼轰七A项目中,高明便是飞控软件开发总体负责人。

      高明沉声道:“各位领导,专家,下面我就从飞控的角度说一说这一次试飞事故的原因分析,关于飞控系统硬件的研制和软件的程序编写,是由我所完成,由我本人总体负责,因为我们对这次试飞事故,也进行了认真的分析。关于飞控软件,刚才唐总师说了,采用了容错技术,发生错误的概率基本上没有,大家也都清楚,飞控软件缺陷发生的概率在千万小时分之一以上,也就是说咱们的歼轰七A战机,飞行时间累积一千万小时,可能会出现一次错误,大家想想这是不可能出现的。”

      “而且这套软件,虽然是由我所负责编写,但也是由主机所进行了检查,然后共同安装检测,当时的评审会上,专家组也明确表示非常好。所以在飞控软件上的缺陷,是不可能有的。两所共同对飞控系统可靠性进行对比分析结果显示,这套系统表现良好,我们攻克了飞控系统余度配置、同步算法、余度通道间信息交换与共享、电磁兼容、故障检测隔离与重构、机内自检测等一系列关键技术。而这一次飞机姿态失控,我们认为与飞控系统无关,应是外界因素导致。”高明说完了,便不再多作解释。

      这下子,会议就陷入了僵局,如果说飞控系统也没有问题,试飞员的操作更是没有问题,那问题出在哪儿呢?

      今天这个事故分析会,怕是分析不出个结果了。

      只有林鹏才知道,事故的真正原因,就是软件代码上的一个隐形错误导致的。

      但是他作为整个会议室里资历最浅的人,也不可能站起来说啊,再者他要站起来说了,恐怕也没有人会相信他的。

      更重要的是六一八所的专家自己都说了,飞控软件不可能有问题,他这时候要是站起来说有问题,那不是打别人的脸吗?当然这也是打六零三所,打一飞院,打唐总师的脸啊!

      可是这个问题怎么才能解决呢?

      林鹏也陷入了纠结当中,怎么样才能让大家知道问题出在哪儿,然后去解决它,但是又不能伤了和气和脸面,更不能让人知道他是怎么知道飞控软件代码有问题的。

      这个林鹏还真是犯难了。

      此时会议室里的专家们也是议论纷纷,交头接耳,现在谁都知道,出了这么大的问题,恐怕大家都不想问题出在自己身上。

      唐占文总师也不知道该说什么好了,因为飞控软件的确是两家合作的,当然设备和软件都是六一八所主导的,六零三所只是负责飞行控制律方面的工作。

      这套飞控系统,也是经过了严格的测试的,当时表现良好,专家评审一致认为达到了国内领先的水平。

      甚至是软件的编码,都是组织了专家进行评审的,对这套飞控系统的模块测试,综合测试和硬件软件的集成测试,结果都是非常好的。

      唯一欠缺的可能是没有进行铁鸟台的飞行测试,因为当时就没有条件搞铁鸟台,在国内铁鸟台还是一个很难突破的技术,六一一所在研制歼十这样的三代战斗机过程中,才逐步摸索搞出来了。

      但是就算没有铁鸟台,也在综合测试和飞行测试中表明,这套三轴三余度数模飞控系统还是很可靠的。

      但是如果不是飞控的问题,那这次事故发生的原因是什么呢?总不能不了了之吧?这肯定是不被允许的,也过不了上级那一关。

      就在这时候唐占文忽然感觉口袋里的手机,震动了几下,开会的时候他的手机的确是调到了静音的。

      唐占文心想这时候是谁发了短信过来?唐占文拿出手机一看,发短信给他的人,是林鹏。

      当他看到短信内容的时候,也是震惊了。

      林鹏发给他的短信内容不长,就提到了两个关键词,优先级与反转,1997年M国火星探路者事件。

      看到林鹏这个提示,唐占文总师只觉得脑袋里面,似乎都嗡的响了一下,好像问题出在哪儿,他找到了!但这也只是林鹏的揣测,到底是不是,也不是凭猜测和嘴巴说就能证明的。

      但不管怎么样,今天这个事故分析会,必须要有个结果啊,所以唐占文决定哪怕是丢了面子,也要讲出来。作为总师,他对飞行控制系统还是非常了解的,虽然他不会编写那些代码,但基本的原理和架构,他非常清楚。

      而火星控路者事件,是怎么一回事呢?一九九七年,M国炎星探路者着陆火星后第十天,就开始犯傻,它开始无规律的重启,每次启动都会造成数据丢失。

      当时NASA的解释是火星探路者的计算机试图同时完成太多任务造成故障。

      在当时的分析会上,开发火星控路者自动控制软件系统的公司,就给出了一个很有意思的说法,这就是优先级与反转。

      火星探路者的气象任务,这是一个低优先级的任务,在写总线的时候,一个中断的发生导致了通信任务被调度并就绪,最后由于通信任务运行时间稍长了,总线管理任务等待超时,返回错误。结果就是系统重启。

      第三十九章 直指问题根源

      而且当时发现这个问题也很有意思。出现问题后,航空航天局喷气推进实验室的工程师们,花了很多时间在实验室里,对火星上探路者上一模一样的系统进行了反复的检测。

      检测了一个星期,却没有再现那种情况,最后当所有的工程师都以为不会再发生同样问题的时候,重启的情况再现了。经过数据分析,找出了原因,那就是优先级反转。

      它并不具有特定性,而是具有偶然性。

      之所以给唐总师发条短信,也是因为林鹏知道问题在哪儿,并且在大名鼎鼎的F35闪电战斗机的飞控系统中,也曾出现这个问题,当然那是后来,现在F35闪电战斗机的飞控问题并没有出现。

      F35闪电战斗机的飞控系统是全世界所有战机里面最复杂的,庞大的软件系统,使得彻底的检测变成了一个不可能完成的任务,使得系统的可靠性变得不可以预测。

      F35闪电战斗机上的软件代码多达八百万行,比F22猛禽战斗机上多四倍,当然歼轰七A战斗机上面的软件代码就远远不如了。

      当然F35闪电战斗机是全数字电传飞控,并且它的软件架构也是最先进的,这一点歼轰七A同样没办法比。

      所以F35战斗机的第一个完整版本的软件系统,到二零一八年才开发完成。在二零一五年才具备初始作战能力,都是因为软件的问题。

      军方代表见无人再发表意见,便道:“各位领导专家们,难道今天的事故分析会,就分析不出一个最终的结果吗?大家再好好想想,集思广议,歼轰七A战机是咱们国家重点型号,耽搁不得啊!”

      唐占文站了起来,洪声道:“我再来说几句吧!我还是认为,很可能是我们的飞控系统软件代码,可能存在难以发现的错误或者缺陷。大家还记得M国火星探路者事件吧?我想咱们这一次发生的试飞事故,会不会和M国火星探路者发生的优先级反转事件,有些相似呢?”

      专家们一听唐占文的这段话,不由得都大为震惊,有的一副恍然大悟的样子,他们又开始小声议论起来。

      唐占文继续道:“我们的飞行控制系统软件,是飞控系统重要组成部分,它要完成控制律计算,工作模态转换,系统自动测试,故障监控,参数调整等一系列的功能,在开发飞控软件的时候,就按总体架构划分为若干个功能块,分别进行开发。控制律是我所完成的,它包括了俯仰回路控制,纵向外回路控制,发动机推力控制等,其余部分为六一八所负责完成。大家也知道,开发无错误的软件是相当困难的,要进行大量的软件试验,我们这个项目也不具备这个条件,没有铁鸟台等关键设备。”

      “飞控软件的各种故障模式,对飞机的姿态控制,会产生很大影响,如控制信号错误或者延迟,以及失真等,这就会让本级的作动器动作出现问题,从而进一步影响上一级的飞机姿态控制,我想会不会是在咱们的飞控软件故障模式功能模块当中,某一条软件代码,或者是多条代码,存在某种偶然性的,被某种外因引起的故障模式问题?缩小到这个范围,我想应该能找到问题的原因!”唐占文也希望原因真的在那里啊,要不然真的丢脸丢大了。

      这都是基于唐占文总师,对林鹏的信任,因为在这之前,林鹏接连的表现都让他很意外,确实是一个天才,他也希望林鹏这一次真的蒙对了!

      否则要还找不出原因,那就麻烦了!试飞进度会受到严重的影响,那么他这个总师,所背负的压力就更大了。

      这时候六一八所的高明也站起来道:“行,既然唐总师提出来了,那我们下来就用FMEA软件对故障模式功能模块源代码进行失效模式与影响分析,同时对源代码进行逐条检查。如果找不出原因,我们再对其他功能模块,也进行同样的分析,真要是我们的问题,我们也不回避,该承担责任我们承担!”

      看到这个结果,林鹏也放心了,因为他知道问题就是在那儿呢!有一条软件代码确实是有错误的,当然还是一条会受到某种外界条件影响而产生故障模式错误的代码。

      能不能被发现,就要看六一八所,哦不,一飞院也有飞控专家,他们应该会找得出来,林鹏相信他们的能力。

      其实说到底,这条软件的错误,也不能怪六一八所,因为软件代码编写出错,是很正常的事情,特别是那种隐蔽的错误,如果不经过大量的软件试验,是发现不了的,最根本的原因,还是这套飞控软件开发的时候,缺乏铁鸟台这一类先进的设备,再加上又是数模混合的飞控系统,相对来说比较落后,若是全数字的电传飞控倒还好些。

      会议结束散场,唐占文总师就把林鹏拉到了一边,小声问道:“小林,你告诉我,你是怎么知道,问题在那儿的?你确定吗?”

      林鹏一看周围并没有人,便小声道:“唐总师,我也只是突然想到了火星探路者事件,和咱们这一次出现的试飞事故很相似,如果问题不出在那儿,那就真的只能定义为UFO事件了。只有软件编写上的错误,是最不容易被发现的,因此我觉得这是个大概率问题。接下来,还要看分析的结果!”

      唐总师呵呵笑道:“好,说得好,我感觉这个方向是对的!对飞控软件的功能模块,和源代码,进行FMEA,在这套飞控软件开发的时候,还无法开展系统层次的FMEA,但现在飞控软件已经有了这么多的试飞数据,一定可以找到那条害人的代码!”

      林鹏点头道:“如果真能找出来,那就太好了!那么这次飞行事故,反倒是变成了好事,因为如果带着这个隐患,让咱们的歼轰七A完成了定型试飞,最后大量服役,然后出现严重的飞行事故,那问题就严重多了!”

      唐占文叹了一声道:“是啊,所以我们这些搞飞机设计的,一定要用科学的态度,用匠人的精神,把我们的飞机做得更好更加可靠啊!”

      第四十章 唐总师也有深度改进歼轰七A的想法

      接下来发生的事情,便是很快查清了当时歼轰七A086号机发生姿态异常,继而失速的原因,确实是因为飞控软件故障监控模块有一条代码,会在某种特定的情况下,发生异常,导致飞控系统出现严重问题。

      这下好了,唐占文总师立刻就成为了大家热议的对象,因为唐总师不是专门搞飞控的,竟然一针见血的找到了原因,这就不得不让人敬佩了。

      当然唐占文总师知道了事故原因,竟然真的是一条代码出错,一方面他感到很欣慰,因为这个问题的原因被发现了,这对歼轰七A,对整个设计团队,对所有参与歼轰七A研制的单位,对部队来说都是好事。

      原因找着了,把这个有问题的代码给修改过来,以后就不会再出现这样的问题了,隐患得到排除,不留后患,同时下一步就可以再择机进行低空大表速的试飞了。

      歼轰七A战机的进度也不会受到多大影响,这是好事。

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