被譽為亞洲第一的火箭橇滑軌。
無人機與民機碰撞火箭橇試驗。
作為我國唯一從事航空防護救生/空降空投裝備研制的高科技企業,航空工業航宇具有完整的專業領域試驗驗證體系。近日,航宇在襄北試驗基地進行了一發無人機與民機碰撞火箭橇試驗,填補了國內無人機撞擊試驗領域的空白,并處于國際領先水平。
本項目是國內首次利用地面火箭橇試驗平臺模擬無人機撞擊民航飛機在起飛和爬升過程的工況,用以科學系統評估無人機對民機飛行安全的影響程度,探索性研究評估方法,為建立相關的適航標準提供依據。就在幾個月前,航宇襄北試驗基地還進行了1發某民用產品高馬赫數火箭橇試驗,并取得圓滿成功,創下了航宇火箭橇試驗速度的新高。
無人機與民機碰撞試驗 填補國內領域空白
隨著民用無人機技術及產品的發展,其在人們的工作、生活中應用的領域也越來越廣。在民用無人機數量增長的同時,其對民用客機的飛行安全性影響也越來越受到重視。無人機和飛機之間的高速相撞會造成嚴重破壞,破壞程度甚至超過鳥撞飛機。研究人員同時發現,在嚴重撞擊中,無人機的鋰離子電池可能會碎裂。但即使是在無人機部分無損的情況下,這些電池的溫度也會開始上升,而如果受損的電池在撞擊后嵌入了飛機內部,那么就有可能引起火災。
在無人機與民機碰撞安全性研究方面,國際上一直缺乏基于全面、系統性驗證的試驗數據支撐,中國民航局率先提出了試驗驗證的設想,在聯合國內多個專業機構進行項目論證過程中,專家組專家分析了無人機制造材質、飛行姿態、飛行速度、體積重量以及飛機被撞位置等因素對飛機碰撞損傷的影響,并對碰撞速度、碰撞部位、碰撞姿態以及姿態保持、測試參數等進行了分析和討論。同時,分析無人機核心部件碰撞、模擬鳥撞等驗證方式,并比較了國外同類試驗驗證手段的不足,以期通過一種全面、系統、高效、逼真的手段進行試驗驗證。
11月30日,在航宇襄北試驗基地進行了中等質量的旋翼無人機與某型飛機風擋在典型速度下的碰撞試驗,無人機精準碰撞在民機左右風擋的中間和邊角部位特定區間內,通過測試設備采集的動態響應和現場碰撞結果查看和分析,確認風檔外層玻璃破碎,但內層玻璃完好,滿足風檔鳥撞試驗的符合性判斷。同時通過與仿真分析結果進行比較,驗證了試驗方法的準確性和仿真結果的有效性,試驗達到了預期目的,取得了圓滿成功。
由于無人機與飛機碰撞工況的復雜性、隨機性以及高昂的試驗成本和嚴酷的試驗要求,2017年8月,航宇在與民航局課題組具體溝通后,對項目需求進行了充分的識別,針對速度精確建立、碰撞模擬、結構響應測試、光學測試等關鍵技術問題,系統地提出了火箭橇試驗解決方案。滑車設計專家們在有限資源的條件下,結合某型民機駕駛艙和尾翼借用件的結構特點,通過精確的強度、系統彈道性能以及可制造性分析,設計了精巧的一體式試驗滑車,并通過動靜結合及試前在位調節解決碰撞位置模擬的精確性;測試專家們對測試參數和碰撞過程的事件特征進行了充分分析后,制定了多方位、多點交匯的測試布局,實現了多視角、全覆蓋、高穩定的全過程記錄。2017年9月,試驗方案通過專家組正式評審。在隨后2個多月的時間里,航宇試驗團隊科學運用項目管理方法,通力協作,高效解決了真實機頭一體化的滑車設計及制造、基于彈道布局的無人機運行狀態模擬等問題,實現了單一彈道上的連續多點碰撞。同時,過程控制嚴格按照適航驗證試驗程序要求,對試驗件和試驗設施進行制造符合性檢查,對試驗準備、方法等與大綱的符合性進行了檢查。試驗結果顯示:預定碰撞點速度精度控制在1%范圍內、無人機與風擋精確碰撞、結構響應測試數據完整、碰撞過程記錄全面清晰,最終按所有預期要求完美的實施了首次試驗。碰撞試驗所用的試驗件為國產某型民機機頭結構和由國內最大的旋翼無人機制造商大疆創新科技有限公司提供的真實無人機。
試驗的成功,標志著航宇為無人機與民機碰撞的安全風險評估提供了有力的試驗和數據支撐,為進一步規范無人機制造商設計制造產品和適航局方制定無人機運行管理方面的適航規章提供技術指導和決策依據;另一方面,繼航宇2007年被民航局授予民航座椅委任測試單位代表后,公司又一國防基礎科研試驗能力應用于民航領域,體現了航宇堅持軍民融合的發展理念。
高精度火箭橇試驗滑軌應用前景
航宇具有完整的專業領域試驗驗證體系,擁有世界等級的高精度火箭橇試驗滑軌、亞洲唯一的高速氣流吹襲臺、不利姿態救生性能試驗系統、中國唯一的水上綜合救生水池、航空裝備高動態大型離心機等重要大型基礎試驗設施,具備解決高速度/高加速度動態性能地面綜合模擬試驗、氣動特性試驗、結構強度性能試驗、環境適應性及可靠性試驗、基本物理性能試驗、生理適應性試驗、空降空投裝備地面試驗、民機生活設施適航試驗等關鍵技術的驗證能力,為航空、航天、兵器及其他高科技領域的裝備研發提供了重要的試驗手段。
9月17日,1發某民用產品高馬赫數火箭橇試驗在航宇襄北試驗基地取得圓滿成功,該試驗主要通過在地面動態模擬不同速度過載條件,考核該產品的定位準確性、工作可靠性、連續性及速度精度等性能指標。試驗速度最大馬赫數達到2.86(971米/秒),馬赫數2以上速度持續時間超過3.5秒,創下了航宇火箭橇試驗速度的新高。該試驗采用成熟車體結構形式及一級金屬絲網減振技術,創新設計試驗艙減振方案,并實現了在該領域的兩個第一:即第一次使用大推重比新型助推發動機,第一次采用面接觸前后車體連接等創新設計。
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火箭橇是一種空氣動力學試驗設備,利用推力強大的火箭助推器,推動測試物體在類似鐵路的專用滑軌上高速前進,再用高速攝影機及其他設備記錄數據,以分析其空氣動力學性能。形象一點說:你可以把它看作是一枚躺在鐵軌上發射的火箭。火箭橇可用于研制核武器、高超聲速導彈及飛行器、航空母艦上的彈射器、戰斗機火箭彈射座椅、宇宙飛船逃逸塔、電子戰武器等尖端設備。它是在陸地進行超聲速試驗的重要裝置,目前全世界僅有美、英、中、俄、法等少數國家擁有此類設備。
1993年6月,由中國航空救生研究所承擔(2003年12月,該所與原漢江機械廠、原宏偉機械廠整合為航空工業航宇)、投資6700萬元的國內第一條滑軌,也是亞洲唯一的火箭橇滑軌,在湖北襄陽市與河南鄧縣交界處建成,結束了我國22年來一直借用普通鐵路支線做高速地面模擬試驗的歷史。20多年來,該試驗設施為促進我國科學研究,加強國防建設,發展國民經濟做出了巨大的貢獻。
(審核編輯: 智匯小新)
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