五一期间,电影《漫空之王》上映,这部反映空军试飞员的军旅体裁影片引起观众对试飞的浓厚兴趣。
飞机为何需求试飞?为何说试飞是举一国之力进行的实验?影片中展现出的多项新飞机的飞翔实验(试飞)科目,如发动机吞咽实验、大迎角/尾旋、包线日,科技日报记者正常采访了我国飞翔试飞研究院(以下简称试飞院)部分试飞专家及试飞工程师。
“飞翔实验是集科学性、工程性、危险性于一体的系统性工程,也是一项举一国之力进行的实验。”试飞院试飞专家周自全说,现在全世界只要美、俄、法、英及我国等少量航空强国具有专业的威望试飞组织,而试飞院便是我国仅有的经国家授权的断定试飞组织。
天空之大,广阔无垠。但跳过这些包线约束,飞机就或许失掉操作,或许发动机泊车,或许结构损坏,乃至空中崩溃,形成灾难性的结果。
“飞翔实验的意图之一便是要验证和确认各类飞翔包线,也便是给飞机飞翔齐截道道红线。”周自全说,试飞员和试飞工程师则是红线鸿沟的探究者和实践者。
对鸿沟的每一点探究,往往伴随着极大的危险。速度太慢,飞时机因升力缺乏而无法操作;加速度太大,飞机结构有几率发生不可逆的损坏。“每一次靠近极限乃至逾越极限的探究,都在为未来战场上飞翔员的生计乃至战役的成功堆集力气。”周自全说。
飞机发动机需求十分高的安全性和可靠性。但是飞机在起飞、巡航和下降过程中,发动机不可避免会吸入外来物。例如起飞和下降时会遭受鸟群;在雨雪气候起降会吞入水和雪等,在飞翔时吸入冰块等。
“通用标准和适航规则都对发动机抗外物损害提出了清晰要求。”试飞院试飞专家高扬说,当发动机吞入的外物对流路最关键部位形成损害时,仍需按规则持续作业。
为确保发动机在吞入外物后能安全作业,必定要确保发动机叶片完好无损。“发动机吞咽实验很重要,因为叶片一旦打碎,对飞机的安全性有极大影响。”高扬说。
吞咽实验包含吞鸟、吞冰、吞砂、吞入大气中液态水、吞油实验等,意图是让发动机也尝尝“悲欢离合”的味道,看看发动机的“饭量”(包容性)和“凶横”(抗畸变)程度怎么。
“发动机吞咽实验需求在专业的试车台上进行,而且要规划专用的外物投进设备。”高扬说,如吞水实验要规划喷水设备,吞鸟、吞冰雹实验要规划专门的外物发射炮等,此外对外物还有严厉的分类,如冰块巨细、冰雹巨细、鸟的巨细等都有清晰的规则。
飞机之所以能飞,一是经过机翼发生升力,二是经过各操作舵面发生的力矩进行飞翔操控。
试飞院试飞工程师李艺海解说说,假如飞机机翼和气流的夹角小,气流就能平稳流过机翼并向下偏转,给机翼发生向上的升力;假如这个夹角变大并超越必定值,气流便会变成紊流,且无法在机翼外表平稳活动。
“当机翼和气流的夹角变大时,机翼的升力就会大幅减小乃至急剧下降,飞机将变得很难以操作。”李艺海说,遇到这一种气流,飞翔员就有必要想方设法使飞翔回到正常的迎角规模内。
在大迎角状况下,飞机发动机的进气也或许变得极不安稳,发动机泊车的概率和危险也会急剧添加。
“当机翼和气流的迎角进一步增大时,飞机便或许会呈现一种绕本身快速旋转、呈螺旋线轨道的急剧下降状况,这便是常说的尾旋。”李艺海说。
尾旋时,飞机快速旋转、高度急剧下降,同时会伴有剧烈的振动。“因为飞机高度下降,处置时刻就很有限,飞翔员有必要在这种急剧改变的状况下快速断定飞机的尾旋特征,并采纳对应的操作方法,使飞机回到正常的迎角规模,这对飞翔员的判断力和胆量都是极大的检测。”李艺海说。