溫智翔,黃 輝,鄭志偉,王二振
(航空工業(yè)洪都,江西 南昌,330024)
軍用殲擊教練機在批生產(chǎn)后,除進行地面檢查外,為保證飛機質量,還需進行飛行檢查,這是因為僅靠地面檢查無法充分暴露潛在的問題[1]。一是地面無法提供機載環(huán)境,如大速壓、低氣壓、低溫或大過載等;二是某些功能很難在地面檢查,如火控解算、電子對抗、武器投放等;三是在地面檢查某些設備有安全隱患,比如大功率雷達輻射。地面檢查是飛行檢查的基礎,飛行檢查是地面檢查的補充,兩者共同保證了批生產(chǎn)飛機的交付質量。
批生產(chǎn)試飛包括移交試飛(一般叫交付試飛)、批抽查試飛(一般叫典型試飛)和轉場接收試飛(一般叫接收試飛)。目前對三個試飛的關系、設計試飛內容和方案的原則等方面沒有統(tǒng)一的標準,各主機廠所均按自己的理解執(zhí)行,導致飛機交付質量參差不齊。因此,亟需對批生產(chǎn)試飛進行深入思考,取得共識,制定統(tǒng)一標準,從而全面提高飛機交付質量。
交付試飛的目的是排查每架飛機個體的潛在問題。因為沒有安裝試飛測試系統(tǒng),不便于定量考核技術指標,所以交付試飛應以定性為主。確定交付試飛的內容和方法可能需要考慮以下幾個因素:
1)受機載環(huán)境影響大,地面檢查不出來的,如裝配缺陷;
2)地面檢查有安全隱患的,如大功率輻射;
3)針對飛機和系統(tǒng)的特點專門設計的內容和工況,如在低溫、低壓下檢查環(huán)控系統(tǒng);
4)針對主要的缺陷源專門設計的內容,如平衡檢查;
5)常用的主要功能,如通信、導航、自動駕駛。
典型試飛是每一批飛機按比例抽取若干架進行的試飛。典型試飛的目的是排查這一批飛機潛在的批次性問題。因此,典型試飛需要有一定的定量考核。確定典型試飛的內容和方法可能需要考慮以下幾個因素:
1)組織難度大、成本高、有風險,不方便在交付試飛中進行的,如火控實彈和夜航;
2)不常用但影響安全的重大事項,如空中起動;
3)不通過量化考核可能無法暴露的問題,如成品批次性問題、部件材料錯誤、熱表處理缺陷等;
4)一旦出現(xiàn)就是共性問題的,如軟件問題。
轉場接收試飛是飛機轉場交付前的驗收試飛,主要是確保飛機工作正常,具備安全轉場的條件。轉場接收試飛重點應檢查燃油系統(tǒng)和通信、導航、識別系統(tǒng),并結合檢查其他主要系統(tǒng)。
批生產(chǎn)飛機的缺陷源,可能有但不限于:制造誤差;裝配問題;工序錯、忘、漏(如忘東西在飛機里、少擰了螺絲等);成品質量問題;鑒定試飛中未暴露的問題。
為了暴露這些問題,需要設計專門的試飛動作和工況,如平衡試飛、大速壓、大過載、負過載等。另外,交付試飛應檢查飛機的大部分系統(tǒng)功能,除排進典型試飛的內容外,剩余功能也非常多,全部檢查是不經(jīng)濟的。因此,確定具體的檢查內容,可能要考慮幾個因素:
1)只要飛機在飛就在工作,且一旦出問題就很容易被飛行員知曉或記錄下來的系統(tǒng),可以不用專門飛,如電源、液壓;
2)針對系統(tǒng)特點制定的專門試飛,如針對座艙增壓功能專門進行高空試飛;
3)多個功能可能是同一個設備/板卡/芯片實現(xiàn)的,可考慮只檢查其中一個功能;
4)軟件在批量復制時是沒有差異的,只要檢查其中部分功能即可,如嵌入式訓練系統(tǒng);
5)除排入典型試飛的內容外,盡量使用到所有設備/系統(tǒng)/傳感器/天線等硬件。
6)常用的主要功能,如自動駕駛、程序導航等。
典型試飛的目的是排查批次性問題,其來源可能有但不限于:
1)材料問題、工藝問題、熱處理、表面處理問題等;
2)圖紙或其他制造依據(jù)文件錯誤導致的問題;
3)發(fā)動機批次性問題導致的性能缺陷;
4)飛控系統(tǒng)批次性問題導致的飛行品質缺陷;
5)天線或其他無線電系統(tǒng)內部缺陷;
6)鑒定試飛中未暴露的問題。
為排查這些問題,一是要定量考核某些飛機和指定系統(tǒng)極限性能,二是要定量考核某些飛行品質,三是要達到某些極限工況(如極限過載)。
另外,典型試飛應檢查不方便/不適合放在交付試飛中的系統(tǒng)和功能,例如:
1)火控實彈和外掛物投放(地面只能通電,無法檢查所有機構是否正常工作,如帶問題交付,可能導致帶彈著陸,影響安全);
2)空中起動;
3)照明系統(tǒng)(需夜間飛行);
4)雷達、電子對抗、空空無線電通信等單機無法檢查的功能。
交付試飛是由試飛大隊執(zhí)行的,且完成后飛機不一定能馬上轉場,甚至可能有技術狀態(tài)變化。因此,在部隊接收飛機之前,應進行轉場接收試飛。轉場接收試飛:一是檢查在轉場過程中可能用到的設備和功能,確保安全順利轉場;二是檢查技術狀態(tài)變化后飛機是否正常:三是結合檢查其他系統(tǒng)功能。
交付試飛包括地面滑行和空中試飛,另有靜止狀態(tài)檢查停機剎車壓力和效率、防滑剎車壓力和對稱性等,既可由空勤完成,也可由地勤完成,按約定實施。
地面滑行的主要內容有:
1)在直線滑行中檢查剎車功能、效率、對稱性和動態(tài)響應;
2)在低速S形轉彎和180°轉彎中檢查差動剎車和前輪轉彎功能;
3)在中、高速滑行中檢查剎車性能和方向控制能力;
4)在滑行中可結合檢查發(fā)動機、航電、慣導等各系統(tǒng)的工作情況,地勤人員可通過飛參檢查加速度計極性、速率陀螺極性是否有誤等隱性問題。
空中試飛考慮分別進行干凈構形試飛和帶副油箱構形試飛,一是兩者的飛控系統(tǒng)控制律不同,二是可檢查燃油系統(tǒng)的工作情況,便于日后轉場交付。空中試飛可分三個階段,第一階段是檢驗飛行,進行全面而粗略的檢查,確保飛機沒有大的問題;第二階段是嚴酷工況檢查,在大機動、大速壓等嚴酷工況下考驗飛機;第三階段是副油箱檢查,考慮到帶副油箱飛行的時間較長,可在這個階段進行細致而全面的系統(tǒng)功能檢查。在三個階段中,都能定性評估飛機的飛行品質和飛行性能。交付試飛架次數(shù)應為3個架次,如果飛機比較復雜,可酌情增加。
第一階段的主要試飛內容和注意事項有:
1)在起飛構形、著陸構形、巡航構形和減速板放出的狀態(tài)下進行穩(wěn)定直線飛行,檢查機身、機翼、尾翼、前后緣襟翼和減速板的制造、裝配的對稱性;
2)在快速的爬升 (至少到艙內外壓力差固定的高度,由座艙增壓曲線決定)和下降中檢查氧氣、空調、座艙增壓和除霧功能;
3)在約11000m高度進行導航、應答機、電臺(空地)、數(shù)據(jù)鏈(空地)、氧氣、環(huán)控等功能檢查;
高度選11000m,一是到了這個高度通常座艙內外壓力差已到最大值,能給到艙蓋極限工況;二是大氣層在11000m以上氣溫不變,可獲得極限低溫,能為空調和環(huán)控等設備增壓提供最嚴酷工況。三是在這個高度比較容易達到大馬赫數(shù),有利于在跨音速和超音速區(qū)檢查飛機。四是高空飛行的地速大,導航飛行進程快,試飛效率高。但是考慮到飛行員長時間在11000m高空飛行會因座艙內氣壓低而疲勞,應盡量減少高空飛行的內容,把在低空飛行能獲得同樣效果的內容安排在低空中檢查。
4)在機場上空檢查儀表著陸、微波著陸、VOR、DME、無線電羅盤等著陸輔助導航設備和FAF、RWY等著陸引導模式,必要時可多次復飛。
第二階段的主要內容和注意事項有:
1)水平、垂直、組合機動、負過載機動、快速橫滾,結合檢查自動改平功能;
給全機和各系統(tǒng)提供大過載、負過載、正負過載交替、振動等工況,有利于暴露機體制造裝配缺陷、成品缺陷等;
2)大表速飛行;
在大速壓下可能產(chǎn)生氣動彈性變形,有利于暴露蒙皮材料問題、結構缺陷等。
3)其他適合在干凈構形下檢查,但未在第一階段檢查的內容,如火控模擬攻擊。
第三階段的主要目的是檢查副油箱輸油、機內外輸油轉換功能,并定性檢查空地模態(tài)的飛行品質??稍谵D場航線高度按最佳巡航速度飛行,利用較長的飛行時間進行全面細致的功能檢查,如各種導航模式和改航模式、自動駕駛、檢查轉場電臺頻率和其他部隊主要頻率、空域、數(shù)字地圖、切偏、標記等功能、備份儀表等。
典型試飛除定量考核飛機和某些系統(tǒng)性能外,還要檢查一些不適合在交付試飛中檢查的功能。但考慮到工廠試飛空域、靶場、機場設施等條件可能不足,有些內容可能無法實施。例如,因為不具備足夠大的空域而無法考核空空通信距離,不具備足夠大的靶場而無法進行某些精確制導炸彈檢查,或不具備夜航設施而無法進行照明系統(tǒng)檢查等。
典型試飛的主要內容和注意事項有:
1)飛行性能考核??己孙w機技術指標要求性能項目,如起降性能、續(xù)航性能、爬升性能等;
2)飛行品質考核。抽取若干個狀態(tài)點,按照階躍、脈沖等試飛方法定量檢查飛機的飛行品質。建議分別考核A、B、C階段,并按空空、空地模態(tài)考核。
3)系統(tǒng)性能考核。如發(fā)動機加速性、無線電通信距離等。無線電空地通信距離可能受空域大小和場站條件限制,可考慮飛機在本場飛行,將地面站/設施布置在合適的距離或與距離合適的機場建立通信。
4)多機飛行的內容。如雷達、電子對抗、敵我識別、空空通信等。
5)風險科目。如空中起動(建議用APU帶轉起動,可順帶檢查APU空中起動和工作能力)和夜航(需檢查正常模式和夜視兼容模式)。
6)火控實彈和應急投放。航炮、航箭等發(fā)射類武器,建議連射、齊射,以便考核武器發(fā)射對發(fā)動機的影響;炸彈等投放類武器則建議單側投放,一是單側投放即可考核外掛物安全分離,二是單側投放可考核不對稱掛載的飛行品質,三是單側投放可以節(jié)約一側外掛物的成本。
轉場接收試飛是檢查在轉場過程中可能用到的設備和功能,一個架次就能完成,主要試飛內容有:各種導航模式和改航模式;各電臺(對應不同天線的組合)在指定頻率(建議轉場頻率和用戶常用頻率)的通話質量;應答機工作情況;燃油系統(tǒng)輸油、機內外輸油轉換和油量顯示等功能;著陸輔助導航設備和FAF、RWY等著陸引導模式。
批生產(chǎn)試飛的目的是暴露并解決批生產(chǎn)飛機潛在的問題,這些問題是指在批生產(chǎn)過程中因為制造裝配工藝或成品等原因產(chǎn)生的問題。批生產(chǎn)飛機雖然已經(jīng)過鑒定,但仍可能有設計缺陷或其他問題,然而這些問題并不是因為批生產(chǎn)而產(chǎn)生的,即使在批生產(chǎn)試飛中暴露,也不可能通過批生產(chǎn)試飛解決。另外,諸如裂紋、掉鉚釘、管線損壞等長期使用后才能暴露的問題是不太可能在短期的批生產(chǎn)試飛中出現(xiàn)的,因此不應該針對這些問題進行批生產(chǎn)試飛。
綜上所述,批生產(chǎn)試飛是專門針對批生產(chǎn)導致的問題進行的試飛,而不是針對飛機可能存在的所有問題。因此,應明確批生產(chǎn)試飛的目的,科學合理地設計試飛方案,一方面充分檢查飛機,提高交付質量;另一方面節(jié)約試飛周期和成本,快速交付用戶,加快戰(zhàn)斗力生成速度。