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我國高過載飛行模擬器研制成功 可讓飛行員體驗15G極限過載

時間:2015年12月22日 信息來源:湘智離心機 字體: 打印此頁

《科技日報》12日報道,我國工程物理研究院研制的高性能載人離心機近日宣告研制完成,可能已首次實現(xiàn)飛行員上機測試。中物院網(wǎng)站發(fā)布的文章稱,該載人離心機運動自由度由一個發(fā)展成了三個,通過三個自由度協(xié)調(diào)運動,能逼真模擬飛行載荷,在模擬座艙內(nèi)配置了飛機操縱元件、視景等,飛行員可以自主操縱,提供給飛行員接近于真實飛行過程的感官體驗,實現(xiàn)了飛行員主動訓練,成為目前唯一能夠在地面逼真模擬高性能戰(zhàn)機各種機動動作,使飛行員切身體驗高性能戰(zhàn)機高機動、高過載的大型訓練裝備,可讓飛行員體驗高達15個標準重力的過載。中物院官方網(wǎng)站稱,該機“能有效滿足我國戰(zhàn)機飛行訓練的迫切需要,保證我軍訓練的安全、先進以及保密,具有極高的軍事價值?!?/FONT>

我國高過載飛行模擬器研制成功 可讓飛行員體驗15G極限過載

2014年珠海航展上在保利集團展廳中展示的中物院研制的外貿(mào)型載人離心機戰(zhàn)機模擬器

科技日報11月12日報道,運動質(zhì)量達60余噸的高性能載人離心機,隨著飛行曲線變換旋轉(zhuǎn)速度,旋轉(zhuǎn)臂端頭的飛行模擬座艙,靈活滾動。記者12日在中國工程物理研究院成都銀河596園區(qū)目睹了高性能載人離心機模擬戰(zhàn)機機動飛行場景。這是我國自主研制出的首個高性能載人離心機試驗平臺。

中物院離心機研制團隊的領頭人黎啟勝研究員介紹說,高性能載人離心機是我國目前唯一能在地面逼真模擬出高性能戰(zhàn)斗機各種機動動作,使飛行員體驗高性能戰(zhàn)機高機動、高過載的大型訓練裝備,是戰(zhàn)機飛行員選撥、訓練和防護研究的必需裝備。目前國際上只有美國等少數(shù)幾個國家能研制。

中物院總體所從2005年開始高性能載人離心機關鍵技術(shù)攻關,2012年開始高性能載人離心機研制。其最大加速度可達15倍重力加速度,快加速能力達到每秒10個重力加速度。系統(tǒng)動態(tài)響應時間達到80ms,完全滿足模擬飛行實時性要求,系統(tǒng)可搭載不同用戶數(shù)據(jù)包,滿足不同戰(zhàn)斗機、艦載機或載人航天器等設備的模擬飛行要求。

“這套高性能載人離心機完全自主設計,主要部件也在國內(nèi)制造,是一個不折不扣的國貨。”該項目主任設計師宋瓊告訴記者,目前,團隊已經(jīng)完成設備主要性能指標調(diào)試,各項參數(shù)達到或超過國際同類產(chǎn)品,幾個月后將實現(xiàn)飛行員試飛,“團隊的目標不僅要打破了先進國際高性能載人離心機技術(shù)的壟斷,還將促進我國高性能載人離心機走向世界?!?/FONT>

今年9月16日,中國工程物理研究院官方網(wǎng)站上發(fā)表的《會當凌絕頂——中國工程物理研究院總體工程研究所科學試驗用離心機技術(shù)達到世界一流水平》一文中介紹了關于該所研制可逼真模擬戰(zhàn)斗機過載曲線的載人離心機的更多情況。以下為文章部分內(nèi)容:

該文提到,中國工程物理研究院總體工程研究所(下文簡稱“總體所”)至今已研制交付各類離心機四十余臺,其中多臺離心機性能指標處于國際領先水平,最大模擬加速度達到40000G,最大加速度增長率達到35G/s,持續(xù)加速度模擬最高精度達到10的-6次方量級,加速度模擬自由度達到三個,實現(xiàn)了加速度、振動、溫度、氣動復合。

在載人離心機研制領域,總體所離心機研制團隊近年來展開了關鍵技術(shù)研究,并成功研制出飛行模擬器,參加南非、珠海國際防務展,贏得廣泛贊譽。

載人離心機運動自由度由一個發(fā)展成了三個,通過三個自由度協(xié)調(diào)運動,能逼真模擬飛行載荷,在模擬座艙內(nèi)配置了飛機操縱元件、視景等,飛行員可以自主操縱,提供給飛行員接近于真實飛行過程的感官體驗,實現(xiàn)了飛行員主動訓練,成為目前唯一能夠在地面逼真模擬高性能戰(zhàn)機各種機動動作,使飛行員切身體驗高性能戰(zhàn)機高機動、高過載的大型訓練裝備。

我國空軍于1999年啟動了高性能載人離心機的建設工作。

2009年,總體所中標中航610所“動態(tài)載荷模擬研究系統(tǒng)”,該系統(tǒng)用于新一代戰(zhàn)機救生裝備產(chǎn)品檢測,其性能已經(jīng)達到高性能載人離心機主機的主要指標要求,于2012年交付。

由于戰(zhàn)機數(shù)據(jù)保密需求等原因,空軍引進的高性能載人離心機無法導入我軍主要在役機型的飛行數(shù)據(jù)包,導致訓練針對性不強。外方出于知識產(chǎn)權(quán)保護的考慮,軟件不開放,設備升級困難。在此背景下,2013年,院高新重大專項《離心式動態(tài)飛行模擬器樣機研制》項目立項,樣機的設計瞄準滿足三、四代戰(zhàn)機飛行員訓練的需求,除了各基礎指標能涵蓋戰(zhàn)機性能指標外,系統(tǒng)動態(tài)響應時間設計為80毫秒,優(yōu)于飛行模擬器相關國軍標規(guī)定的150毫秒要求,與美國ETC公司最新產(chǎn)品指標相近。

通過模擬器可以讓飛行員真實體驗空戰(zhàn)中的過載情況,圖中顯示兩名飛行員正在進行模擬空戰(zhàn),左側(cè)飛行員使用離心式模擬機進行訓練,處于大過載機動中,承受著8.33G的過載;右側(cè)飛行員使用普通模擬器,雖然模擬空戰(zhàn)中應該承受6.3G的過載,但飛行員感受不到。這張對比圖可以看出離心機模擬器對戰(zhàn)斗機飛行員訓練的重要意義

團隊綜合運用高動態(tài)離心機研制經(jīng)驗基礎上,進一步發(fā)展了大型旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、離心場下多自由度運動控制、飛行載荷轉(zhuǎn)換等多項技術(shù),完成了樣機設計。目前系統(tǒng)調(diào)試已進入尾聲,從測試結(jié)果來看,樣機主要指標達到了國際先進水平,預計2015年底完成飛行員上機測試。(《科技日報》相關報道可能表明該設備已經(jīng)實現(xiàn)飛行員上機測試。)

高性能載人離心機自主研制成功,打破了先進國家高性能載人離心機技術(shù)壟斷,填補了我國航空醫(yī)學大型科研訓練裝備的空白,能有效滿足我國戰(zhàn)機飛行訓練的迫切需要,保證我軍訓練安全、先進以及保密,具有極高的軍事價值。

載人離心機作為高機動戰(zhàn)機飛行員訓練的必備裝備,目前(2015年9月)我國僅有一套,為空軍2005年從國外引進。該套裝置在應用過程中,暴露了維護升級困難,訓練機型受限,重要指標不能檢測等弊病。從保證訓練安全及保密出發(fā),載人離心機國產(chǎn)化是必然結(jié)果。同時總體所積極開展了離心機的軍貿(mào)工作,目前已有國外軍方表達了采購意向。(2014年觀察者網(wǎng)曾報道,在珠海航展上巴基斯坦等國的軍事代表團曾到珠海航展現(xiàn)場參觀當時首次參加國際航展的中國國產(chǎn)載人離心機飛行模擬器)

為了實現(xiàn)引領目標,總體所離心機研制團隊將瞄準離心式動態(tài)飛行模擬器等關系國家安全的重大裝備,聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢單位共同開展需求識別、可行性論證以及關鍵技術(shù)攻關、完成理論提升、技術(shù)突破。積極促成立新動態(tài)飛行模擬器(載人離心機)軍方立項,促進以離心式動態(tài)飛行模擬器為代表的航空醫(yī)學訓練裝置的軍貿(mào)立項。利用成都“工程科學創(chuàng)新與研發(fā)中心”的離心式動態(tài)飛行模擬器樣機,聯(lián)合空軍相關單位,共同打造“空天醫(yī)學工程聯(lián)合試驗室”。



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