气动团队：为飞机插上奋飞的翅膀
http://www.mei.net.cn/images/nrzy.gif气动技术决定着飞机的飞行性能，可以说，气动设计是体现飞机平台水平高低的首要因素。初步总体技术方案提出后，机翼设计团队开始了多轮次的设计、计算分析、风洞试验验证工作，一方面是为了适应总体技术方案的逐步演变，另一方面是为了持续改进机翼的气动特性。如果说发动机是飞机的心脏，那么气动就是飞机的魂魄。 气动技术决定着飞机的飞行性能，可以说，气动设计是体现飞机平台水平高低的首要因素。在型号研制中，中航工业一飞院/中航飞机研发中心提出了“30年不落后，50年可用”的目标，这是对型号整体的要求，更是给气动设计团队下的“军令状”。 机翼是飞机上最重要的气动部件。放眼全球，先进的超临界翼型及机翼的设计已成为现代运输类飞机设计的关键，是飞机先进与否的重要标志。超临界机翼设计还存在诸多难点，高效增升装置就是其中一项。 某型号飞机的增升装置采用了全翼展前缘缝翼、后缘三缝襟翼的形式，在机械式增升系统中是迄今为止最为复杂的一种，国内还未研制过这种形式的增升装置。尽管困难很大，但它是确保型号研制目标的关键之一。对此，气动团队瞄准了这项被西方发达国家定为“高度机密”的技术，下定决心自强自立，自主设计。一场攻关“马拉松”拉开了帷幕。 一飞院很早以前就开始为型号研制进行技术储备。早在“九五”期间，就研制完成了一套功能完整、可直接应用于型号设计的超临界机翼和增升装置设计软件集成系统，打破了国外的技术封锁。“十五”期间，通过超临界机翼验证机的研制，进行了总体、气动、性能、操稳、载荷、强度、结构等专业的综合设计，走完了超临界机翼设计、制造、飞行试验的全过程。 “一定要在型号研制中实现这项技术”既向气动团队提出了挑战，也为他们提供了一次难得的工程应用机会。仿佛多年来练就的“屠龙之术”，这一刻终于有了用武之地。 设计团队制定了攻关的技术路线。首先针对型号的布局特点，改进和完善机翼、增升装置的设计方法和软件，使其能够适用飞机构型特点，提高超临界机翼以及增升装置气动外形的设计效率和计算模拟精度;通过CFD(计算流体力学)技术进行大量的数值优化选型，然后再经过风洞试验进行校核验证，根据出现的问题进行针对性的改进，最终完成性能优异的设计方案。这样的技术路线既能弥补设计经验的不足，又能够提高设计质量、保证设计周期、降低研制风险。 初步总体技术方案提出后，机翼设计团队开始了多轮次的设计、计算分析、风洞试验验证工作，一方面是为了适应总体技术方案的逐步演变，另一方面是为了持续改进机翼的气动特性。长达数年的时间里，攻关团队不知进行了多少轮次的设计、计算分析和风洞试验验证工作。大家常年加班加点，不断往返于单位和风洞试验现场。http://mg.h800.cn/upload/img/20161114/6361474087178019656423746.jpg 尤其是2008年的“风洞历险”，更展示了团队一心为型号的高尚情怀。 那时，机翼选型试验正在某风洞开展，团队遇到了震惊世界的5·12汶川大地震。危难关头，试验人员奋不顾身地往返于风洞，抢出了宝贵的试验数据。在余震不断的日子里，墙壁上的道道裂纹令人触目惊心，但大家没有丝毫的退缩情绪。在强烈使命感的激励下，团队对机翼复杂构型流动机理进行了大量数值仿真研究，通过一轮轮的设计、计算分析、试验验证及多专业协调，对机翼、翼身整流包、起落架舱、短舱及挂架等部件气动外形和位置参数进行了不断改进和优化，有效降低了各部件之间的干扰阻力，使机翼复杂构型的流动状况大大改善，获得了良好的气动性能。 在增升装置设计中，团队研究和消化了大量资料，根据飞机设计要求进行优化。他们采用CFD方法，通过大量分析计算工作，对襟翼和缝翼外形、缝隙、重叠量、偏角等进行优化与最佳匹配，完成了设计方案。后期的大风洞校核试验进一步证实，机翼和增升装置各构型低速特性主要指标都符合要求，但失速特性还达不到现代先进民用客机的安全性要求。这时，距总体方案冻结的节点已越来越近了。 难题摆到了设计团队成员面前，大家把试验结果、计算曲线和相关资料翻来覆去地进行对比研究。唐长红院士对此高度重视，经常午夜之后还和团队成员一起讨论分析。直到有一天，从刚刚完成的计算模拟结果中发现了一些不同寻常的特性，使大家看到了曙光。此时，时间已经非常紧迫，距发图节点只有一个多月。唐院士鼓励大家一定要做不留任何遗憾的精品，要求在发图节点前对机翼方案再进行一轮改进。于是，在这一个月的时间里，设计团队高速运转，夜以继日地连续奋战，终于得到了各方面特性都比较满意的设计方案。 通过技术攻关，联合攻关团队在超临界机翼气动力设计这一关键技术领域取得了多项技术突破，完成了型号超临界机翼的设计，获得了良好的气动性能，使机翼的高、低速气动特性均达到了世界同类飞机的先进水平。 “它飞起来就像鸟儿一样轻盈，具有很好的飞行品质。”这是空军飞行员对飞机的赞美，无疑也是对气动设计团队最大的肯定。
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