全球观察:航空工业通飞:2.5G极限载荷静力试验是怎样的一种体验?
来源:中国航空新闻网 发布时间:2023-06-28 09:01:25

“加载到5%”……

“加载至100%”……


(资料图片仅供参考)

“按程序加载至152%并保载3秒”……

6月20日,AG600飞机迎来了“出生”以来最严酷的一次“展翅”——

上午10时15分,航空工业强度所阎良新区,在航空工业通飞华南汇报试验概况及工程准备情况、强度所汇报试验准备情况及预试情况、制造代表宣布制造符合性检查审查意见、工程代表宣布试验工程审查意见后,“鲲龙”AG600稳定俯仰2.5G工况极限载荷(152%限制载荷)静力试验正式开始。

红色加载百分比数字不断变化,一条条曲线在监控屏幕上显现,AG600飞机如同做心电图一样,随着机体“骨骼”在外部不断加载而应变和变形。

伴随着持续加载,飞机开始显现明显的外部反应,机翼向上一点点翘起,耳边不时传来结构鼓动声……

当试验加载到试验大纲要求的152%限制载荷时,翼尖向上翘起达到近1.5米。

最终,AG600顺利完成了稳定俯仰2.5G工况极限载荷(152%限制载荷)静力试验,试验结果与试验前的强度分析高度吻合,表明其机体“骨骼”足够“强健”。

民航适航审定中心、民航上海审定中心、航空工业民机国合部、航空工业通飞、航空研究院、通飞华南、强度所等单位的相关领导和人员在现场见证了整个试验过程。

2.5G极限载荷静力试验被认为是大型民用飞机最经典的静强度试验,是公认的高难度、高风险试验项目,是对飞机结构强度的一次“极限考核”。此项试验旨在考验飞机俯冲后拉起时能承受2.5倍于自身重量的载荷并考虑1.5安全系数而不破坏,载荷严酷,试验技术复杂。

2.5G极限载荷静力试验是AG600飞机结构强度审查过程中重要的适航验证试验之一,对机翼的考核最严苛,具有载荷量级大(机翼总气动载荷达210吨)、加载点多、加载预置方案复杂等特点。考虑到飞机预期可能的载荷变化,本次2.5G极限载荷试验实加最大载荷为152%限制载荷。

什么是“稳定俯仰”?2.5G工况极限载荷静力试验是什么含义?载荷为什么定在152%?航空工业通飞华南公司的专家老师向我们娓娓道来——

01什么是AG600稳定俯仰2.5G工况极限载荷静力试验?

答:“稳定俯仰”是中国民航局CCAR 25.331(b)款规定的一种对称机动情况——飞行员操纵升降舵缓慢上偏,飞机以零角加速度“稳定地”进行俯仰机动;“2.5G”是根据中国民航局CCAR 25.337条制定的大型民用飞机的正限制过载。

“限制载荷”是飞机服役中预期可能遭遇的最大载荷,“极限载荷”是限制载荷再乘以安全系数1.5,其目的是为了考虑载荷和强度计算的不确定性、材料和制造工艺的分散性等客观因素对机体结构强度的影响。

稳定俯仰2.5G工况极限载荷静力试验是考核机翼、机翼和机身连接结构的最严重载荷情况。

02AG600全机静力试验都有哪些工况?

答:AG600全机静力试验工况大体分为全机工况和部件工况。

全机工况包括两点着陆、非校验机动、偏航机动、稳定俯仰2.5G、船首着水、断阶着水、动态着水机身下弯、稳定俯仰2.5G叠加充压、偏航机动叠加充压等。

部件工况包括座舱内操纵系统连接、操纵面连接、襟翼、发动机支架及其连接、前/主起落架与机身连接、水舵及其连接、浮筒及其连接、扰流片及其连接、平尾校验机动、动态着水机翼下弯、增压舱压差载荷等。

目前已完成了全部29项共53个工况的全机及部件静力试验。后续,为充分验证机体结构强度并更好地发挥静力机的作用,还将在其上进行一些部件级验证和研发试验,以及为部分系统设备(如雷达罩、汲水斗等)静强度试验提供支撑平台。

03为什么是152%?

答:考虑到后续可能的设计载荷变动(如空机重量的少量增加、控制律引起的载荷变化等),基于前期设计经验、静强度分析结果和限制载荷试验结论,本次试验将限制载荷加载至152%。

一方面尽量避免后续因载荷变化而造成的试验验证不充分的风险,另一方面也体现了对AG600飞机结构强度设计水平的信心。

04AG600还有哪些特别的试验?

答:AG600与运20、C919相比,最主要是多了涉及水载荷的静力试验,包括浮筒及其连接、水舵及其连接、船尾着水、动态着水机翼下弯等部件试验,以及断阶着水、船首着水、动态着水机身下弯等全机工况试验。

其中最特别的当属“动态着水机翼下弯工况”和“动态着水机身下弯工况”,这两项充分体现了水上飞机的载荷控制特点。前者取代常规陆基飞机的稳定俯仰负1G工况,成为机翼下弯控制工况;后者取代常规陆基飞机的着陆工况,成为机身下弯控制工况。

作为AG600飞机全机工况静力试验的收官之战,2.5G极限载荷静力试验的顺利完成,标志着AG600飞机机翼结构达到了预期的设计指标和要求,为后续试飞过载包线扩展提供了强度通行证,也为AG600型号取证奠定了坚实的强度基础。

AG600,加油!

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