作者:十月廿二
至於WP14發動機的問題,同樣不是601所能夠處理的,不過即便考慮最壞的可能,殲8-3還可以暫時先使用推力稍小的WP13F發動機,不會出現完全上不了天的情況。
因此在聽取完前面的彙報之後,無論是主持會議的楊奉畑,還是負責這些工作的小組,心情都還是比較舒暢的。
“那麼最後,還是讓數字化設計組說一下他們那邊的進展。”
楊奉畑看向了坐在會議室後面角落裏的林示寬。
由於數字化設計組並不能做到對飛機設計進行指導,因此他們幾乎成了八三工程的局外人,從很久之前就被放在最後進行彙報。
不過這一次,站起來的卻並不是林示寬,而是手裏拿着一份報告的常浩南。
對於會議室裏的多數人來說,這都是一個新面孔。
並且一般情況下,數字化設計組進行報告意味着研討會很快就會結束,大家也紛紛放鬆下來。
不少人之間都已經開始小聲聊起天來。
“信息化設計組在過去一段時間裏完成了對殲8-3飛機的一項空氣動力學模擬。”
“根據我們的計算結果,飛機在最外側兩個掛架同時攜帶兩發阿斯派德空空導彈時,副翼效率在大迎角、大副翼偏角和大動壓下會出現驟降,甚至存在副翼反效現象。”
剛剛還有些嘈雜的會場瞬間鴉雀無聲。
此話一出,不要說在場其他人,就連對常浩南的能力已經有所認識的楊奉畑,第一反應都覺得是不是模擬出錯了。
畢竟這兩個人前天中午纔到601所,到現在滿打滿算也還不到60個小時。
實際上楊奉畑本來是準備在今天研討會結束之後才把他們介紹給項目成員們認識的。
常浩南自己也是第一次面對這樣的場面,現在幾乎所有人的目光都聚焦在他身上,眼神中有懷疑有茫然甚至還有迷惑。
但越是在這種時候,越是要表現出自信和果斷來。
因此他只是停頓了大概兩秒鐘時間,就又繼續說了下去:
“根據工程經驗,我們可以定性地知道副翼效率及滾轉率隨動壓的變化趨勢與副翼偏角、飛行迎角密切相關,但傳統的線性氣動力分析方法無法模擬出這樣的結果,因此對於高速大迎角下的氣動力分析只能以經驗爲主,輔以大量的風洞和試飛數據進行修正。”
“但我們在分析過程中,引入了外部非線性氣動力,並且考慮機翼結構的彈性形變問題,成功模擬出了迎角、翼載荷和副翼偏角對機翼氣動效率的影響,最終的結果是,帶4發A彈的飛機在1.4馬赫速度,12°的迎角下,副翼偏轉一旦超過10°,就會出現副翼反效。”
“……”
常浩南的解釋讓楊奉畑的想法出現了鬆動。
他非常清楚,非線性氣動和結構分析,這就是對方最擅長的領域。
甚至當初同意把常浩南請過來,也正是看上了他在這些方面表現出的卓越能力。
603所那個�7改客機的機翼顫振問題也是用了1天時間就解決的。
……
短暫地猶豫了幾秒鐘之後,楊奉畑輕輕咳嗽兩聲,把腥说淖⒁饬σ蛄俗约骸�
“我來介紹一下,這位是我從京航大學杜義山院士課題組請來協助工作的常浩南博士,專長是利用數值方式進行氣動模擬和結構模擬。”
剛剛一片沉寂的會場逐漸響起了竊竊私語的聲音。
大多數人還並不知道603所那邊發生的事情,但是京航大學和杜義山的名字終究還是有點說服力的。
至少應該比601所自己的數字化設計組靠譜得多。
因此在楊奉畑點明瞭常浩南的外人身份之後,大家對他的態度反而從完全不信變成了將信將疑。
從理論上講,常浩南剛剛的解釋確實是能站住腳的。
副翼是指安裝在機翼翼梢後緣外側的一小塊可動翼面,主要作用是通過差動偏轉產生滾轉力矩使飛機做橫滾機動,是飛機最重要的一個操縱舵面之一。
而如果副翼產生的滾轉力矩與機翼上氣動力引起的彈性變形產生的力矩相互抵消,就會使副翼無法繼續控制飛機的滾轉。
當飛行速度繼續提高,超過反效速度,副翼產生的滾轉力矩將小於在氣動力作用下因機翼變形而產生的反方向力矩。
也就是飛行員想要控制飛機向右滾轉時,飛機卻會因爲反向的力矩而向左滾轉。
這對於編隊飛行和空戰來說是非常要命的問題。
最簡單的解決方法自然是在飛控軟件中對飛機的舵面操作進行限制——既然副翼角度超過10°就會反效,那我寫一個指令讓飛機在對應速度段下無法偏轉到超過10°就可以了。
實際上很多飛機也確實是這麼做的,甚至更早期的飛機會乾脆通過機械結構鎖死副翼偏轉角,從源頭上避免出現危險。
不過問題在於,這種辦法雖然保證了飛行安全,但是也同時限制了機動性,讓飛機在高速情況下幾乎成爲一根只能做小幅度動作的鐵棍。
如果常浩南所說的結果是真的,那就意味着帶彈狀態下的飛機在1.4倍音速時機動性就會受到嚴重限制。
對於一款截擊機來說,這顯然不是個好消息。
“常浩南博士,我想問一下,你們用了哪種方式計算機翼彈性形變對效率的影響?據我所知,似乎還沒有一個可靠的經驗算法來處理這一問題?”
會議室另一邊,一個穿着半袖襯衫,有些謝頂的中年工程師舉手問道。
“您說的沒錯,確實沒有一種可靠的公式來處理,但這正好是CSD/CFD耦合方法擅長解決的領域,”
“首先,我們依據原始氣動模型計算選定飛行工況下的機翼氣動性能,此時仍然把機翼視爲剛性模型進行解析計算。”
“然後,將得到的機翼表面流體節點上的氣動載荷通過等效節點法插值到結構模型節點上,計算機翼在此載荷下的結構變形。”
“第三步,根據結構變形得到機翼特徵點的新座標進行網格重生成,建立新的氣動模型然後進行下一輪氣動計算,重複上述過程直至滿足收斂條件,通常經過6-8次計算就可以得到收斂結果。”
“經過上面三個步驟之後,就可以得到機翼在此兩種情況下的剛性升力和彈性升力,從而計算出選定飛行工況下的副翼效率。”
“最後,通過分析多種計算模型和飛行狀態下機翼的升力係數和變形,由此可以得到它們與副翼操縱之間的關係,如果有需要的話,我還帶來了詳細的計算結果。”
楊奉畑此時的面色已經嚴肅起來,他朝旁邊自己一個助理揮了揮手,後者隨即來到會議室後面,從常浩南手中拿過了幾張紙,然後將它們一一放在投影儀下面。
幾張折線圖被投影到了幕布上面。
“這……”
“迭代法的思路應該是沒錯的,但如果結果真是這樣,那項目進度恐怕……”
“沒想到數字化設計組那邊還真能做出點東西來,不管結果對不對,至少看上去是那麼回事……”
“……”
顯然,儘管不可能因爲常浩南一個人的說法就下結論,但會議室裏的所有人都已經開始嚴肅地對待這個計算結果了。
第61章 那就試飛一下吧
在會議桌的最前排,楊奉畑等幾個項目團隊負責人也湊在一起小聲交流起來。
在八三工程之前,殲8B曾經進行過帶4發PL8近距空空導彈飛行的測試。
根據當時的結果,導彈對舵面效率產生的不利影響處在可以接受的範圍之內。
不過阿斯派德是一種體積和重量都很大的超視距空空導彈,對於華夏航空工業來說,還是第一次接觸到與之相關的設計問題。
正如剛纔常浩南所說,高速大迎角下的氣動力分析目前還是以經驗爲主。
既然以前都沒見過,也就談不上有什麼經驗,更遑論進行分析了。
跟新舟60那時候的情況類似,涉及到舵面的問題單靠吹風洞很難還原出來。
而如果直接按照常浩南的計算結果一步到位地進行飛行測試,風險又比較高。
最穩妥的辦法當然是進行大量試飛,從比較溫和的飛行工況開始,一點點逼近理論上的副翼反效發生位置,以最大限度地保證安全。
但這樣的話,進度恐怕要被拖慢幾周甚至幾個月的時間。
所以幾個人討論了一段時間,也沒能得出一個大家都覺得可行的辦法。
而在會議室後面的區域,討論就更加熱烈了。
甚至常浩南身邊都已經圍起來了不少人,翻看着他帶過來的那份報告。
實際上,剛剛被拿到前面通過投影儀投到幕布上的,只是經過他高度凝練和總結之後得到的最終結論。
而爲了得到這個最終結論,他在過去的一天半時間裏對很多問題都進行了分析,有些是爲了驗證算法的準確性,還有些則是爲了給副翼效率的計算提供數據。
這些分析對於完成度已經不低的八三工程談不上有什麼指導意義,但對於常浩南周圍這些設計師們來說,相比於剛纔那個有些驚世駭俗的結論,反而是他們更熟悉的內容吸引力更大。
“這一部分的計算是……副翼偏轉時機翼上下的壓力差?”
一個帶着厚片眼鏡、頭髮有些灰白的工程師拿起報告中的幾頁,翻來覆去看了幾遍之後,用有些驚訝的語氣問道。
“沒錯,這個是在0.6馬赫速度,10°迎角的飛行工況下,副翼分別上下偏轉3°和5°時機翼展向15%、65%和95%三個位置的上下翼面壓力差分佈圖。”
常浩南抬頭看了一眼對方手中的內容,露出了一個計值贸训奈⑿Α�
對方手裏拿着的正好是他爲了炫技而做出的一張機翼壓力差分佈雲圖。
原本電腦輸出的結果只是由離散數據點構成的普通折線圖,但他特地花了大概三個小時的時間,把折線圖上的數據繪製在了機翼的截面上。
對於看慣了散點數據的人來說,第一次看到這種三維雲圖的震撼不亞於人類第一次看到電影。
“這個數據倒是跟我們之前試飛過程中得到的結果差不太多,副翼上下偏轉產生相反的效果,下偏增加機翼受到的升力和阻力,上偏減小機翼受到的升力和阻力。”
旁邊一箇中年女性工程師湊過去看了幾眼之後評價道:
“而且常博士的這種表現形式非常直觀,尤其是很容易看出趨勢來。”
“是的,這也是咱們數字化設計和仿真模擬的優勢之一。”常浩南點點頭回答道:
“我們可以很明顯地看出,兩側機翼升力的不同使飛機產生滾轉邉樱瑑蓚葯C翼阻力不同則會使飛機偏轉產生側滑。而側滑後會產生一個抵消副翼滾轉效果的力矩,從而降低副翼的操縱效率。”
“在速度和迎角都比較低的時候,主要是亞音速段的範圍內,這種阻力是削弱副翼效率的主要原因,不過總的來說影響很小,並且可以通過差動副翼來緩解這個問題。”
常浩南說到這裏,從手裏的報告中抽出另外一頁並遞了過去,然後繼續說道:
“而一旦進入超音速區間,或者進行大迎角飛行,機翼彈性形變所產生的力矩就會迅速變大,成爲影響副翼效率的主要因素,也就是我之前所說的內容。”
“看一下這張表,在考慮機翼彈性之後,副翼本來應該提供順時針滾轉的力矩,但從計算結果可以明顯看出,左機翼翼根的彎矩比右機翼翼根彎矩小,這說明該狀態飛機產生了繞滾轉軸做逆時針滾轉的力矩,也就是發生了副翼反效。”
“……”
隨着常浩南的解釋不斷深入,他甚至能感受到周圍的人對於數字化設計組,甚至對於數字化設計本身的態度正在以肉眼可見的速度改變着。
主要是常浩南連續拿出的幾個模擬結果,都跟他們之前得到的試飛結果能對得上,而且差距不大。
這可是實打實的說服力。
很多人剛湊過來的時候還是抱着不屑一顧或者鄙夷的表情,但在認真聽過他的講解之後,表情或眼神都發生了劇烈的變化。
而就在這個時候,楊奉畑幾人也結束了討論,並示意大家回到自己的位置上。
“常博士,現在我是真的服你了。”
在常浩南周圍的人羣逐漸散去之後,剛剛被擠到外面去的林示寬才滿臉敬佩地坐回他旁邊:
“剛剛那個灰白頭髮的老前輩叫徐進,他一直都覺得我們數字化設計組完全是浪費項目資源,每次開這種會的時候都會有意無意地針對我們,結果這次竟然只提了個問題,然後一句話都沒說。”
“老同志嘛,對於新事物存在顧慮也是可以理解的,但只要能拿出足夠強有力的事實,我相信任何講究科學的人都能被說服。”
常浩南沒有抬頭,只是一邊把剛剛被打亂的報告整理起來一邊回答道。
此時會議室前面的楊奉畑也再次開了口:
“我想經過剛纔的交流和討論,大家應該也都能看出來,常浩南同志提出的問題是值得我們嚴肅考慮的,所以我們下一步的工作重點就是驗證帶彈情況下的副翼反效到底會在什麼時候出現。”
如果是在二十分鐘之前,楊奉畑做出這樣的決定,可能還會遭遇一些反對意見,但在剛纔傳閱過那份報告之後,大家對於常浩南的模擬計算結果多少都有了些信任。
只是這樣一來,八三工程的設計定型勢必要延遲了。
然而,就在大家都在擔心項目進度的時候,常浩南卻再一次開口了。
“我認爲關於副翼反效的試飛驗證工作,可以分成兩個階段進行,如果順利的話,應該不會耽誤太多進度。”
第62章 我要上天
一句話,再次讓所有人的視線聚集到了會議室後面的常浩南身上。
只不過這一次,他已經幾乎感受不到腥四抗庵械膽岩闪恕�
清了清嗓子之後,常浩南說出了自己的具體計劃:
“現在我們面對的風險主要來自於,不確定計算機模擬出來的結果與現實情況差距有多大,因此完全可以分兩步進行驗證。”
“副翼效率的計算本質上是一種流場分析,所以我們首先選擇一個確保試飛安全的工況,比如1.2倍音速、10°仰角,然後由我來計算出這種情況下機翼表面的流場分佈,然後進行一次試飛。”
“如果這一次試飛得到的結果和計算結果的吻合度符合要求,說明計算結果的精度沒有問題,下一步就可以激進一些,直接在發生副翼反效的工況點附近進行試飛”
這個想法其實還是受到了之前603所的啓發,後者在驗證主動顫振控制技術時,也是用類似的方式分成兩個步驟,在加快驗證進度的同時把風險控制在了可以接受的範圍內。
當然,說是可以接受,但終究是不如最保守的逐次逼近法穩妥,還是需要身爲總設計師的楊奉畑承受一定壓力的。
這邊常浩南的話音剛落,旁邊不遠處就有一個看上去很年輕的工程師開口詢問道:
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