學霸的軍工科研系統 第409章

　　“主要是相比以前，這次測試多了很多備份的氣液動作機構需要連接，不光我們，就連624所的技術人員也是第一次弄。”

　　後者抬起頭，看着操作型架上面的現場工程師開始對照着圖紙，小心翼翼地把一根根管線安插在發動機的各處要害位置上面。

　　全權數字控制對於發動機和飛機來說屬於極好的升級，但相應地，在測試過程中就會麻煩很多。

　　因爲電控系統一旦失控，無法像純機械設備一樣簡單地應急關停，甚至可能危及到高空臺本身的安全。

　　尤其渦扇10還是華夏第一個從設計之初就計劃採用該技術的型號（更早些時候在渦噴7上進行過測試）。

　　而現在往發動機上面連接的那些管路，就是起到一個“外置應急備份”的功能。

　　儘管在通過出廠測試的前提下，發生這類嚴重事故的可能很小，但終究還是要以防萬一。

　　“這個無妨。”

　　常浩南擺了擺手：

　　“我在前面的設計任務裏摳出來的時間，本來就有一部分打算是給生產和測試環節留餘量。”

　　“理論和計算層面的內容，總有辦法提高一些效率，但落實到物質層面，還是要以小心謹慎爲主，尊重客觀規律。”

　　“況且，在正式開始測試之前，還得檢查一遍經過改進之後的臺架系統控制規律，這個也得花上幾天功夫。”

　　“也不能太拖你的後腿啊……”

　　海誼德雙手背在身後，有些感慨地說道：

　　“以前跟國外比，覺得咱們的發展速度其實已經不慢了，但是這兩年跟你一起做過項目之後，總感覺背後有一股勁在推着，不停往前走。”

　　“說這些就見外了，都是負責同一個項目的同志，哪有什麼拖後腿的說法，正常的取長補短罷了。”

　　常浩南擺擺手，緊接着揉了揉因爲長時間仰視而有些痠痛的脖子，重新把目光投向海誼德：

　　“對了，海總，這段時間，十一號工程那邊的情況怎麼樣了？尤其是給咱們準備的驗證機？”

　　雖然不是一個體系，但好歹601所和606所都在盛京，也算是兄弟單位，而且太行項目實際上也算是十一號工程的一環，所以一些基本的消息還是能打探到的。

　　他雖然有時候也會和幾乎常駐盛京的姚夢娜通電話，但於情於理，都不可能在裏面聊項目的事情。

　　“已經快把散件組裝的部分給造完了，後面就是從第七批次開始逐步提高國產化率，然後換新的國產機載設備。”

　　海誼德回答道：

　　“至於換髮驗證機，112廠會專門給咱們留出一架雙座的殲11AS配額，用來進行裝機實驗，這次來涪城之前我還特地去看過一眼，機體結構已經造的差不多了，但主要的子系統都還沒安裝。”

　　“主要是考慮到渦扇10是用數字電控，所以在管線佈置，還有飛控程序這塊跟目前的量產型會有少許差別，得等到我們把下一批次的B0201號樣機送過去，才能繼續生產流程。”

　　“不出意外的話，預計是今年末可以交付試飛。”

　　渦扇10A和渦扇10B在硬件上沒有任何區別，甚至都是從同一條生產線上面下來的，只是前者在控制系統層面上限制了軍推和最大推力的數值。

　　有點像某些車用發動機，只要外掛電腦刷個二階就能解鎖更強性能。

　　在航空工業系統內部的檔案序列中，二者共用同一個生產代碼，只是空軍在裝備層面上進行了區分。

　　因此，除了縮減壽命測試以外的其它所有項目，都是用基準型號進行，A型號無需再走一遍流程。

　　這部分話題聊完之後，剛剛一直等在常浩南身後的徐洋緊跟着上前一步：

　　“接下來介紹一下數字控制系統的仿真驗證程序，跟我來吧，在隔壁。”

　　一行人繞過垂落着密密麻麻線纜的高空臺，來到了對於常浩南而言再熟悉不過的控制室——

　　他可能是624所工作人員以外，在這個房間裏待過時間最久的人了。

　　徐洋還是沒有任何廢話，直接把早就準備好的資料塞到常浩南手中。

　　至於她自己……

　　純脫稿，用不着。

　　“系統對發動機起動過程採用開環控制，考慮到實際應用中的三種啓動方式，也就是電啓動、壓縮空氣啓動和丙烷燃氣啓動，高空臺測試控制系統預設了三種不同的規律，分別是固定時間程序供油、轉速函數供油和適當油氣比供油。”

　　“它們之間並非一一對應的關係，由於渦扇10使用全權數字控制，因此在大多數情況下，都應當採用轉速函數供油方案，以機轉速作爲燃油流量的線性映射量……”

　　“……”

　　“啓動之後的穩態工作過程採用閉環控制，考慮到殲11和殲10都會採用飛推一體化的飛行控制系統，這部分就沒必要考慮傳統的物理轉速控制率了，直接採用等摺合轉速控制，油門指令直接由飛行控制器經通訊口或以PWM信號形式發出，所以具體算法和你在ECU程序裏面留下來的完全一致，我就不重複了……”

　　“另外就是一些爲了安全性考慮的極限參數限制，包括物理轉速、指令速度、T4溫度……”

　　“……”

　　徐洋幾乎沒有中斷地講了將近兩個小時，顯然對於自己設計的這套測試控制邏輯爛熟於心。

　　全部結束之後，她纔拿起旁邊的保溫杯喝了口水：

　　“你覺得還有什麼需要補充的麼？”

　　顯然，她對自己的工作成果非常有信心。

　　不過，常浩南並卻並沒有馬上給出回答，而是盯着“系統的控制對象及執行機構建模”的部分看了很長一段時間。

　　十幾分鍾後，他終於重新抬起頭：

　　“我想……應該還有。”

第626章 打不過？打不過就加入！

　　“啊？”

　　發出這聲驚呼的並不是徐洋。

　　實際上，她只是有些訝異地抬頭看了一眼常浩南，甚至連表情變化都不太大。

　　反倒是站在旁邊的另外幾名624所技術人員，此時正用有些茫然地目光看向坐在一張桌子兩邊的常浩南和徐洋。

　　講道理的話，這也不能全怪他們。

　　剛纔這兩個人的一番交流全程連筆都沒用，對於周圍的其他人來說確實有億點不友好。

　　哪怕其中的相當一部分都直接參與了這套仿真驗證程序的設計，但仍然很難跟上徐洋剛纔的介紹思路。

　　結果前面的內容還沒完全理解透，常浩南這邊的意見都已經給出來了。

　　自然會有一種“數學課上低頭撿了一支筆”的感覺。

　　面對徐洋帶着詢問的眼神，常浩南總算從旁邊拿起了一支筆：

　　“驗證程序的算法和控制邏輯是沒問題的，我的意思是，還有一些測試的內容沒有考慮到。”

　　剛剛還散落在房間周圍的一腥艘姷竭@一幕，幾乎是整齊劃一地向前幾步，圍到了二人身後。

　　常浩南瞬間覺得打在紙上的光線都變暗了……

　　“咳咳……裝備全權限數字控制系統的發動機普遍不會再配置完整的機械控制系統，因此必須要考慮到可能面臨的各種工況，比如在飛行過程中因爲各種原因出現網絡誘導時延和數據包丟失。”

　　“時延就不用說了，如果從操作端發出控制指令到動作端響應之間會出現明顯間隔的話，恐怕再好的飛行員都沒辦法正常駕馭飛機。”

　　“至於丟包……對於FADEC使用的TTCAN總線，如果數據包發送失敗，協議只會允許參考消息立即重發，而其它數據則不能，這樣會顯著影響到系統控制的精度和速度，甚至導致系統失穩。”

　　常浩南一邊解釋一邊筆走龍蛇：

　　“比如，我們可以先分析一下最簡單的時延和丟包形式，假設時延是短時延且在各個採樣週期內恆定，數據包連續丟失數也具有上限n，那麼在一個採樣週期之內，到達執行器端的控制器輸出可能就會出現兩個……”

　　“……”

　　“發動機在穩態點附近工作的動態特性可以簡單用一個連續狀態空間方程描述，再把這個方程進行離散化，就會出現2n+1種子系統，實際的發動機工作特性會在這2n+1種之間隨機且連續跳變，顯著延長穩態系統的收斂過程……”

　　說到這裏，常浩南停下手中的筆，把已經寫滿公式的兩張紙推到前面，然後抬起頭。

　　這一番計算讓周圍的人直接表演了一個目瞪口呆。

　　但好在這次至少是邊說邊寫，有不少紙面內容，所以相比剛纔的完全茫然，至少還是有幾個人聽懂了其中的關鍵。

　　“我們這個是線控連接，應該不至於出現特別誇張的延遲或者丟包吧……”

　　一個人帶着些許遲疑地問道。

　　常浩南此時剛喝了口水，趕緊嚥下去，然後搖了搖頭：

　　“其實就跟我們正常的電腦上網一樣，發動機的ECU單元以及線纜的信號傳輸帶寬實際上還不如家用電腦和網線，所以，哪怕是在正常飛行過程中，出現信息傳輸不通暢的問題也是很正常的。”

　　“那這樣的話……豈不是說明FADEC在穩定性方面存在硬傷？”

　　另一個聲音明顯有點顫抖：

　　“畢竟，機械控制系統的延遲是確定的，只要適應下來就可以了，更不可能出現數據丟失問題，但電控的這些都是隨機出現，難道還要保留一套完整的機械系統做備份？”

　　FADEC的一個巨大優勢就是減重，保留機械備份自然是不現實的。

　　不過，常浩南既然已經提出來了這個問題，那解決辦法就必定是有的：

　　“電控的延遲和丟包雖然是隨機出現，但還是可以通過高魯棒性的控制算法減弱甚至消除對於性能表現的影響。”

　　“所以我在設計發動機控制程序的時候，採用了分佈式控制增益矩陣，以提高對時延和丟包情況的穩定裕度，但這個裕度具體有多少，能否滿足戰鬥機在各種工況下的需求，還需要在測試過程中進行驗證。”

　　“如果穩定裕度不夠，那就需要再增加一個發動機控制單元，如果裕度過剩的話，還可能得減少一個，畢竟一套ECU和相關的線纜加在一起，也有個幾十公斤的重量……”

　　“分佈式控制增益矩陣……這……還可以這樣？”

　　剛剛一直坐在常浩南旁邊的姜甫和眼中頓時閃過一絲茅塞頓開的明悟。

　　在去年把624所的研發重點轉向垂直起降發動機之後，擺在他面前的最大問題就是發動機垂直輸出動力過程中的控制響應和穩定性問題。

　　要知道，垂直起降不像平飛，推力大點小點影響都不會很大，如果在這個過程中推力輸出失衡，那飛機輕則失穩重則直接墜毀。

　　然而垂直起降過程的高壓燃氣要經過一個90°甚至更大角度的偏轉，可能受到的外界擾動反而更復雜……

　　所以對於發動機控制系統的要求相比普通發動機來說要高得多。

　　在目前用老型號渦噴7發動機外接垂直噴口進行測試的過程中，哪怕用上電控單元，也仍然不能保證垂直輸出過程的可靠性。

　　但常浩南剛剛這一陣卻，給了他一個完整的思路。

　　姜甫和只覺得可惜，自己並不是控制算法領域的專家，所以現在空有一個思路，卻很難落實下去……

　　坐在對面的徐洋剛剛就已經把那兩張紙拿到手裏，別人還在提問的功夫，她已經飛速看完了上面的內容：

　　“這樣的話，我只要在測試控制系統裏面加入一個丟包和時延模擬就可以……而且本質上，丟包也可以被等效爲發動機的輸入時滯……”

　　“所以，可以認爲發動機的輸入端存在隨時間推移而同步增長的時延，從而使得發動機收到的控制輸入信號只跟測量值有關……”

　　“當然，這種辦法測出來的結果是系統允許的最大連續丟包數，不是丟包率，應該沒問題吧？”

　　“可以。”

　　常浩南果斷點頭：

　　“用最大連續丟包數的話，無非需要稍微改一下極限參數設置邏輯，這是個完全獨立的單元，也就幾個小時的事情。”

　　“那等我消息，兩天之內給你弄好。”

　　徐洋把兩張紙丟在桌上，站起身點了幾名624所工程師的名字，便帶着他們匆匆離開了控制室。

　　“常總。”

　　在房間裏面重新變得冷清下來之後，姜甫和重新找上了常浩南：

　　“關於您剛剛提到的分佈式控制增益矩陣，能說一下完整的思路麼？”

　　後者稍微一愣。

　　主要是沒想到會有人問這種問題。

　　因爲這個屬於設計過程中的內容。

　　不過轉念一想倒也合理，畢竟624所又不是隻做航發測試，他們本身也是渦輪動力研究機構。

　　甚至在上一世，有不少核心機都是624所搞出來的。

　　只不過如今因爲他的原因導致人家幾乎成了小透明……

　　“這個其實是受到了主機那邊飛控程序算法的啓發……”

　　常浩南說着重新拿過來了紙筆。

　　他在這件事上並沒有說謊。

　　確實是受到飛控程序的啓發。

　　只不過不是自家的飛控程序，而是美國人的。

　　後世F35戰鬥機飛控的一個巨大問題，就是在某些飛行工況下會出現巨大的舵面操控延遲。

　　一直到常浩南重生那會，這個毛病都還沒解決……