登陆注册
3759400000067

第67章 62式飞机设计中的主要技术问题和研究计划(3)

在质量方面,也就是从试验结果的情况来看,问题也是比较多的。简单地说,低速纵向试验结果表明,用北京大学和哈尔滨军事工程学院的风洞所测得的全机的升力、力矩特性和资料所给的数字比较接近,但阻力特性由于风洞R数过低,和资料相差较大。用АT-1风洞测得的跨音速纵向特性,和资料所给的图线相差较大,如零升阻力系数相对误差最大达28%,升力线斜率相对误差最大达17%,焦点相对误差最大达6%~8%,占平均气动弦长的2.5%~5%等(参阅图5~图7)。另外,焦点在跨音速段发生反常的变化。对这些试验结果需要进行分析。其所以造成这些现象,原因自然是各方面的。我们估计可能是:①风洞R数不够大;②模型机身附面层和实际飞行不一致;③风洞流场特性不够清楚,在跨音速M=1.05左右不够稳定;④洞壁干扰和修正方法中可能有问题;⑤测力测压和变迎角机构本身有误差;⑥模型上机头和机尾的模拟形式不够好等等。这些问题如不彻底弄清,则АТ-l的利用将是一个障碍。恳切希望研究单位能较早作出判断。

为了加快试验工作,我们还希望在今后一年内固定下列六个风洞主要作摸透62式飞机的试验:东北地区的АТ-1,军事工程学院6号高速风洞(先加快其建设),×院HK-2跨音速风洞(部分用),北京大学低速风洞,军事工程学院1、2号低速风洞。这些风洞要经过校正,有些风洞要经过检修。天秤的设计和制造要及早安排。

6.试飞

除了风洞试验以外,有一些气动力研究工作必须由试飞来完成。在摸透62式机的工作中,试飞除验证样机、散装件装成的飞机和仿制飞机的性能外,还可以起下列两方面作用:

①考察飞机的飞行品质,如升限附近和接近大M数时的安定性操纵性等。这些考察可以配合气动力摸透工作解释一些现象,澄清一些问题。由于目前条件限制,这一部分试飞拟先请××航校在训练过程中作感觉性的观察。

②测取原文资料中缺乏的数据,为摸透62式机专题研究提供条件,如在试飞中测量尾面载荷、飞机安定性导数、发动机区温度分布等等。我们想,这部分工作由于准备周期长,飞行员掌握技术和试飞仪器准备都需要有一定的时间,所以应该提早提到日程上来考虑。我们希望,八所能先和112厂,和××航校合作进行试飞。目前,希望用米格17、米格19等先作尾面载荷等试验,既可锻炼技术,又可为飞机设计积累载荷资料。

我们希望进行的试飞项目,包括为自行设计作的一些准备工作详见附录2,请八所指正。

三、结构设计与强度计算

1.新结构、新工艺与新材料

62式机采用了一些过去米格型机种上没有用过的新结构和新工艺,将来在生产中都可能成为关键技术问题,对此应予以足够的重视。

几个月来,我们在学习图纸资料的同时,对62式机的一些新结构的特点与要求,设计程序与方法作了初步研究,就飞机结构特点和襟翼、进气口、主起落架转轮机构等的构造特点写出了初步分析报告〔20、21、22、23〕。

从新结构的分析看出,62式机的机体关键结构工艺问题有:整体壁板加工、机头罩成形、机翼油箱密封、非金属夹层结构加工与检验、化学腐蚀加工等等。对于所有这些问题,九所已妥善安排了解决措施。我们将努力向九所学习,并配合进行工作,如机翼油箱的塗胶和密封问题,我们正和九所协同进行研究。

62式机结构中有较多的大型锻铸件,而过去习用的一些焊接和铆接组合件数量则相对减少。有些锻件较大,超出国内现有设备的加工能力。为了将来成批生产,也可以考虑从更改结构设计来解决,但牵动面很大,困难较多,也会较多地影响飞机性能,因此最好还是从设备及工艺方面着手解决。62式机还采用了一些规格较宽的板材和带材,超出了国家现有滚轧设备的规格。我们初步研究,部分零件有可能用较窄的同牌号材料连接起来代替,但要逐个按零件研究后解决。

62式机采用了一些新的金属材料,包括Д20硬铝、ЭИ643高强度钢、钛合金和ЭИ703耐热钢材,但用量都很少,只限于个别零件,比较不难解决;非金属材料的新品种比较多,其中机翼油箱底胶和密封胶、夹层结构的胶液及座舱玻璃等项目较为关键。

在结构、工艺、材料方面,我们今后摸透计划是一方面参加生产,配合解决提出的技术问题;另一方面继续深入学习图纸和工艺资料,结合到工厂部队实习,熟悉工艺过程,了解新材料使用特点,为自行设计打下基础。

2.强度规范与载荷

为摸透62式飞机的结构强度情况,必须首先弄清它有哪些设计情况。其所受载荷如何,是根据什么规范来设计的。为此,我们用“飞机强度设计指南”(以下简称“指南”)查对了62式原文资料的设计情况。我们看到,在机翼、尾翼、机身、起落架及发动机安装等部分的设计情况和“指南”中有关规定是一致的,只在个别问题上存在差别〔15、25〕。例如,垂尾特技情况的安全系数计算中取1.5,而“指南”规定为2.0。我们又按照“指南”的规定计算了62式机机翼和尾翼的主要设计载荷结果证明:“指南”的规定和62式计算中采用的基本符合,但也有不一致的地方,如大迎角飞行情况的升力展向分布,理论计算“指南”给定的方法和62式计算报告中使用的数据有较大的差别,需要通过风洞试验来验证;尾面载荷和“指南”规定也不一致,需要通过飞行试验解决。

总之,可以认为“指南”中各部分的有关规定基本适用于62式机的设计工作。但是,也必须看到,完全依靠“指南”是不够的,还必须根据飞机的具体情况作适当的修改补充。例如,在62式计算报告中,就增加了:水平翼面操纵系统助力器以后拉杆一边不受力,只有一边工作的情况;座舱盖和座椅作为一体弹射时考虑气动力载荷,并计算它们离开飞机后自由飞行的情况等等。这类问题还很多,不一一列举〔25〕。

强度规范(或强度设计指南)是飞机设计的主要依据。航空发达国家都有自己的规范,有专门机构负责研究,经常修改,适应飞机发展的需要。我们在借用外国规范时,必须注意正确理解、适当运用。误解会造成一些不合理的现象。以尾翼设计为例,米格19和62式尾翼每平方米结构重21~23公斤,但我们过去自行设计时尾面重量大大超过了这个数值,就是由于我们机械搬用外国规范,选用了过大的载荷。

我们希望,为了摸透62式机强度计算和为自行设计作准备,需要及早开展强度规范的研究工作。这是一项长期的复杂的工作,需要使用部门与有关设计研究部门协作进行,而62式飞机强度计算报告中已发现的许多问题正是一个很好的研究起点。我们设想,通过这些问题的研究,可以逐步积累经验,了解制订规范的方法和程序,从而逐步建立我国自己的规范。

3.强度计算

62式飞机有较齐全的强度计算报告,共6672页。但是,由于飞机型别和批次变化很多,所以这些报告中不乏和图纸、载荷资料不协调之处与自相矛盾之处。为了配合仿造生产中解决有关强度问题的需要,我们自今年起拟用一年半的时间校核全部原文强度计算报告,加以协调,更改错误,并增加部分需要补算的项目。今年上半年我们基本上按计划完成了约全部工作量的30%。

为校核计算需要,同时也为自行设计作准备,我们也进行了一些强度计算方法的研究,主要有下列几个方面:

三角机翼的应力分析是一个复杂的多次静不定计算课题。62式机强度计算报告中采取了简化计算方法〔25〕,结果是不够精确的,和静力试验结果也并不一致。另外,这个计算只能得出应力,不能得出颤振计算所需要的机翼柔度影响系数。因此,还需做补充计算。

从1960年起,我们在113号机的机翼计算上先后采用了位移法和矩阵力法进行计算,得到了科学院计算技术研究所的协作和有关院校教授的指导。到目前为止,已完成了位移计算〔26〕和力法的初步结果〔27〕,但相互间不一致。由于113号机的机翼试验件没有做成,不能用试验方法验证,因此,我们准备将上述两种方法应用于62式机的机翼,求出较精确的应力分布和刚度影响系数,这样就可对位移法和力法的精确度和适用性作出评价。

以上两种大型计算方法,需要有基本上定型的图纸,计算周期比较长。因此,我们还希望院校或强度研究部门进行三角形机翼强度和刚度计算的研究,提供简易的工程计算方法,以便用于飞机设计过程中的简化计算。

除三角机翼应力分析外,我们还对机身加强框的计算方法作了一些探讨〔28〕;也对锥壳(进气道调节锥体)和座舱盖的应力分析作了部分研究工作〔29〕,希望能为62式强度计算中较为粗糙的计算方法作补充。

4.气动力加热对结构的影响

62式机资料中没有气动力加热问题的叙述。在强度计算报告中,除个别零件外也没有进行温度影响的计算。为了探讨,我们进行了一些近似计算和初步分析〔24〕,略如下述:

飞机在以最大M数作长期等速平飞时,其表面温度达到最大值。高温使材料性能降低,这是在设计中必须考虑的问题。对于62式机,最高温度情况是在12.3公里以上高空作长期M=2的飞行,其时蒙皮平衡温度约在95~115℃的范围内(依部位而异,详见参考文件24)。这样的温度对飞机主要蒙皮材料Д16和В95铝合金的极限强度和弹性模数影响很小,使之降低仅百分之几。因此,在机身、机翼和尾翼的强度计算中,都没有将材料的极限应力和弹性模数值因温度而有所降低。可以认为,Д16和В95两种材料使用在音速两倍的飞机结构上是可以的。但是,在非金属材料方面,62式机则使用了不少新的耐温材料*。可以预见,当飞行速度再稍为提高时,现有的大部分非金属材料的耐温问题将更为突出,成为飞机设计中必须先行着手研究的问题。

气动力加热的另一种影响是在结构中产生热应力,这是由于在加热过程中,瞬时温度分布不均匀,结构剖面上有温差(温度梯度),材料膨胀不均而引起的。因此,为求最严重的热应力,必先研究飞机飞行过程,求出在最短时间内可能发生最大表面温度变化的一些飞机情况,作为热应力的设计情况。

将上述原则用于62式机,我们推导了两种极限俯冲状态,作为热应力计算的假设情况**,其气动力加热最大热流量接近20000千卡/平方米小时,相当于23瓦/平方米。以这两种极限情况为例,我们计算了62式机的热应力,在座舱CT-1玻璃上,内外壁最大温差为60℃,由而产生的热应力为:内表面拉力132公斤/厘米2,外表面压力47公斤/厘米2;在B95材料的机翼前梁上,缘条表面和腹板中线的最大温差为22.5℃,热应力为:缘条受压78公斤/厘米2,腹板受拉265公斤/厘米2。其它机身机翼的蒙皮长桁结构的热应力较之为小。

由上述结果可以看出,热应力都不大,与材料的许用应力相比较,除玻璃约占20%外,其余都只占百分之几。这使我们回想到曾经有苏联专家说过:对M=2的歼击机。可以不计算热应力,仍按常温设计,但保证剩余强度1.1。我们从62式飞机计算报告中,统计了机身和机翼的切面计算,其翼梁和隔框计算的剩余强度绝大部分都在1.1或1.2以上,可以在稍热的影响下仍保证安全。

总之,作为音速两倍的62式歼击机,气动力热对结构的影响,包括材料性能的衰减和热应力,无疑是存在的,但量级是小的,可以在强度计算时,保留适当的剩余强度来保证。

在今后自行设计超音速飞机时,热问题的处理,仍应采取严格的步骤,结合具体机型,进行必要的分析与计算,以保证安全。有关热的试验工作,也需要适当开展,使研究落实于可靠基础上。关于热应力计算情况的选定,是一个重要的问题,在研究编订强度规范时,应包括这方面的内容。

5.结构试验

为了检查生产工艺质量,62式机资料中规定了七项定期的结构静、动力试验(详见附录3),其中全机频率试验、油箱振动试验等还没有资料;机体重复载荷试验含义不明,也无资料。这些都是应摸清的关键。我们拟和兄弟所一起协助112厂补充这些生产中必需的资料。

除定期性试验外,为了摸透62式机,我们还拟做部件柔度影响系数试验和其它一些静动力模型试验。此外,米格型飞机前轮减摆器拨杆经常在使用中损坏,估计62式机也可能有同样问题,故拟先用米格19前起落架在西北工业大学作摆振试验。以上试验也(详见附录3)。

常温结构试验由于大部分过去在生产工厂和航空院校做过,比较有经验,设备也较齐全,所以条件比风洞试验和系统试验好些。但是,有些试验如频率试验基础较差,也有些试验技术和如电测应变等尚未完全掌握,仍需及早妥为准备。

四、系统设计

1.液压系统

62式机的液压系统采用了210大气压的压力,比过去米格系统习用的135大气压提高了一级。高压系统的主要优点是重量轻*,占空间小,后者对超音速歼击机机体空间很挤的处境特别有利。

同类推荐
  • 两弹元勋邓稼先

    两弹元勋邓稼先

    本书介绍了中国杰出的科学家邓稼先的生平,内容包括:立志科技强国、“去放一个大炮仗”、创造太阳的人、和不念经的和尚在一起、伟大的瞬间、在新的起跑线上等。
  • 王大珩传(共和国科学拓荒者传记系列)

    王大珩传(共和国科学拓荒者传记系列)

    一百多年前,西方的一位战略家就曾经说过:一个民族如果输掉了科学,也就输掉了未来。王大珩从来就有他独特而深刻的思维,面对唾手可得的博士学位,他放弃了继续深造,选择了光学玻璃制造与研究。回国后,一句“馆长就馆长,只要能做事就成”,他挑起了仪器馆的大梁,工作很快就有了起色。很长一段时间里,人们都常把这句话常挂在嘴边:没东西就找王大珩要去!1958年,长春光机所以研制高精光学仪器和光学玻璃的“八大件一个汤”而闻名全国科技界。“原子弹、导弹中的光学设备一定要让长春光机所来做!”钱学森的这句话一锤定音。晚年的王大珩以一位战略科学家的眼光与智慧,成为倡导中国的“863”计划第一人。
  • 走近毛泽东(增订版)

    走近毛泽东(增订版)

    毛泽东领导的红军,此时也正处于一个艰难时期。两万五千里长途跋涉的征尘未洗,又面临着蒋介石驱使下的各路大军的封锁“围剿”。如何站稳脚跟粉碎国民党的重重包围,如何促成抗日民族统一战线,实现全民族的抗战,是当时毛泽东千思百虑的问题。为此,他做了种种努力。毛泽东率领红军,接连粉碎了东北军和西北军的几次“围剿”,力求保住仅存的一块红色根据地。毛泽东亲率东征军渡河赴山西,想闯开一条去华北抗日前线的通道,结果遇阻;毛泽东指挥西征军攻打宁夏、甘肃,想打通一条通往苏联的“国际线”,结果受挫。
  • 陈果夫全传(上)

    陈果夫全传(上)

    陈果夫是国民党历史上主持组织与人事管理工作时间最长的人。在国民党党务和用人方面具有相当大的影响。是蒋介石的重要亲信。陈果夫和弟弟陈立夫先后交替担任国民党中央党部组织部长多年,从蒋介石崛起开始,陈果夫与陈立夫兄弟就一直是他的心腹和左右手。二陈为蒋氏出谋划策,规划中统局清除反对势力,终致开创出蒋家天下陈家党的局面。
  • 中国古代哲学的总结者:王夫之

    中国古代哲学的总结者:王夫之

    王夫之,中国朴素唯物主义思想的集大成者,与黄宗羲、顾炎武并称为明末清初的三大思想家。王夫之晚年居南岳衡山下的石船山,著书立说,故世称其为“船山先生”。王夫之一生著述甚丰,其中以《读通鉴论》、《宋论》为其代表之作。晚清重臣曾国藩极为推崇王船山及其著作,曾于金陵大批刊刻《船山遗书》,使王夫之的著作得以广为流传。近代湖湘文化的代表人物毛泽东、谭嗣同等皆深受船山思想之熏陶。王夫之一生主张经世致用的思想,坚决反对程朱理学,自谓:“六经责我开生面,七尺从天乞活埋”。《中国文化知识读本·中国古代哲学的总结者:王夫之》以优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,介绍王夫之的有关内容。
热门推荐
  • 最后的士大夫:沈从文与汪曾祺

    最后的士大夫:沈从文与汪曾祺

    通过对著名作家沈从文与汪曾祺人生之路师生之情的梳理,将民国时期的文化世情娓娓道来。从两个师生作家的人生起伏、命运跌宕着手,透示出他们之间的人生交集与时代的剧变。十余万字的篇幅,100余张珍贵的老照片,文笔灵动,视野宏大,读来引人入胜、发人深醒。
  • 以生死之名

    以生死之名

    在一个下位面,叶一以捡破烂为生。为了成为一方霸主,他踏上强者之路。此大陆,唯神独尊。不成神,终为神仆。
  • 莲花与刀

    莲花与刀

    大芹给我们家小敏打电话,话没说两句就急上了。她说,卢小敏,如果真的是你拿了,就还给我们吧,算我求你了。小敏也急了,急得眼泪都要出来了。从小一起长大的闺蜜,好得穿一条裤子的大芹,居然对她说出了这种话!大芹居然怀疑她偷了他们的东西。“大芹非让我拿出来,我都不知道我拿了什么我怎么拿出来?”这是个星期天的早上。本来都计划好的,上午家乐福,下午横店电影城。小敏怀孕之后我们很少有这么一个充沛的星期天。现在看来肯定是泡汤了。百里之外的大芹在这个星期天的早上就像一口猝不及防的唾沫,狠狠地吐到了我们的脸上。
  • 唐朝东游记

    唐朝东游记

    一起出去逛逛,旅游一番如何?好啊,往哪里去?向东。
  • 至尊神医之帝君要下嫁

    至尊神医之帝君要下嫁

    前世,她是地位尊崇的天命帝姬,却在大婚前夕,遭遇背叛,自焚而亡!重生为破落世家的废柴弃女,受尽欺凌,而害她之人却已高高在上,享尽风光!一朝重生,凤唳九天!驭神兽,凝原力,通医毒之术,掌人神生死!她发誓:要让背叛欺辱过她的那些人,受尽折磨,百倍还之!……他是孱弱温润的离王殿下,也是手握天下的暗夜君王,唯独为了一个人倾尽生生世世。他承诺:要让他唯一爱过的那个人,平安喜乐,永世欢愉。……她以为这一路必将充满血泪,却不知等待她的,是一世预谋已久的盛世豪宠!小剧场:1开始,人人都劝:“离王殿下,楚家弃女配不上您!”后来,个个都嘲:“孱弱世子,恁配不上天命帝姬!”最后,众人喟叹:帝君,您这是何苦来哉?他淡笑:她在云端,本王便去云端,她在尘埃,本王便入尘埃。为她,前生不苦,余生皆甜。全文苏爽甜极,欢迎跳坑!
  • 影帝独宠:国民男神太高冷

    影帝独宠:国民男神太高冷

    part1:“作为一个娱乐圈的小透明,就要有一个小透明的自觉,要经得住寂寞耐得住打击”,祁婼握了握拳头,信誓旦旦的说道。旁边的经纪人听到她的话,无语的翻了个白眼,哼笑了一声,“混的都烂到这个份上,我相信你是能受的住打击的”。祁婼:“……”。part2:“我以前混的差,风评又不好,你怎么能看的上我的?”某一天,祁婼心血来潮,看着身边优秀的人问道。旁边的人轻描淡写的看了她一眼,“你现在混的好吗?”祁婼:“……”
  • 处好人际关系小窍门(最实用的居家小书)

    处好人际关系小窍门(最实用的居家小书)

    我们每天都会与各种各样的人打交道,包括同事、上司、顾客、陌生人、朋友等等,尽管有时候,这些交往转瞬即逝,似乎不留一丝痕迹,但聪明的人都明白,一切事情的结果,都是人与人之间关系的结果,他们利用人际关系来建设成功的基石,从不利用“人”来作为实现自己目的的手段。因为他们深知,牢固的人际关系是拍档和团队协作的基础,是忠诚的保障。本书教读者一些处好人际关系的小窍门,助您营造自己的人脉网。
  • 重生之平地起高楼

    重生之平地起高楼

    重启人生路,从毕业分配开始……我的人生,我做主!杨振拒绝重复以前的人生路,坚决拒绝原来的毕业去向,选择了一家中型水泥厂。因为,一个全新的时代即将到来——房地产大爆发,城市化进程全面铺开,钢筋水泥的时代,即将迎来前所未有的辉煌。做好充足的准备,才能占尽先机……
  • 光明纪元

    光明纪元

    文明的宿命,毁灭和复苏,无止尽的轮回原罪的深渊,世界被崩毁,只有余烬残存黑暗笼罩下,无边废墟中,唯有一人独行将血罪消泯,撕破那黑幕,光芒笼罩大地《光明纪元》简体版图书近期各大书店上市,敬请大家关注和支持下!!血丝盟主群:187999419血丝正版群:6767886普通群:27310288(1000人)109041501(500人)113298136(200人)136116811(200人)13146178(200人)再加一个45148179(2000人的新群噢~)
  • 大众菜谱(美食与保健)

    大众菜谱(美食与保健)

    民以食为天。我们一日三餐的饭菜不仅关系我们的生命,更关系我们的健康。因此,我们不但要吃饱吃好,还要吃出营养、吃出健康、吃出品味,吃出高水平的生活质量。