第29章 國產客機的遺憾
更新時間:2024-01-17 作者:十月廿二
學霸的軍工科研系統 第29章 國產客機的遺憾
要知道，常浩南完成的那個殲7改進型設計，也只不過提供了20點工程經驗而已，這個風扇雖說用上了一些航空發動機的設計思路，但終究不能算是個大工程，哪怕加上做實驗的時間，也就花了兩天功夫而已。 那么唯一有可能的解釋就很明顯了——一個經過實驗并且最終落地的研究，要比只進行了計算模擬的研究獲得的經驗更多。 倒也十分合理。 因此如果想要迅速積累經驗值，那就得盡快接觸到實際的項目才行。 得盡快進組！ 想到這里，常浩南又轉身返回了剛剛的公用電話亭，撥打了杜義山辦公室的電話。 …… 第二天一大早，飛機系樓，杜義山課題組的學生辦公室內。 “師弟，這里以后就是你的位置了。” 方振把常浩南帶到了一張靠窗位置的辦公桌旁邊，拍了拍他的肩膀。 能看出來這張桌子被特地打理過，雖然桌腿和抽屜還能看出斑駁的痕跡，但桌面上鋪著的綠色絨布，和壓在最上面的透明玻璃卻能看出來都是新換上的。 “好嘞，謝謝師兄。” 常浩南說著把自己的一些個人用品比如筆筒水杯草稿紙之類的放到了桌上。 “那師弟你可以先看看書或者那邊書架上的資料，只要注意別弄臟弄破就行，我先去忙了。” 安排好常浩南的位置之后，方振就回到了自己的位置上埋頭工作起來。 前者則來到書架旁邊，準備找找跟那個機翼顫振分析相關的材料。 他的運氣不錯，很快就在書架的第二層找到了兩個標著運7-200A客機機翼的檔案盒。 雖然那天姚夢娜并沒有明確說出他們的研究對象，但想來目前的時間點能對上的，也就只有這個后來被稱為新舟60的客機項目了。 新舟60是國內第一次完全采用跟世界先進水平接軌的標準進行客機設計，基本可以算是華夏現代客機工業的起點。 不過另一方面，第一次也就意味著沒有經驗，因此在原本的時間線上這種型號其實留下了諸多遺憾。 過于保守的機翼設計就是其中之一。 而這一次，他準備親自彌補這個遺憾。 在花了半分鐘時間確認兩個檔案盒上都沒有諸如“機密”之類的的字樣之后，常浩南抱著兩盒資料回到了自己的辦公桌前。 “方師兄，那個大展弦比機翼顫振分析的課題，你們現在做到哪一步了？” 方振抬起頭，馬上看到了常浩南手中的檔案盒。 “按照姚博……哦不，按照你之前的思路，我們在MSC.NASTRAN軟件上建完了機翼的有限元模型，然后計算了機翼的前五階固有振型以及固有頻率，現在姚博和我正在分別嘗試用p-k法和v-g法進行顫振分析。” 必須得說，作為杜義山的學生，方振和姚夢娜確實有點東西，從更換新思路到現在也就不到一個月的時間，而且還要邊學邊做，他們的進度已經相當可以了。 常浩南暗自慶幸自己提前問了這么一句，否則還要空耗不少功夫做重復工作。 “怎么，師弟準備幫我們把剩下的工作都做完？”方振半開玩笑地問道。 “嗯……線性顫振分析你們應該快做完了，我準備試試能不能把非線性部分給做掉。” 常浩南的回答讓剛剛低下頭的方振瞬間重新看向了他。 線性分析和非線性分析一字之差，所適用的理論基礎卻是天差地別。 在一些特殊情況下，飛機機翼的彈性變形幅度會很大，此時應變與位移之間不再呈線性關系，常浩南之前和姚夢娜說過的基于小變形假設的線性理論也就不再適用，需要新的理論工具進行指導。 而工程上還并沒有特別穩妥的辦法。 要知道，顫振一旦誘發，最好的結果也是飛機結構的永久損傷，稍有不慎就會機毀人亡，幾乎沒辦法像失速或者尾旋那樣靠飛行員技巧來挽救。 因此一般都是直接在線性分析結果上增加一個修正，并在結果中留出足夠的安全余量。 當然，如果有無限量的錢和時間，也可以把每一種機翼都造出來，堆試飛數據來大力出奇跡。 但顯然這個消耗就連美國人也吃不消…… 這也是機翼設計普遍偏向保守的原因之一。 而常浩南張口就是要做非線性顫振分析。 雖然之前的線性分析思路就是他提供的，但使用偶極子格網法畢竟是對已經存在的理論進行總結。 非線性分析卻非常依賴分析人員的工程經驗 總之方振并不覺得常浩南真的在這方面取得什么突破，不過他也不會打擊對方的積極性。 “這樣也好，你可以試試不同的修正方式，等線性分析結果出來，咱們跟實驗結果對照，再把修正因子弄得準一點。” 這一次，常浩南并沒有開口回答，只是低下頭默默拿起了筆。 作為重生者，他很清楚目前這種靠修正因子的野路子是不可能準確的。 并且，這個年代所有的顫振分析都是把機翼作為一個固定的結構進行整體計算。 但實際上，飛機的機翼上是有諸如襟翼、副翼這類氣動控制面的。 它們同樣也會對機翼的氣動彈性產生影響。 更關鍵的是，后來的飛機設計師們已經證明，可以通過控制面偏轉產生的控制力矩改變飛行器流場內氣動載荷的分布，進而破壞原有的自激振蕩耦合機制，使整個閉環系統重新趨于穩定。 原理其實非常簡單： 飛行器的運動信號通過傳感器輸入到控制系統，控制系統產生的控制信號又輸入到作動器上面引起控制面的偏轉，控制面偏轉產生的控制力最后回饋到飛行器上面，進而抑制系統的不穩定振動。 所以也叫作顫振主動抑制。 這個思路的最大好處在于，完全無需對機翼設計進行修改，只要升級飛控和傳感器就行。 根據后世的經驗，把顫振臨界速度提高10%左右不成問題。 而他現在要做的，就是把記憶中的這一切給復現出來！ …… 時間一分一秒過去，常規的早飯時間過去之后，辦公室里又走進來了幾個人。 方振簡單地進行了一番介紹，不過此時常浩南的思路已經沉浸在桌上鋪開的資料中，只是簡單地打了個招呼就繼續低頭在草稿紙上寫寫算算起來。 因為他發現，資料中提供的機翼設計，潛力遠比自己之前想象的更大！ “很有想法啊……” 眼前這個機翼相比于真正安裝在新舟60上的那個機翼更輕、展弦比更大并且還帶有一個翼梢小翼。 這意味著更低的飛行阻力、更快的飛行速度和更低的油耗。 對于一架準備用于商業運營的客機來說，這就是最核心的競爭力。 當然，作為代價，這樣的機翼氣動特性更加復雜，設計難度和風險更大，也更容易發生顫振。 或許正是因為這樣的原因，在前一世，新舟60最終選擇了原來的保守方案。 但是現在，這樣的遺憾不會再發生了！學霸的軍工科研系統 第29章 國產客機的遺憾
要知道，常浩南完成的那個殲7改進型設計，也只不過提供了20點工程經驗而已，這個風扇雖說用上了一些航空發動機的設計思路，但終究不能算是個大工程，哪怕加上做實驗的時間，也就花了兩天功夫而已。 那么唯一有可能的解釋就很明顯了——一個經過實驗并且最終落地的研究，要比只進行了計算模擬的研究獲得的經驗更多。 倒也十分合理。 因此如果想要迅速積累經驗值，那就得盡快接觸到實際的項目才行。 得盡快進組！ 想到這里，常浩南又轉身返回了剛剛的公用電話亭，撥打了杜義山辦公室的電話。 …… 第二天一大早，飛機系樓，杜義山課題組的學生辦公室內。 “師弟，這里以后就是你的位置了。” 方振把常浩南帶到了一張靠窗位置的辦公桌旁邊，拍了拍他的肩膀。 能看出來這張桌子被特地打理過，雖然桌腿和抽屜還能看出斑駁的痕跡，但桌面上鋪著的綠色絨布，和壓在最上面的透明玻璃卻能看出來都是新換上的。 “好嘞，謝謝師兄。” 常浩南說著把自己的一些個人用品比如筆筒水杯草稿紙之類的放到了桌上。 “那師弟你可以先看看書或者那邊書架上的資料，只要注意別弄臟弄破就行，我先去忙了。” 安排好常浩南的位置之后，方振就回到了自己的位置上埋頭工作起來。 前者則來到書架旁邊，準備找找跟那個機翼顫振分析相關的材料。 他的運氣不錯，很快就在書架的第二層找到了兩個標著運7-200A客機機翼的檔案盒。 雖然那天姚夢娜并沒有明確說出他們的研究對象，但想來目前的時間點能對上的，也就只有這個后來被稱為新舟60的客機項目了。 新舟60是國內第一次完全采用跟世界先進水平接軌的標準進行客機設計，基本可以算是華夏現代客機工業的起點。 不過另一方面，第一次也就意味著沒有經驗，因此在原本的時間線上這種型號其實留下了諸多遺憾。 過于保守的機翼設計就是其中之一。 而這一次，他準備親自彌補這個遺憾。 在花了半分鐘時間確認兩個檔案盒上都沒有諸如“機密”之類的的字樣之后，常浩南抱著兩盒資料回到了自己的辦公桌前。 “方師兄，那個大展弦比機翼顫振分析的課題，你們現在做到哪一步了？” 方振抬起頭，馬上看到了常浩南手中的檔案盒。 “按照姚博……哦不，按照你之前的思路，我們在MSC.NASTRAN軟件上建完了機翼的有限元模型，然后計算了機翼的前五階固有振型以及固有頻率，現在姚博和我正在分別嘗試用p-k法和v-g法進行顫振分析。” 必須得說，作為杜義山的學生，方振和姚夢娜確實有點東西，從更換新思路到現在也就不到一個月的時間，而且還要邊學邊做，他們的進度已經相當可以了。 常浩南暗自慶幸自己提前問了這么一句，否則還要空耗不少功夫做重復工作。 “怎么，師弟準備幫我們把剩下的工作都做完？”方振半開玩笑地問道。 “嗯……線性顫振分析你們應該快做完了，我準備試試能不能把非線性部分給做掉。” 常浩南的回答讓剛剛低下頭的方振瞬間重新看向了他。 線性分析和非線性分析一字之差，所適用的理論基礎卻是天差地別。 在一些特殊情況下，飛機機翼的彈性變形幅度會很大，此時應變與位移之間不再呈線性關系，常浩南之前和姚夢娜說過的基于小變形假設的線性理論也就不再適用，需要新的理論工具進行指導。 而工程上還并沒有特別穩妥的辦法。 要知道，顫振一旦誘發，最好的結果也是飛機結構的永久損傷，稍有不慎就會機毀人亡，幾乎沒辦法像失速或者尾旋那樣靠飛行員技巧來挽救。 因此一般都是直接在線性分析結果上增加一個修正，并在結果中留出足夠的安全余量。 當然，如果有無限量的錢和時間，也可以把每一種機翼都造出來，堆試飛數據來大力出奇跡。 但顯然這個消耗就連美國人也吃不消…… 這也是機翼設計普遍偏向保守的原因之一。 而常浩南張口就是要做非線性顫振分析。 雖然之前的線性分析思路就是他提供的，但使用偶極子格網法畢竟是對已經存在的理論進行總結。 非線性分析卻非常依賴分析人員的工程經驗 總之方振并不覺得常浩南真的在這方面取得什么突破，不過他也不會打擊對方的積極性。 “這樣也好，你可以試試不同的修正方式，等線性分析結果出來，咱們跟實驗結果對照，再把修正因子弄得準一點。” 這一次，常浩南并沒有開口回答，只是低下頭默默拿起了筆。 作為重生者，他很清楚目前這種靠修正因子的野路子是不可能準確的。 并且，這個年代所有的顫振分析都是把機翼作為一個固定的結構進行整體計算。 但實際上，飛機的機翼上是有諸如襟翼、副翼這類氣動控制面的。 它們同樣也會對機翼的氣動彈性產生影響。 更關鍵的是，后來的飛機設計師們已經證明，可以通過控制面偏轉產生的控制力矩改變飛行器流場內氣動載荷的分布，進而破壞原有的自激振蕩耦合機制，使整個閉環系統重新趨于穩定。 原理其實非常簡單： 飛行器的運動信號通過傳感器輸入到控制系統，控制系統產生的控制信號又輸入到作動器上面引起控制面的偏轉，控制面偏轉產生的控制力最后回饋到飛行器上面，進而抑制系統的不穩定振動。 所以也叫作顫振主動抑制。 這個思路的最大好處在于，完全無需對機翼設計進行修改，只要升級飛控和傳感器就行。 根據后世的經驗，把顫振臨界速度提高10%左右不成問題。 而他現在要做的，就是把記憶中的這一切給復現出來！ …… 時間一分一秒過去，常規的早飯時間過去之后，辦公室里又走進來了幾個人。 方振簡單地進行了一番介紹，不過此時常浩南的思路已經沉浸在桌上鋪開的資料中，只是簡單地打了個招呼就繼續低頭在草稿紙上寫寫算算起來。 因為他發現，資料中提供的機翼設計，潛力遠比自己之前想象的更大！ “很有想法啊……” 眼前這個機翼相比于真正安裝在新舟60上的那個機翼更輕、展弦比更大并且還帶有一個翼梢小翼。 這意味著更低的飛行阻力、更快的飛行速度和更低的油耗。 對于一架準備用于商業運營的客機來說，這就是最核心的競爭力。 當然，作為代價，這樣的機翼氣動特性更加復雜，設計難度和風險更大，也更容易發生顫振。 或許正是因為這樣的原因，在前一世，新舟60最終選擇了原來的保守方案。 但是現在，這樣的遺憾不會再發生了！學霸的軍工科研系統 第29章 國產客機的遺憾
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