大飞机是一个复杂的巨大系统,除了飞机平台外,机载系统对于改善飞机性能、提高任务能力、保证飞行安全,具有至关重要的作用。没有先进的机载系统,便没有先进的飞机。在运-20研制“六大关键技术”、400多道技术难关中,涉及机载系统的占了一半以上。为了保障机载系统、机载设备的先进性,大运研制在全国范围内寻找合格供应商,在全国范围内组织研制各方参与竞争,有些产品是双供应商,通过竞争,保证它的技术进步,真正把国家最强的技术力量和产品选择上来。经过努力,大运机载系统的性能和水平全面超过伊尔-76,与C-17相当,有的达到了世界领先水平。

研制大运,一直是我国人民多年的梦想和期盼
摘取大飞机航电系统的“皇冠”
飞行管理系统(FMS)是一个综合系统,它集导航、制导、性能优化与管理、飞行计划、监视告警等功能于一体,实现整个飞行过程的自动管理与控制。配备FMS的飞机,不仅可以节省大量燃油,还能大大提升任务能力。法国泰雷兹公司依靠400人的团队用了30年时间才研制成功,目前其产品占世界市场份额的70%。这项技术在我国尚处于空白状态,我们想寻求国际合作,不可能!想花钱购买,不可能!总师系统与相关院所组成联合攻关团队,经过三年的拼搏,终于攻下了这道难关。
没有高性能的航电系统,就不可能有高效能的飞机。航电系统是飞行员和飞机的主要交互界面,它为飞行员提供各种显示数据、图形,同时飞行员通过航电系统操纵、驾驶飞机。大运航电系统是一个左右对称的架构,使得系统的可靠性、安全性有了质的提高。为给大运打造一双明亮的眼睛,令其拥有全景视野、能够全天候飞翔,航空工业光电所在平视显示器和视景增强系统上开始了国内的首次尝试,成功实现了平视显示技术从追赶向超越世界先进水平的历史性跨越。
现代大型飞机航电系统异常复杂,网络节点之多,需要百兆级带宽的局域网才能保障其运行。机载网络是航电系统的“骨架”和“神经”,承担着航电系统数据传输任务,在某种程度上决定着航电系统的先进性。要实现大运飞机“三十年不落后、五十年可用”的研制目标,必须为航电系统建造先进的“信息高速公路”。A380、波音787等均选用AFDX作为机载主干信息网络,被誉为大飞机航电系统的“皇冠”。

A380、波音787等均选用AFDX作为机载主干信息网络,我国大运也采用了AFDX网络
型号研制初期,AFDX网络技术的研究面临着没有预研基础、没有参考资料、没有仿真测试设备、国外技术*锁封**……一系列问题接踵而至。但AFDX网络技术是大型运输机航电系统的关键技术,为了大型运输机成功,一定要摘下这顶航电系统的“皇冠”!
面对这个航电系统研制过程中第一块“难啃的骨头”。一飞院总师系统果断决策,集结航电专业及相关承研单位组建AFDX网络攻关团队,从此,大家“*绑捆**”在了一起,一起讨论、一起制订方案、一起进行原理验证、一起进行详细设计……为了共同的目标,在自主研制的道路上开始了一场艰苦的攻关战。
从技术方案的最初确定,到网络原理验证平台的搭建;从技术点的不断协调,再到测试需求和规范的编写;从测试技术对外合作的逐步开展,到实际测试项目的进行,攻关团队的成员们对每一个技术细节都进行了多次迭代,力求做到全面而又准确。
经过不长的时间,AFDX网络应用的9项关键技术有了雏形,又在后续的不断迭代中日趋完善。最终,攻关团队用了不到两年的时间就掌握了AFDX网络技术,从协议积累到技术理解,从原理样机到成品验证的全过程,终于把那顶曾经让他们可望不可即的“皇冠”拿到了手,达到了国际先进水平。
AFDX网络的研制使航空工业在机载网络领域开创了多项第一:在国内第一次建立起了大型飞机独特的系统架构;建立起了国内第一套AFDX网络设计体系文件,包括方案、规范、详细设计文件、测试体系文件等,已被国内其他型号借鉴;建立起了国内第一套测试内容最全面的自动化测试系统和测试体系文件;研制出了国内第一套总线*控器监**和便携式维护终端,支持飞机航电系统的各项综合试验;对AFDX标准进行了创新应用,多项新技术达到国际领先水平。在铸就大飞机“中国创造”品牌的过程中,AFDX总线攻关团队历经艰辛,他们可以很自豪地说:“每一行代码都是我们自己写的,每一个元件都是中国人自己做的。”

大运研制团队经过大量攻关研究,确定了适合大运的电传飞控系统,一举实现了多项技术的突破与创新
为大运制造浪漫
电传飞行控制技术,是现代飞机的另一项核心技术,也是飞机先进性能的重要标志。大运设计采用全时域、全权限电传操作系统,可以减少飞行员操作负担,实现无忧虑驾驶。为了攻克这一极其复杂的操控技术,航空工业一飞院和航空工业自控所等单位组成了联合攻关团队。
如果飞行是浪漫的,那么飞控就是在制造浪漫。浪漫的实现需要很多智慧,大运的单件空投重量达到几十吨,载重量突变的瞬间,飞机重心将如何变化?对飞机的稳定性、操纵性将产生什么影响?控制系统怎样保证飞行的安全与稳定?飞控系统是大运飞机最为关键的系统,既要保证空投空运货物的任务需求,又要满足乘员的安全可靠性要求。唐长红提出,以具有机械备份操纵功能的电传飞控系统作为大运主飞控系统的方案。
为确保实现飞控指标,唐长红一再要求:“要从最基本的原理出发,把问题分析清楚,把系统的稳定边界找到。理儿对了,做出的东西就错不了。通过理论分析建立模型,依据模型设计产品,通过试验验证模型。”
经过大量攻关研究,攻关团队确定了适合大运的飞控体系构架,飞机姿态传感与作动系统以及飞行员评估验证的控制律,一举实现了多项技术的突破与创新,填补了我国在电传飞控领域的多个空白。
运-20首飞那天,飞机在空中盘旋。首席试飞员邓友明做了个举起双手的动作,这是大运飞控系统特有的松杆姿态保持功能。首飞结束后,邓友明在向*长首**汇报时说:“给飞控系统打满分,给飞机打满分,飞控系统的松杆姿态保持功能很给力。”

运-20将虚拟现实技术应用到驾驶舱人机功效的分析和评估
结语
运-20将虚拟现实技术应用到驾驶舱人机功效的分析和评估,设计人员身上布满各种动作捕捉装置,通过头戴式显示器,用完全虚拟的方式设计驾驶舱,可以检验驾驶舱整体布局的美观度、飞行员视野与头部活动空间、操纵手柄(或按钮)与显示器等布置合理性、仪表板反光影响、显示屏亮度舒适性及驾驶员飞行疲劳等。驾驶舱还装备了4个大型液晶显示屏,这是我国*用军**运输机首次配备液晶显示屏。