【转贴】第一架采用电传操纵的公务机--“隼”7X

海皇 · 发表于 2006-11-10 16:01:46

第一架采用电传操纵的公务机--“隼”7X________________________________________
　　Falcon 7X, the First Business Jet with Fly-by-Wire
　　张昕
　　在今年的巴黎航展上，达索公司的"隼"7X作为一款采用高新技术的全新机型，成为引人注目的航展之星。这款超远程喷气式公务机属于公务机的高端产品，其最突出的特点是采用了电传操纵系统，并被称为是第一架完全在虚拟环境下设计和制造的公务机。在注重乘坐舒适性的同时，达索还将飞机的高效和高残值列为关注的重点。
　　任一款新飞机的推出，既需要有恰当的市场时机，制造商本身也要做好充分的准备。达索公司推出的"隼"7X远程公务机就是如此。业内统计表明，目前公务机的销售已经恢复到"9•11"前的最好水平，而达索公司本身横跨军机和公务机两个领域，在飞机设计和制造过程中积累了丰富的经验，其最大优势是可以将两者的先进技术优势互补。
　　多年来，庞巴迪和湾流公司的产品一直是远程型公务机的主导，去年，虽然达索的"隼"系列销售收入达到2.7亿欧元，但它在远程公务机领域并不占优，迫切希望借"隼"7X打入公务机的高端远程市场，以提升其市场占有率和销售额。
　　提高安全性的数字式电传系统
　　虽然在"隼"900EX和"隼"2000EX推出时，达索已经具备了引入电传的能力，但达索认为，只有全新的飞机平台才能体现电传的优越性。从飞行性能角度出发，电传的最大优点是它可以在机翼设计时最大限度地利用3维CATIA设计技术，使机翼比以往的设计更薄，更长，这将使机翼的挠性以及在飞行中的气动弹性更好，也就是通过采用电传系统使"隼"7X实现高、低速性能兼顾和优化。
　　同时，电传还可以减轻飞行员的工作负荷，改善乘坐舒适性，提高飞行安全性。"隼"7X的飞行员飞行时不再担心飞机的配平问题，这一功能完全是自动完成的，而在一般采用电传操纵的空客飞机上，只是在超出飞行包线的情况下飞机才受到保护。
　　一旦"隼"7X需要从潜在的危险情况改出，飞行员可以利用飞机最大的爬升或转弯性能，施加全功率并将侧杆控制器拉回边界位置，飞机就会在不失速的情况下在接近气动边界处飞行。"隼"7X被限制在3.5g时拉起，相对应空客飞机的电传控制率的极限为2.5g。空客飞机的滚转极限是76度，而"隼"7X是在2秒内90度，这说明飞机具备了较好的机动能力以及飞行包线保护。
　　达索公司有"幻影"2000等全数字式飞控系统的设计经验，这降低了"隼"7X电传系统设计的风险。电传系统给飞机带来了处理整个飞行包线的能力，不论飞机的速度、高度、重量和重心如何，而且驾驶舱的侧杆控制器取代了主操纵杆，它意味着飞行员观看仪表板的视线不受影响，也为驾驶员前面腾出了安放可拉出式桌板的空间。
　　 "隼"7X有3台双通道的主飞控计算机（MFC）和3台单通道的次飞控计算机(SFC)，它们全部是数字式的，所有通道都可以独立编程。
　　在正常工作时，一台MFC工作，一个通道负责控制，其余进行并行计算，并与第一台计算机的数据相比较。其诊断结果会转交给MFC2，然后是MFC3。如果所有3台MFC出现故障，便转交给与监视器相连的SFC；SFC也出现故障，数字式备份计算机就会转入手动模式，并通过水平稳定器控制电子俯仰配平和电子控制的方向舵。在所有3台发动机发生故障时，由一冲压空气涡轮提供电力，这套系统也是首次用在公务机上。
　　成本效益取决于先进的设计和制造手段
　　目前，燃油成本占到航空运输直接运营成本的比例越来越高。今天客户追求的不仅仅是舒适性，还要求飞机的高效和高残值。
　　利用CATIA系统的无纸化设计，大大缩减了过去全尺寸样机时代的工程模型所需要的制造工艺过程。"隼"7X被认为是第一架完全在虚拟环境下设计和制造的飞机。
　　这些革命性的方法带来的结果是，第一架"隼"7X的组装时间只有"隼"900的一半，并有望进一步降低。
　　 "隼"7X从推出的第一天起就是一种全生产型飞机，而不是像过去的飞机那样要不断地增加新的修改，改变零部件的数量，因而节省了大量的时间和资源。
　　法国电信提供的网络将"隼"7X的供应商实时地连接在一起，不仅仅包括达索自己的各个机构，还包括普惠加拿大公司这样的外国供应商，设计上的问题可集中在虚拟会议室解决。传统情况下，设计人员为节省时间往往会尽早发设计数据图，但有些时候这些数据图并不完善，必须经过反复修改，而现在所有的改变都是实时的。
　　在第一次试飞之前，"隼"7X用16个月的时间完成了定义阶段。最终的数据库包含了各种撑杆、管道、导线和设备的10万个3维模型以及30万个紧固件模型。
　　 "隼"7X设计组利用"虚拟样机"技术完成了"隼"7X的3维布局。达索是从"狂风"战斗机和"隼"2000开始这种新的数字式设计的，但"隼"7X可谓又向前迈了一大步。有一个专门的小组负责全面的设计，检查兼容性并负责验证各种改动。过去要花很多时间寻找可能发生的冲突，在2维设计时会有大量的冲突无法预见，但在3维设计时可以及时发现这种冲突，一旦有冲突的报告发布，就会尽人皆知，一般在48小时之内便可以解决。
　　经过多年以简化制造工艺为目标的试验，"隼"7X制造工艺有了很大变化。其主要变化是，摒弃了垂直分段的制造方法，中央机身隔框段从上到下分两部分组装，机头和尾段按完整的组件制造。这样做效率较高，因为机身段上半部分采铝板，而下半部分包括用油箱且非常复杂。其他的改变还包括为增加客舱压力而做出的一些改变。
　　 "隼"7X的上机身段由EADS的Socate公司制造，达索负责下机身段。机头部分由达索制造，合成的尾段在图卢兹制造。机头是以垂直分段的方式制造的，但无需组装夹具，这意味零部件无需调整就能装配在一起。同样的情况还有翼盒部分，现在所有的装配从一开始就要求完美，过去要数月才能完成的翼盒现在不到一个月就能生产出来。
　　在加工"隼"7X的上机翼板时，达索采用了基于CATIA的预模压加热蠕变成形工具。这是达索第一次在飞机的主要部件制造中引入这项先进工艺。超级计算机使机翼上的气流可以3维的图像呈现出来，利于解读。
　　在法国和荷兰的高速和低速风洞中进行的试验表明，"隼"7X达到了预期的高速性能以及良好的低速性能。例如，"隼"7X 在M0.85时比"隼"900EX在M0.8时，升阻比有15%的改进。
　　机翼仍采用金属材料而没有采用复合材料，达索的说法是尽管他们在军机制造方面已经有这方面的经验，但金属机翼可以容纳更多的燃油，而且达索在机翼加工方面有新的高速机加工具，使之比复合材料的制造成本低很多。
　　与"隼"900EX相比，"隼"7X的机翼的面积增加了44%,机翼内段前缘后掠角增加到34度，外段30度，而900EX这两个数据分别为29度和25度。7X可以直接爬升到12500米的高度，在远程飞行时巡航高度为14700米，最高的飞行高度是15300米，其低速性能与"隼"900EX等同，着陆速度为190千米/小时，载8名乘客时仅需要715米的跑道。
　　以新技术提高乘坐舒适性
　　 "隼"7X是"隼"系列中尺寸最大、航程最长的机型。它于今年2月15日出厂，5月5日首飞，计划在2006年末取得欧洲和FAA的适航证并交付首架飞机给用户。
　　 "隼"7X的最大航程为10500千米，虽然比"环球快车"或G-550要短一些，但它完全有能力从巴黎直飞美国西海岸的主要城市，或从东京飞达美国东海岸。
　　在机身结构上，"隼"7X与"隼"900差别不大，机身直径都是2.34米，在机身隔框之间与 "隼"2000的宽度也相同，但长度增加了3米，加出了1.9米的内部空间。窗提高了40厘米，从而扩大了视场，观察区域增加了40%。
　　 "隼"7X的适时推出得益于该公司的两项法宝，一是达索系统公司拥有"版权"的CATIA3维计算机辅助设计系统；另一个是电传的飞控系统。若干年前达索就为其研制的战斗机配备了电传操纵系统，此次在公务机上使用可以看作是一次技术"移植"。
　　 "隼"7X的创新性设计还包括：全新设计的机翼、碳纤维增强材料的垂尾、全复合材料的水平安定面以及采用了普惠加拿大公司的新型PW307A发动机和梅西耶•布盖提公司的新型主起落架。为提高乘坐舒适性，该机还增加了客舱的压力，使客舱内的大气压力相当于从2400米的高度下降到1800米。
　　 "隼"7X在执行最大航程飞行时，乘客要在机舱内几乎待上13个小时，因而改善乘坐的舒适性，特别是降低噪声是非常关键的。
　　达索在美国阿肯色州的小石城有一个研究中心，这里的技术人员以虚拟设计工具，利用先进的有限元分析技术，经过长达7年对材料、衰减技术和噪声传输途径的研究之后，不仅做到了与"隼"900相比，"隼"7X的噪声降低了4分贝，而且材料重量也减轻了100千克。如果在过去，要使噪声降低4分贝，必须采用大量的降噪材料才有可能。[/hide]

superykc · 发表于 2007-2-16 21:23:30

怎么没人顶，长知识啊，我来顶

新手 · 发表于 2009-3-29 09:57:08

就是牛差！！！我顶！！！

asurada · 发表于 2009-3-29 10:36:29

我也来顶

未来窗 · 发表于 2009-3-30 12:23:16

先学了

godertwg · 发表于 2009-4-11 01:29:35

顶一下

bill · 发表于 2010-2-20 20:10:44

期待第一架falcon7X的到来！

张旭辉 · 发表于 2010-2-21 19:32:43

太神气了

可乐加冰的 · 发表于 2010-2-22 09:22:23

那以前的公务机用的是机械操作的吗？波音的飞机不是也是机械操作的吗，空客后来的把机械的作为备份的，机械的还是不错的啊

yubg320 · 发表于 2010-7-28 17:17:10

不错的资料

tq01455 · 发表于 2010-8-11 11:18:27

顶一下喽

bocome · 发表于 2011-8-21 21:01:57

公务机中的佼佼者

xlm747 · 发表于 2011-8-21 22:15:30

很好的资料！

jobber · 发表于 2011-8-21 22:40:39

学学不错

飞机起落架 · 发表于 2011-11-3 22:40:32

非常好的飞机，三发

机务海南哥 · 发表于 2013-5-12 21:43:51

呵呵不错哦

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