五千年(敝帚自珍)

主题:应该成立一个 运十 版面,和 新冠 一样。 -- nanimarcusboy

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家园 谈谈航电

关于航电,我在这个帖子里整理的运十的航电情况。

错乱的事实,颠倒的逻辑

在唐兄面前谈雷达,班门弄斧了,惶恐地请唐兄指正。

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下面说一下运十配套的国产航电设备,关键的设备有下面几种:

256机载航行雷达,用于观察航线上的气象情况,探测云层中湍流区域,确定其方位和距离;发现航线上的高山和相遇飞机;观察地面目标;测定飞机的地速和偏流角。该雷达可用于民航干线或支线飞机、直升飞机、军用运输机。256航行雷达为运10配套研制,也在运10上进行了定型试飞,但由于运10下马,不再需要该雷达,经过改进设计,定型为HAL-3型航行雷达,用于运7运输机。上海航空公司也用该雷达替代美国雷达,投入商业运营。上海航空公司的机队有波音707和三叉戟,所以这款为运十设计的航行雷达已经用于波音707的商业航线飞行。

据说,这种雷达曾在89年西方制裁中国中,发挥过关键作用,当时西方禁止向中国出售民航客机上当航行雷达,中国就用这种雷达替代民航机上进口雷达,效果很好,最后西方国家看禁运雷达无法取得预期效果,只好又放开民航客机雷达出口。

201多普勒导航雷达和627导航计算机组成的第一代全自动数字导航系统,因运十下马不再需要,后其衍生型号用于运8飞机。

108甚高频全向信标/仪表着陆接收机,填补了国内机载导航设备空白,在八十年代初通过技术鉴定。因运十下马不再需要,研制单位根据上海民航管理局的需求,将108机尺寸改为与波音飞机上美制同类产品相同,同样用于上海航空公司的波音和三叉戟机队(估计用于替代昂贵的原装进口维修备件,样机在三叉戟飞机上使用了数千小时,始终工作正常),此后定型,根据用户需求生产供货。

需要指出的是,这些航电设备基本上在1980年左右研制成功,并在各种飞机上经过试飞验证,并设计定型。如果运10不下马的话,这些航电设备可以用于运十其后架次样机的试飞。

层主将波音707的航电系统说得神乎其神,其实是拿今天的航电去套用过去的航电,电子工业的基础在那,1950年代末至1970年代的波音707的航电系统,再先进又能先进到哪去?

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拿运十航电说事,其实是利用了大众对航电的神秘感,犯了刻舟求剑的错误。

唐兄是14所的,应该知道客机航电系统很大程度地取决于当时的电子工业水平,波音707和737是六、七十年代的主流客机,它们的航电系统也脱离不了当时的电子工业水平。七十年代起是世界半导体和计算机产业开始飞速发展的时期,运十起步于七十年代,准备定型于八十年末,以八十年代的电子工业水平,有什么707/737的航电系统是运十解决不了的呢?

至于运十试飞用了波音707的航电系统,这在全新产品研制中是很常见的做法,新产品开发的一个基本做法就是,控制样机中的新技术的成分,像运十这样如果新技术太多,就逐步迭代,逐项验证,逐渐增加新技术成分。运十样机试飞,首先最重要的任务是找到并解决飞机整体设计、空气动力设计等方面的问题,在前期主要问题摸清后,自制的航电系统可以逐步加上。

至于还有人拿电传飞控来说运十的,就更是扯淡了,电传飞控的核心是控制律的设计,这方面中国的能力并不差,还有一个就是取决于计算机工业的水平,直到90年代CPU的发展水平,才开始有客机(好像是空客)开始采用电传飞控,美国更晚一些,都到2000年前后了。

现在C919也用了电传飞控,是霍尼韦尔的。这就是要说的另一个问题,运十下马带来了巨大的时间成本,光看自己的工业水平,却不看外界水涨船高,在普遍不用电传飞控的时代下马,等到了C919立项时,电传飞控已成为必须。

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家园 运十下马损失的机会成本

由于西(陕)飞有中大飞机的传承,运10的下马对中国的国防事业没有本质上的影响。

唐兄已经两次表达这个观点了,我想说一下唐兄未提到的方面,就是运十下马使中国大飞机付出了巨大的机会(时间)成本。

做事情不能只看到自己船上的刻线,而看不到到船外飞逝的水流。世界航空工业也不是一开始就有今天的水平的,在航空工业水平相对较低,水平差距相对较小的时候放弃,到以后再想做的时候却发现差距更大了,难度也更大了,C919立项是2007年,首飞是2017年,用了10年,一点也不比运十短,说明因为世界航空工业水平的大幅提高,而自己停滞不前,研制C919的难度并不会变得容易。这还算是好的,因为世界民机产业在最近30年发展并不是很快,还给中国留了机会,如果是像半导体这样一直飞速发展的产业,中国一旦放弃,现在哪怕用举国之力也追赶不及。

电传飞控的例子刚举过了,运十当年世界民机还远没有进入电传飞控时代,而现在则成为了必须的技术,C919选择了霍尼韦尔。

机身材料的例子,运十研制的时期中国正处于从第一代航空铝转向第二代航空铝的过程,大约相当于美国六十年代初707之后、737早期的水平,我在这两个帖子里写了:

这种故事在40年前就发生过

运10、歼10与国产7075

在波音707的五十年代,美国航空工业主要在解决飞机强度的问题,到60/70年代,则开始解决飞机机身失效安全的问题,运十也在这个阶段,跟美国比差距大约是一代。到了80年代,美国解决了飞机安全的问题,则开始解决综合性能和经济性的问题,飞机开始采用能减重的第三代铝和综合性能更好的第四代铝,然后又开始采用复合材料,这些航空材料的进化中国基本上没有跟上,所以在做C919时,采用了大量的美国的合金材料。

更主要的是美国的适航标准也在随着它的航空工业的水平在不断提高。中国的适航标准CCAR25还是在运十研究美国适航标准的基础上引进的,如果运十不下马,它基本上可以参照美国80年代中期的适航标准,那时候美国也刚解决飞机机身的安全性不久。此后美国的适航标准年年更新,标准越来越高,难度也越来越大,因为人家每年都在进步。中国的CCAR25跟随美国标准,5年一更新,所以研制客机的门槛实际上越来越高,比如中国90年代的CCAR25修正,引进了几十上百条的更新,像增压舱、起落架、振动抖振、气动弹性、电气电子、结构载荷、结构疲劳、中止起飞、最大操纵力这些后来加入的要求,都极大地提高了飞机的设计难度,美国人是自己在实践中总结出来的经验教训,知其然也知其所以然,中国就只能照搬,这都极大地提高了后续做客机的难度,难怪90年代以后航空部越来越不敢做客机,因为这一步迈得太大了,于是他们也开始埋怨当初运十不该下马,责任嘛,当然是中央和民航的。如果运十不下马,在八十年代后期趁着美国适航标准还不那么高的时候通过国内适航,那中国也可以在客机的运营中逐渐发现和改进问题,逐步提高自己的标准。

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家园 宝推一个吧

我对航电是门外汉,在这方面无法做出有价值的判断。

家园 qq97兄请看我的限定词

中国的国防事业。

对于民航客机,或许运10坚持下来有兄台说的效果。但是对于军用运输机,我的判断不变,运10的下马对中国的国防事业没有本质上的影响。

家园 工程师更该知道魔鬼在细节

动不动这设计原则,那设计原则,设计中需要的参数呢?难道这种多少代设计积累,甚至血的教训总结出来的商业秘密能转给运十设计人员了?从没做过的就敢言掌握某某设计原则?你当前人第一次犯的错,后人就能完全避免了?(那得是前人坦诚相授经验教训,数据的情况才行啊,问题波音会吗?)

中国第一个载人宇宙飞船,所处年代比美苏阿波罗,联盟啥的先进多了吧,但第一次上天时的人共振不也把杨利伟搞的很伤,到后来总结经验才消掉这个问题。无他,第一次搞的没经验。

运十甚至疲劳,应力实验没做完就敢言安全性如何?

另外流星有不清楚的结构疲劳问题,B-47坠毁率高就是结构问题?拜托,英国在流星之前就没造过要高空气密的大型飞机。而波音在B-29就是高空气密的大飞机了。而且B-4坠毁率高是结构问题吗,那是第一代大型后掠翼喷气式飞机啊,后掠翼的控制问题,不那么可靠的二代喷气发动机,自行车式起落架都是全新的,都是无数次飞行,摔机才逐步解决。还有民机绝不会做的长途低空飞行,空中加油(初代)等等,都有对坠毁率的贡献。。。。波音的经验丰富, 波音707的成熟度(到运十研发时,707都不知补过多少漏了),运十设计人员有这些经验和积累的数据吗?

至于便宜不便宜,工业品量大才有生产便宜,采有分摊研制经费的便宜。。波音707总生产865架,备件无数,飞行几十年,维护人员经验何其丰富。。运十一个新货,预计90年代投入使用,狭小市场不知能有几架产量,跟技术基本相同的成熟老产品707比经济性?至于同样用途的新飞机(747, 767, 777, 空客)人航空公司是能更赚钱才换新飞机啊,只会比707能更有利可图。。。运十就更不要比了。

通宝推:北纬42度,
家园 没运十,军机就不要这些新材料新技术了

搞笑吧。。。

战斗机要电传还多一个静不稳定。。。要求更高

飞机要主动相控阵雷达,电子战系统,比民航不高多了。。。

歼十,飞豹,改进轰六,山寨和升级Su 27,都要高性能发动机,新材料,7-9g 的要求不比民航机对材料的要求高多了。

中国停了运十,可没停军机啊。

家园 理论,方法和数据

在疲劳安全设计方面,在60年代末70年代初,以运十为代表的中国工程界是从理论到方法都全套引入了的,这些理论和方法都是公开的,当然需要中国工程界自己去研究和应用,实际应用的解析方法和实际参数当然也要自己去研究和试验,这些数据别说波音不会给你,就算是给你也只是个参考,不能照搬,因为你的设计不可能跟它的完全相同。

因为众所周知的原因,运十的03样机没装完,也就没做整机疲劳试验,但运十仍然做了相当多的研究和试验,积累了数据。早在1974-1975年间,运十还在设计阶段,航空材料研究所、航空强度研究所等单位就对运十真实结构的全尺寸试件、连接件进行了断裂和疲劳特性的研究和试验,研究了它们的剩余强度和疲劳裂纹扩展特性,收集了大量数据。

另外,损伤容限方法不只是应用于设计阶段,而是一直包含到飞机整个生命周期的,也就说在飞机的运营维护阶段也有一套完整的检测和分析方法监控飞机结构的疲劳状态,从而确定其维修策略。

损伤容限方法基本上是解决飞机疲劳安全的最后的方法,从八十年代起客机设计的重心就转向经济性等其它方面去了。

说运十安全还是不安全,总要有科学的依据,而不是望天打卦。这方面的内容,可以看我的两个帖子

(之六)运十的安全性

我觉得这并不是什么值得高兴的事 中的断裂力学部分。

2,

B47的坠毁率太高了,其中相当多就是结构疲劳的原因,B47当然与民机不同,因为当时美国空军的战术原因,导致B47的结构容易疲劳,容易的疲劳也是疲劳,如果当时有损伤容限方法,B47的很多疲劳事故也是可以避免的。

美国人的损伤容限方法是美国人用飞机摔出来的,但他们既然发展出了断裂力学和损伤容限方法,中国人就可以学习应用,避免美国人当初踩过的雷,这也是我说运十的安全性好于早期的707的原因。

3,

波音的经验丰富, 波音707的成熟度(到运十研发时,707都不知补过多少漏了),运十设计人员有这些经验和积累的数据吗?

这是一句正确的废话。而且越是不做,差距就会越来越大。

4,

工业品量大才有生产便宜,采有分摊研制经费的便宜

这句话是有条件的,前提是自己跟自己的产品比,中国产品跟中国产品比,美国欧洲产品与美国欧洲产品比。但是,在中国还有一个规律,中国的产品要比美欧的产品便宜得多得多,尤其是在上世纪八九十年代。这个规律对运十一样成立。

更不用说买运十的钱大部分在国内循环,产生连带效益,而不是全给了国外。

通宝推:乾道学派,
家园 你完全看拧了

牛头不对马嘴。

家园 唐兄敞亮

谢宝推。

家园 既然也要自己攒数据,怎么就断定运十安全优于707?

又是新手,又是没做完实验,你的结论不是打卦吗?当然估计比最初始的707会好点,但运十使用时对标该是707的后继机型了。。。

B-47 啥原因坠毁又不是啥找不到的数据。。。观看维基列出的部分,空中相撞,起降失败,发动机故障,控制失效。。。多数低空,大概率是控制问题。

家园 八十年代放弃半导体也不可惜,没那个能力嘛,瞎折腾什么。
通宝推:qq97,newbird,
家园 实在忍不住手痒,我来抢答一下吧

运十粉的意思是,不下马就可以攒数据,攒了数据就能证明运十安全优于707,这锅老邓得背!

我这抢答能拿满分吧? @qq97 , @真离 , @乾道学派 , @阴霾信仰 。

家园 因为很多的工作,运十做了,而早期的707没做

转个飞机强度研究所的文章吧,你的两个问题都可以解答。

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美国空军曾一个月摔5架B-47,飞机结构完整性大纲(ASIP)的建立

1958年3—4月间,美国空军(USAF)在训练过程中连续发生了5起B-47的坠机事故。事故调查结果显示:

(1)5起坠机事故中的4起是由于机体结构发生疲劳破坏所造成的。在这 4 起坠毁的飞机中,最长的累计飞行时间为2419h。

(2)B-47的原型机在研制过程中通过了150%限制载荷的静强度测试,但没有其他相应的测试手段能够确定B-47在实际使用过程中可以承受多少较小幅度的循环载荷而不发生疲劳破坏。

(3)B-47机队服役过程中所承受的实际载荷谱远比初始设计过程中采用的假设载荷谱要严重。

(4)B-47的型号设计中没有确定该型号飞机的使用寿命极限。

(5)B-47型号设计所采用的疲劳分析方法无法准确地预测其疲劳寿命。

在认识到基于静态载荷/试验验证的设计方法所存在的缺点后,美国空军在后续的调查过程中采取了以下4方面的措施来应对B-47系列坠机事故所造成的混乱局面:

(1)在波音、道格拉斯和NACA同时展开了三项独立的B-47全机结构疲劳试验。

(2)创立了结构完整性大纲(ASIP)体系来改进和完善飞机结构的分析、设计、验证和安全维护技术。

(3)提出了设立疲劳寿命的设计目标要求,并且以飞机的飞行小时数(FHs)和飞行起降次(FCs)来共同表征飞机疲劳寿命的设计目标。

(4)将全尺寸的全机疲劳试验提升为型号研制的基本要求,全机疲劳验证试验必须采用符合实际使用状况的疲劳试验载荷谱。此项要求适用于未来所有型号军机的疲劳设计。

(5)B-47事故的调查完成之后,ASIP体系的应用也扩展到了所有军用飞机。

1958—1969 年,美国空军发布了一系列文件来规范ASIP 体系,这些文件包括 1958 年的 WCLS-TM-58-4、1960 年的军标 8800 系列、1961 年的 ASD-TN-61-141、1968 年的 ASD-TR-66-57 和 1969 年的 AFR80-13。这些文件为ASIP确立了以下的工作目标:

(1)建立、评估和证实飞机的结构完整性(包括飞机结构的静强度、刚度、耐久性)。

(2)充分获取、评估和利用飞机的在役运行数据,为实现单架飞机在役结构完整性的持续评估提供依据。

(3)为确定后勤和部队规划要求(维护、检查、补给、飞机轮换、系统淘汰和未来部队结构)提供技术支撑。

(4)为改进未来飞机的设计、评估和验证流程和方法提供技术支撑。

为了实现这些工作目标,ASD-TR-66-57定义了以下5个阶段工作任务:

(1)确定型号的基本设计信息:定义设计准则与目标,并且规划服役使用用途。

(2)进行初始设计分析,完成载荷与载荷谱、静态应力、疲劳、颤振的分析,并且开展相关的试验验证。

(3)开展各类试验测试工作,包括静态、疲劳、颤振和声波的地面测试,以及载荷与载荷谱、动态响应、热和颤振的飞行测试。

(4)为结构的强度总结、运营使用限制、使用寿命和参数疲劳分析进行最终的结构完整性分析。

(5)在型号的实际服役过程中,持续记录飞机运营和维护的历史。

在 ASIP 第二阶段的工作任务中,ASD-TR-66-57 要求飞机制造商在开始详细设计之前先对相关的设计概念和设计构型进行试验验证。

试验验证的内容包括对元件和结构构型研发的试验验证,试验内容应当涵盖:

(1)材料;

(2)加工工艺;

(3)连接;

(4)最终的产品组件。

B-47机队坠机事故的调查结果,飞机服役过程中的实际载荷谱是影响飞机结构疲劳寿命的一个关键因素。因此,在进行上述各种疲劳试验,尤其是全尺寸的结构疲劳试验的验证过程中,应尽可能采用符合实际使用工况的疲劳试验载荷谱。

1958—1972年,破损安全设计方法已经成为美国军机各种新型号研发的基本设计方法。研制出来的各种型号飞机的结构必须要满足能够承受大于等于1.5倍限制载荷的静强度要求;其设计疲劳寿命则根据全机疲劳试验获得的疲劳失效寿命除以4.0的安全因数(safety factor,SF)来确定。

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这些工作是破损安全方法的前身,到70年代末80年代,又进一步发展成为损伤容限方法。

运十之所以比早期707安全,是因为运十非常重视机身结构的疲劳安全,从一开始就按破损安全原则对飞机进行结构和材料设计,而B47和早期的707没有。

707比较幸运,投入军用和商业服役大约在58年左右,所以在它还没有大规模服役的时候,就可以根据新的破损安全方法改进飞机的设计,包括对已服役飞机进行改进和监测。

而且,对疲劳安全有重大改进的第二代铝合金7075-T73/76也是50年代末B707服役后才开发出来的,所以早期的B707用的还是第一代7075。铝的问题我在河里也写过几个帖子,就不重复了。

通宝推:阴霾信仰,乾道学派,
家园 介绍还是应该更多一些,用了多久等等

运十之所以比早期707安全,是因为运十非常重视机身结构的疲劳安全,从一开始就按破损安全原则对飞机进行结构和材料设计,而B47和早期的707没有。

运十非常重视机身结构的疲劳安全,从一开始就按破损安全原则对飞机进行结构和材料设计

需要更详细的介绍,要不然,他们不服。

家园 so,美军弄了一堆规范体系,运十就拿到数据了

运十设计方就能做到同样了?

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