学霸的军工科研系统 第409章

　　“主要是相比以前，这次测试多了很多备份的气液动作机构需要连接，不光我们，就连624所的技术人员也是第一次弄。”

　　后者抬起头，看着操作型架上面的现场工程师开始对照着图纸，小心翼翼地把一根根管线安插在发动机的各处要害位置上面。

　　全权数字控制对于发动机和飞机来说属于极好的升级，但相应地，在测试过程中就会麻烦很多。

　　因为电控系统一旦失控，无法像纯机械设备一样简单地应急关停，甚至可能危及到高空台本身的安全。

　　尤其涡扇10还是华夏第一個从设计之初就计划采用该技术的型号（更早些时候在涡喷7上进行过测试）。

　　而现在往发动机上面连接的那些管路，就是起到一个“外置应急备份”的功能。

　　尽管在通过出厂测试的前提下，发生这类严重事故的可能很小，但终究还是要以防万一。

　　“这个无妨。”

　　常浩南摆了摆手：

　　“我在前面的设计任务里抠出来的时间，本来就有一部分打算是给生产和测试环节留余量。”

　　“理论和计算层面的内容，总有办法提高一些效率，但落实到物质层面，还是要以小心谨慎为主，尊重客观规律。”

　　“况且，在正式开始测试之前，还得检查一遍经过改进之后的台架系统控制规律，这个也得花上几天功夫。”

　　“也不能太拖你的后腿啊……”

　　海谊德双手背在身后，有些感慨地说道：

　　“以前跟国外比，觉得咱们的发展速度其实已经不慢了，但是这两年跟你一起做过项目之后，总感觉背后有一股劲在推着，不停往前走。”

　　“说这些就见外了，都是负责同一个项目的同志，哪有什么拖后腿的说法，正常的取长补短罢了。”

　　常浩南摆摆手，紧接着揉了揉因为长时间仰视而有些酸痛的脖子，重新把目光投向海谊德：

　　“对了，海总，这段时间，十一号工程那边的情况怎么样了？尤其是给咱们准备的验证机？”

　　虽然不是一个体系，但好歹601所和606所都在盛京，也算是兄弟单位，而且太行项目实际上也算是十一号工程的一环，所以一些基本的消息还是能打探到的。

　　他虽然有时候也会和几乎常驻盛京的姚梦娜通电话，但于情于理，都不可能在里面聊项目的事情。

　　“已经快把散件组装的部分给造完了，后面就是从第七批次开始逐步提高国产化率，然后换新的国产机载设备。”

　　海谊德回答道：

　　“至于换发验证机，112厂会专门给咱们留出一架双座的歼11AS配额，用来进行装机实验，这次来涪城之前我还特地去看过一眼，机体结构已经造的差不多了，但主要的子系统都还没安装。”

　　“主要是考虑到涡扇10是用数字电控，所以在管线布置，还有飞控程序这块跟目前的量产型会有少许差别，得等到我们把下一批次的B0201号样机送过去，才能继续生产流程。”

　　“不出意外的话，预计是今年末可以交付试飞。”

　　涡扇10A和涡扇10B在硬件上没有任何区别，甚至都是从同一条生产线上面下来的，只是前者在控制系统层面上限制了军推和最大推力的数值。

　　有点像某些车用发动机，只要外挂电脑刷个二阶就能解锁更强性能。

　　在航空工业系统内部的档案序列中，二者共用同一个生产代码，只是空军在装备层面上进行了区分。

　　因此，除了缩减寿命测试以外的其它所有项目，都是用基准型号进行，A型号无需再走一遍流程。

　　这部分话题聊完之后，刚刚一直等在常浩南身后的徐洋紧跟着上前一步：

　　“接下来介绍一下数字控制系统的仿真验证程序，跟我来吧，在隔壁。”

　　一行人绕过垂落着密密麻麻线缆的高空台，来到了对于常浩南而言再熟悉不过的控制室——

　　他可能是624所工作人员以外，在这个房间里待过时间最久的人了。

　　徐洋还是没有任何废话，直接把早就准备好的资料塞到常浩南手中。

　　至于她自己……

　　纯脱稿，用不着。

　　“系统对发动机起动过程采用开环控制，考虑到实际应用中的三种启动方式，也就是电启动、压缩空气启动和丙烷燃气启动，高空台测试控制系统预设了三种不同的规律，分别是固定时间程序供油、转速函数供油和适当油气比供油。”

　　“它们之间并非一一对应的关系，由于涡扇10使用全权数字控制，因此在大多数情况下，都应当采用转速函数供油方案，以机转速作为燃油流量的线性映射量……”

　　“……”

　　“启动之后的稳态工作过程采用闭环控制，考虑到歼11和歼10都会采用飞推一体化的飞行控制系统，这部分就没必要考虑传统的物理转速控制率了，直接采用等折合转速控制，油门指令直接由飞行控制器经通讯口或以PWM信号形式发出，所以具体算法和你在ECU程序里面留下来的完全一致，我就不重复了……”

　　“另外就是一些为了安全性考虑的极限参数限制，包括物理转速、指令速度、T4温度……”

　　“……”

　　徐洋几乎没有中断地讲了将近两个小时，显然对于自己设计的这套测试控制逻辑烂熟于心。

　　全部结束之后，她才拿起旁边的保温杯喝了口水：

　　“你觉得还有什么需要补充的么？”

　　显然，她对自己的工作成果非常有信心。

　　不过，常浩南并却并没有马上给出回答，而是盯着“系统的控制对象及执行机构建模”的部分看了很长一段时间。

　　十几分钟后，他终于重新抬起头：

　　“我想……应该还有。”

第626章 打不过？打不过就加入！

　　“啊？”

　　发出这声惊呼的并不是徐洋。

　　实际上，她只是有些讶异地抬头看了一眼常浩南，甚至连表情变化都不太大。

　　反倒是站在旁边的另外几名624所技术人员，此时正用有些茫然地目光看向坐在一张桌子两边的常浩南和徐洋。

　　讲道理的话，这也不能全怪他们。

　　刚才这两个人的一番交流全程连笔都没用，对于周围的其他人来说确实有亿点不友好。

　　哪怕其中的相当一部分都直接参与了这套仿真验证程序的设计，但仍然很难跟上徐洋刚才的介绍思路。

　　结果前面的内容还没完全理解透，常浩南这边的意见都已经给出来了。

　　自然会有一种“数学课上低头捡了一支笔”的感觉。

　　面对徐洋带着询问的眼神，常浩南总算从旁边拿起了一支笔：

　　“验证程序的算法和控制逻辑是没问题的，我的意思是，还有一些测试的内容没有考虑到。”

　　刚刚还散落在房间周围的一众人见到这一幕，几乎是整齐划一地向前几步，围到了二人身后。

　　常浩南瞬间觉得打在纸上的光线都变暗了……

　　“咳咳……装备全权限数字控制系统的发动机普遍不会再配置完整的机械控制系统，因此必须要考虑到可能面临的各种工况，比如在飞行过程中因为各种原因出现网络诱导时延和数据包丢失。”

　　“时延就不用说了，如果从操作端发出控制指令到动作端响应之间会出现明显间隔的话，恐怕再好的飞行员都没办法正常驾驭飞机。”

　　“至于丢包……对于FADEC使用的TTCAN总线，如果数据包发送失败，协议只会允许参考消息立即重发，而其它数据则不能，这样会显著影响到系统控制的精度和速度，甚至导致系统失稳。”

　　常浩南一边解释一边笔走龙蛇：

　　“比如，我们可以先分析一下最简单的时延和丢包形式，假设时延是短时延且在各个采样周期内恒定，数据包连续丢失数也具有上限n，那么在一个采样周期之内，到达执行器端的控制器输出可能就会出现两个……”

　　“……”

　　“发动机在稳态点附近工作的动态特性可以简单用一個连续状态空间方程描述，再把这个方程进行离散化，就会出现2n+1种子系统，实际的发动机工作特性会在这2n+1种之间随机且连续跳变，显著延长稳态系统的收敛过程……”

　　说到这里，常浩南停下手中的笔，把已经写满公式的两张纸推到前面，然后抬起头。

　　这一番计算让周围的人直接表演了一个目瞪口呆。

　　但好在这次至少是边说边写，有不少纸面内容，所以相比刚才的完全茫然，至少还是有几个人听懂了其中的关键。

　　“我们这个是线控连接，应该不至于出现特别夸张的延迟或者丢包吧……”

　　一个人带着些许迟疑地问道。

　　常浩南此时刚喝了口水，赶紧咽下去，然后摇了摇头：

　　“其实就跟我们正常的电脑上网一样，发动机的ECU单元以及线缆的信号传输带宽实际上还不如家用电脑和网线，所以，哪怕是在正常飞行过程中，出现信息传输不通畅的问题也是很正常的。”

　　“那这样的话……岂不是说明FADEC在稳定性方面存在硬伤？”

　　另一个声音明显有点颤抖：

　　“毕竟，机械控制系统的延迟是确定的，只要适应下来就可以了，更不可能出现数据丢失问题，但电控的这些都是随机出现，难道还要保留一套完整的机械系统做备份？”

　　FADEC的一个巨大优势就是减重，保留机械备份自然是不现实的。

　　不过，常浩南既然已经提出来了这个问题，那解决办法就必定是有的：

　　“电控的延迟和丢包虽然是随机出现，但还是可以通过高鲁棒性的控制算法减弱甚至消除对于性能表现的影响。”

　　“所以我在设计发动机控制程序的时候，采用了分布式控制增益矩阵，以提高对时延和丢包情况的稳定裕度，但这个裕度具体有多少，能否满足战斗机在各种工况下的需求，还需要在测试过程中进行验证。”

　　“如果稳定裕度不够，那就需要再增加一个发动机控制单元，如果裕度过剩的话，还可能得减少一个，毕竟一套ECU和相关的线缆加在一起，也有个几十公斤的重量……”

　　“分布式控制增益矩阵……这……还可以这样？”

　　刚刚一直坐在常浩南旁边的姜甫和眼中顿时闪过一丝茅塞顿开的明悟。

　　在去年把624所的研发重点转向垂直起降发动机之后，摆在他面前的最大问题就是发动机垂直输出动力过程中的控制响应和稳定性问题。

　　要知道，垂直起降不像平飞，推力大点小点影响都不会很大，如果在这个过程中推力输出失衡，那飞机轻则失稳重则直接坠毁。

　　然而垂直起降过程的高压燃气要经过一个90°甚至更大角度的偏转，可能受到的外界扰动反而更复杂……

　　所以对于发动机控制系统的要求相比普通发动机来说要高得多。

　　在目前用老型号涡喷7发动机外接垂直喷口进行测试的过程中，哪怕用上电控单元，也仍然不能保证垂直输出过程的可靠性。

　　但常浩南刚刚这一阵却，给了他一个完整的思路。

　　姜甫和只觉得可惜，自己并不是控制算法领域的专家，所以现在空有一个思路，却很难落实下去……

　　坐在对面的徐洋刚刚就已经把那两张纸拿到手里，别人还在提问的功夫，她已经飞速看完了上面的内容：

　　“这样的话，我只要在测试控制系统里面加入一个丢包和时延模拟就可以……而且本质上，丢包也可以被等效为发动机的输入时滞……”

　　“所以，可以认为发动机的输入端存在随时间推移而同步增长的时延，从而使得发动机收到的控制输入信号只跟测量值有关……”

　　“当然，这种办法测出来的结果是系统允许的最大连续丢包数，不是丢包率，应该没问题吧？”

　　“可以。”

　　常浩南果断点头：

　　“用最大连续丢包数的话，无非需要稍微改一下极限参数设置逻辑，这是个完全独立的单元，也就几个小时的事情。”

　　“那等我消息，两天之内给你弄好。”

　　徐洋把两张纸丢在桌上，站起身点了几名624所工程师的名字，便带着他们匆匆离开了控制室。

　　“常总。”

　　在房间里面重新变得冷清下来之后，姜甫和重新找上了常浩南：

　　“关于您刚刚提到的分布式控制增益矩阵，能说一下完整的思路么？”

　　后者稍微一愣。

　　主要是没想到会有人问这种问题。

　　因为这个属于设计过程中的内容。

　　不过转念一想倒也合理，毕竟624所又不是只做航发测试，他们本身也是涡轮动力研究机构。

　　甚至在上一世，有不少核心机都是624所搞出来的。

　　只不过如今因为他的原因导致人家几乎成了小透明……

　　“这个其实是受到了主机那边飞控程序算法的启发……”

　　常浩南说着重新拿过来了纸笔。

　　他在这件事上并没有说谎。

　　确实是受到飞控程序的启发。

　　只不过不是自家的飞控程序，而是美国人的。

　　后世F35战斗机飞控的一个巨大问题，就是在某些飞行工况下会出现巨大的舵面操控延迟。

　　一直到常浩南重生那会，这个毛病都还没解决……