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國產客機高高原執行與驗證關鍵技術填補國際空白

2024-01-27科學

中新網北京1月26日電 (記者 夏賓)中新網記者26日了解到,國產客機ARJ21近日在新疆塔什庫爾幹紅其拉甫機場(海拔3258公尺)完成高高原機場執行試飛,並在庫車舉辦了高高原執行與驗證技術研討會。此次試飛驗證和研討會由中國商用飛機有限責任公司、中國南方航空集團與中國航空學會聯合展開。

高高原執行與驗證技術研討會與會人員合影。主辦方供圖

高高原機場是指海拔高度在2483公尺(8000英尺)及以上的機場,中國是擁有高高原機場最多的民航大國,數量占全球的50%以上,全球海拔最高的6個高高原機每場平均在中國境內。與普通機場相比,高高原機場存在海拔高、氣象雜、驗證難等難題,執行環境惡劣、安全裕度顯著降低,提升國產客機高高原執行能力面臨巨大挑戰。

不僅如此,在高高原執行和驗證方面,歐美制造商因沒有相關研制需求缺乏驗證技術,國內航司也只能依靠實踐經驗和保守執行滿足高高原執行安全要求。特殊場景驗證難,地理環境構建難,特情試飛風險大,特情場景難復現,成了高高原執行的一道坎。

基於此,中國南方航空集團、中國商用飛機有限責任公司、騰訊公司及中國民航飛行學院、中國民航科學技術研究院等單位共同發起「國產客機高高原營運與驗證關鍵技術及套用」計畫,突破起降能力受限、環境預測局限、驗證場景有限等困難,攻克國產客機高高原執行關鍵技術,填補技術體系空白,並在高高原執行能力、裝備與執行技術體系和復雜場景預測與構建技術等方面實作了多項技術創新。

計畫首次突破了國產客機高高原執行能力提升關鍵技術,可實作在機組操縱負荷降低50%的同時,起飛升力提高2.2%,起飛距離縮短167公尺,國內首創的結冰高效能保護機制,也降低了客機起降和進場的難度。

計畫為國際高高原執行標準提供了中國樣板。首台自主可控的全動模擬機和模擬機專用作業系統,不僅使機型構建效率提升1.5倍,還實作了重大事故和空難調查自主可控,並在此基礎上,構建了中國特色高高原執行標準和訓練體系。

在國際範圍內,計畫首創了高高原復雜場景預測與構建技術。其中即時飛行顛簸預測系統能有效應對氣流紊變、事故多發的問題。飛行數據建模和反向驅動驗證技術也攻克了飛行顛簸、近地警告特情復現的難題。計畫發明了高等級飛行模擬機專用視景引擎,可解決飛機近地警告地形視覺化等難題。

此次客機實地試飛,充分驗證了中國高高原航空執行技術的有效性與突破性,助力國產客機高高原安全執行能力大幅提高,執行範圍可覆蓋所有高高原機場,為未來開辟更多高高原航線奠定堅實的基礎。

在國產客機高高原執行與驗證研討會上,南航翔翼公司總經理周易之圍繞高高原機場飛行執行特點,深入分析了高高原機場因復雜氣象及地理條件給飛行執行帶來的困難與挑戰,並對如何透過模擬綜合驗證提升執行安全品質作了計畫分享。

中商飛ARJ21基本型總設計師張克誌對ARJ21民機的高高原設計最佳化作了介紹,他表示,ARJ21營運日趨成熟,透過ARJ21高高原最佳化計畫設計和驗證,將進一步提升飛機在高高原機場執行的整體效能。

中國南方航空集團有限公司副總經理高飛針對南航在國產民機高高原執行與驗證關鍵技術與套用方面的科技計畫和取得的成果進行了介紹,表示南航將全力為國產民機在高高原環境下的安全執行提供參考和支持,共同推動國產民機高高原安全執行能力不斷提高。

本次計畫關鍵技術突破之一的高等級飛行模擬機專用視景,由南航與騰訊基於自研遊戲引擎聯合研發,該視景系統在渲染管線、程式化生成工具、高分辨率視景投影等關鍵技術要點均取得重要突破,自主構建了復雜地形環境視覺化技術。

視景系統可建立超過二十種高精度的程式化地形模型,以應對高高原地形復雜、數據量大的難題,其生成速度和精度相較於國際技術提升十倍。面對地形數據的龐大和對即時渲染效能的高要求,視景系統成功攻克數據並列處理和流式載入的技術難題,100平方公裏的地形數據能在毫秒級別內完成載入。

目前,系統建模及渲染技術達到國際領先,現已獲國內發明專利18項,獲中國航空學會科技進步一等獎1項,未來視景系統還將快速支持國內23座高高原機場的高精度數位模型生成。(完)