洛·馬公司F-35采用創(chuàng)新飛行控制系統(tǒng)(附圖)
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[美國(guó)《航空航天技術(shù)周刊》2006年1月9日?qǐng)?bào)道] 洛克希德·馬丁航空公司(LMAC)正在開展F-35"聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)"(JSF)基于電力的新式飛控系統(tǒng)試驗(yàn)，為F-35A 2006年8月的首飛做準(zhǔn)備。
F-35A飛行控制系統(tǒng)將采用電靜液作動(dòng)系統(tǒng)(EHAS)和機(jī)翼前緣襟翼作動(dòng)系統(tǒng)(LEFAS)，這是美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)首次使用這樣的系統(tǒng)。這些作動(dòng)器要比過(guò)去F-15這樣的戰(zhàn)斗機(jī)使用的系統(tǒng)重很多，但從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看EHAS將使飛機(jī)重量減輕300磅(136千克)。EHAS將驅(qū)動(dòng)飛機(jī)水平尾翼操縱面、機(jī)翼后緣襟副翼和方向舵偏轉(zhuǎn)。LEFAS通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊(包含機(jī)電作動(dòng)器和一個(gè)變速箱)驅(qū)動(dòng)機(jī)翼前緣襟翼偏轉(zhuǎn)。該種包含6個(gè)作動(dòng)器的系統(tǒng)由三余度計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)控制，其動(dòng)力來(lái)自包括兩個(gè)電機(jī)和一個(gè)備用電池的三余度270VDC(直流電壓)系統(tǒng)。EHAS省去了許多基于液體的飛控系統(tǒng)中的泵、電動(dòng)機(jī)、液壓作動(dòng)筒和液壓管路。機(jī)體中去掉的金屬管道減輕了飛機(jī)重量、降低了戰(zhàn)場(chǎng)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
多個(gè)電子單元(EU)控制作動(dòng)器的工作。每個(gè)單元由一或多個(gè)控制電子和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊組成，每個(gè)單元中模塊的數(shù)量和類型由作動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)的控制面決定。
F-35A CTOL(常規(guī)起飛與著陸型)和F-35C CV(艦載型)的所有作動(dòng)器都相同，但F-35B STOVL(短距起飛與垂直著陸型)將使用更小的系統(tǒng)以節(jié)省重量。洛克希德·馬丁公司的工程師為適應(yīng)F-35B將EHAS重量削減了142磅(64千克)，這樣整個(gè)系統(tǒng)重量為770磅(349千克)，而不是A和C型的865磅(392千克)。
洛·馬公司正在開展EHAS的風(fēng)險(xiǎn)降低項(xiàng)目，在一個(gè)特殊飛行器系統(tǒng)綜合試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)EHAS硬件和軟件進(jìn)行測(cè)試。預(yù)計(jì)4月份將完成系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)。從2006年年中開始，該綜合試驗(yàn)室的一部分將進(jìn)行改裝，以便開展F-35B EHAS部件的試驗(yàn)。
EHAS部件的關(guān)鍵供應(yīng)商包括穆格公司(Moog Inc.)、派克航宇公司和漢密爾頓o勝德斯特蘭公司。穆格公司和派克公司負(fù)責(zé)作動(dòng)器部分，而漢密爾頓o勝德斯特蘭公司提供軟件和控制電子系統(tǒng)。自去年10月以來(lái)這些公司就開始對(duì)部件進(jìn)行測(cè)試。水平尾翼操縱面和襟副翼作動(dòng)器的平均故障間隔時(shí)間為5000小時(shí)，方向舵作動(dòng)器為8000小時(shí)。
F-35任務(wù)系統(tǒng)主管桑蒂·布爾內(nèi)斯稱，EHAS的關(guān)鍵問(wèn)題是熱管理。飛機(jī)機(jī)動(dòng)要求越高，產(chǎn)生的熱量越多、越需要冷卻。同時(shí)EU的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電子模塊要能經(jīng)受高電流和高瞬時(shí)熱負(fù)載，并應(yīng)具有在沒有任何冷卻條件下工作至少30分鐘的能力。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的飛行試驗(yàn)，用于冷卻EU的散熱器尺寸已經(jīng)增大。另一個(gè)挑戰(zhàn)是硬件/軟件集成。布爾內(nèi)斯稱，為EHAS開發(fā)計(jì)算機(jī)處理能力與開發(fā)一個(gè)飛行控制系統(tǒng)差不多。該軟件包括綜合機(jī)內(nèi)檢測(cè)、故障管理、電機(jī)和泵的控制回路以及跨通道數(shù)據(jù)鏈接。他預(yù)計(jì)軟件包將在2月份開發(fā)完畢。
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