前不久,国外一家公司宣布,计划在一款五代机上投入到正常的使用中一种自主式装配计量和无损检测系统,用以精确测量战机构件的尺寸,并将检验测试的数据与设计模型作比较,供设计人员参考。该企业介绍,如果这款系统得到推广应用,将大幅度的提高新战机的研发生产效率。
在航空装备制造领域,计量技术是战机研发的重要基础。无论是数字设计、精密制造还是维修保障,都需要计量技术的支持,它就像一把“万能标尺”,丈量着战机各系统技术指标,确保战机飞行安全。可以说,航空计量技术水平的高低,直接决定着航空装备制造质量。
自战机诞生以来,世界航空强国就将航空计量作为重点领域进行科研攻关,助力战机不断追求极限性能。那么,航空计量技术如何伴随战机迭代发展?航空计量又有哪些技术难点?本期,我们邀请空军某装备修理厂计量检验测试中心高级工程师王莉为您解读。
2018年10月29日,一架从印尼首都雅加达飞往邦加槟港的波音737客机在太平洋上空失联坠海。印尼国家运输安全委员会调查事故后发现,机务人员在修理迎角传感器时违规操作,导致迎角测量数据产生误差,最终酿成大祸。此事件一出,各家新闻媒体纷纷跟进解读,其中“航空计量”这个名词被屡屡提及,受到很多航空专家的高度关注。
追溯历史,早在100多年前,莱特公司在第一条飞机生产线上,制订了整条产业链量值一致、测量过程受控、测量结果准确可靠的安全生产规定,该规定成为航空计量的“雏形”。
两次世界大战后,螺旋桨战机被喷气式战机取代,复杂精密的飞机系统助推了航空计量的快速发展。
然而,既要追求战机的高性能,又要精确测量战机性能数据并不是一件容易事。现代战机是一个复杂的热力机械系统,在战机研发生产的全部过程中,航空计量要集中解决3道难题:
一是耐高温。涡扇发动机工作时,涡前温度可达到1500℃,温度传感器必须经得起高温炙烤,还要确保测量结果准确可靠。早期,航空设计师会通过水冷和气冷两种方式为传感器降温,但收效甚微。
20世纪80年代,国外一家公司选用耐高温的铱铑材料为传感器打造“金钟罩”,使其在非水冷条件下经得起1700℃的高温烘烤;英、法等国军工企业还发明了光纤测温、波谱测量等技术,对航空发动机进行“隔空诊脉”,从而获得真实可靠数据。
二是抗振动。众所周知,振动是战机承力部件的“头号杀手”。在战机研发阶段,除了肉眼不难发现的裂纹,不少构件故障极具隐蔽性,通过强拆手段查找设计缺陷效率低下,且数据结果并不准确。
此路不通,必须另辟蹊径。一些设计师巧妙地研究材料内部结构异常而引起的热、声、光等反应变化,成功研发出内部缺陷检验测试设备。国外某公司使用高度敏感的红外摄像机来检测飞行器复合材料,通过计量热量差异,识别蒙皮下的断层区域。这种检测设备如同一副“”,让问题隐患“无处遁形”。
三是数据多。战机进入生产环节,精确处理海量数据能力决定着精密制造水平。以航空发动机叶片制造为例,叶片测量参数多,自动化生产的全部过程中数据采集速度达到每秒上万个,数据处理能力关系到战机的生产质量和效率。
为提高对整体叶盘叶片的检测效率,英国雷尼绍公司开发了一种高速扫描系统,每秒可以采集上千个3D数据点。与传统的机内测量技术相比,高速扫描系统不但可以缩短测量时间,还能够对叶片前边缘进行精准测量,叶片成品率持续攀升。
事实上,战机的关键零部件生产总装是一个串联过程,任何一个环节出现一些明显的异常问题都会导致产品质量不合格。近年来,数字化测量被大范围的应用于工装制造、零件检验、战机组件扫描分析和逆向建模等航空制造领域,为战机打造“钢筋铁骨”。
一款新型战机的研发技术再先进、设计图纸再完美、试验再成功,能不能持续发挥出战斗力,还要看战机的维修保障技术能力。
以印度空军为例:过去40年坠毁战机高达上千架。其中一个重要原因是印度空军后勤保障能力不够,很多机型设备缺乏配套的计量检验测试仪器,战机常常“带病”飞行,导致故障率居高不下。
20世纪90年代,随着战机向着多用途方向发展,机载电子设备数量成倍增加,但战机的可靠性反而降低。电子操纵系统时常会出现误判等错情,因此更加依赖数据监测的准确可靠。
为此,航空计量作为战机的“数据医生”,采取了一系列措施来保证战机的可靠性——
为维修设备绘制“心电图”。要想维修一架战机,第一步是要有一套完好的维修设备,而航空计量是保证维修设备精准有效的关键。针对电子测试设备,工程师通常会输入模拟信号、计量设备的反馈信号,就可以绘制出受检设备的“心电图”,设备的健康情况一目了然。
用“听诊器”发现故障征候。任何故障发生前,都是有迹可循的,越早发现故障越有利于战机飞行安全。修东西的人除了观察战机的各项性能数据外,还会通过振动、温度等参数变化剖析故障问题,甚至将计量检测系统搭载到战机发动机试车平台上,像“听诊器”一样对战机“心脏”进行实时监测,反馈异常信号。
为返修战机“做体检”。修东西的人作为战机的“数据医生”,会按照“一机一状态”要求,对整机性能和状态开展评估。检验时,修东西的人将健康评估模型植入监测传感设备,通过监测润滑油成分、主轴轴承噪声等多项数据,为战机“验血”“把脉”,发现并及时排除战机故障问题。
计量界有这样一句话:“只有测量出来,才能制造出来。”每款武器装备的迭代升级,不能离开计量技术的发展进步。
去年,美国海军向国会提交的2022年预算草案没有关于电磁炮的开支。自2005年以来,这项开支年年都会出现在海军“未来研发项目”的清单中。美国海军官方表示,电磁炮项目将被冻结,所有研发内容将被记录并封存。这在某种程度上预示着,这个花费5亿多美元的项目被迫叫停。
其实,这样的结局并不意外。早在之前的试制过程中,电磁炮在180公里极限射程时,误差高达100米以上,根本没办法命中目标。高强度电磁脉冲的计量校准技术难度很大,美国海军不得不将这一个项目无限期搁置。
“工欲善其事,必先利其器。”计量技术是支撑武器装备研发和作战使用的重要基础,被喻为技术创新的“种子”。航空航天、精确制导、电磁对抗、通信导航等领域都需要计量技术的支持。
俄罗斯十分重视计量技术的积累和研发,在时间计量方面多次取得技术突破,衍生出的先进制导技术,擦亮了战略和战术导弹的“眼睛”。在打击叙利亚“ISIS”目标时,俄罗斯“口径”导弹穿越上千公里,打击精度在10米以内,展现出优异的精确打击能力。
近年来,量子技术在计量领域快速兴起,其单量子水平的极限探测、精准操纵和极限运用,是传统物理计量精度的上百倍。由此发展而来的量子惯性导航,具有高精度和高灵敏度优势,有效解决了GPS导航精度随时间推移而降低的问题。
2016年,英国皇家海军在测试潜艇时发现,量子导航系统精度在24小时内的定位误差仅有1米。不仅是水下,地下和建筑群里等导航卫星难以探测到的地方,量子惯性导航一样能发挥作用。利用量子重力仪或磁力仪对该区域的磁场进行精确测量,导航精度可以精确到厘米级。有人预言,量子计量的发展将对军事应用带来革命性影响。
此外,在联合作战方面,无人作战系统和空天一体化作战网络的建立,需要一些时间计量的高精度同步。世界上多个国家的研究机构都在开展高性能计量设备的小型化、工程化研究。原子钟、量子接收机等高精度计量设备日趋成熟,将成为卫星、战机、导弹、地面雷达等装备“最强大脑”的重要组成部件。
未来,计量技术会向着系统化、综合化、多参数化的方向发展,以适应武器装备的信息化、体系化需要。能预见,随着装备更新换代速度加快,新型计量设备将不断问世,测量范围越来越广,技术指标慢慢的升高,计量技术越来越先进。(祁宇豪 王若璞 王子昂)
资料显示,龙卷风属于局地性、小尺度、突发性的强对流天气,是在极不稳定的天气状况下,空气对流运动造成的强烈、小范围空气涡旋。当龙卷风袭来,如果身处户外,要观察龙卷风动态,及时避开其行进路径;远离大树、电线杆、广告牌、高围墙等,以免被砸、被压。
如今,科技慢慢的变成了体育竞技不可或缺的一部分。它不仅提升了运动员的表现,丰富了观众的观赛体验,还促进了体育产业的升级和发展。
记者24日从中国科学院云南天文台获悉,由该台研究员张居甲领衔的国际合作团队,近期成功捕捉到超新星的爆炸激波冲破其外围致密星周物质的壮观瞬间。
不少人在体检后,报告提示幽门螺杆菌感染呼气试验阳性。“幽门螺杆菌(Hp),是一种螺旋形、微厌氧、对生长条件要求很苛刻的细菌,可生存于胃部及十二指肠的各区域内。柴宁莉说:“目前Hp感染主要是通过尿素呼气试验,也就是我们常说的C13呼气试验检测。
针对近年来网络诈骗手段快速翻新、迷惑性慢慢地加强、严重侵害公众财产安全与合法权益的现象,国家金融监督管理总局金融消费者权益保护局24日发布防范新型电信网络诈骗风险提示,提醒广大群众警惕花样翻新的骗局,增强风险防范意识和识别能力,守护好自己的“钱袋子”。 据介绍,新型电信网络诈骗最重要的包含:一是“共享屏幕”类诈骗。
农林植保、电力巡检等通航作业稳步增长;空中游览、航空运动等消费新业态加速涌现;应急救援、气象探测等无人机新场景接续推出;中国民航局有关负责的人介绍,近年来,民航局陆续出台《城市场景物流电动多旋翼无人驾驶航空器(轻小型)系统技术方面的要求》《城市场景轻小型无人驾驶航空器物流航线划设规范》等有关标准,助力城市轻小型无人机物流应用场景落地。
“这是世界首台(套)300兆瓦压缩空气储能电站,类似‘超级充电宝’,每天可储能8小时、释能5小时,全年发电量约5亿千瓦时。压缩空气储能具备大功率、长寿命、深调峰、易选址等特点,单机功率可实现数百兆瓦甚至吉瓦级的储能容量,寿命通常可达30年以上。
记者23日从中国科学院物理研究所获悉,我国科研团队在嫦娥五号月球样品中,发现了一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1。(中国科学院物理研究所供图)“与易挥发的水冰不同,ULM-1这种水合矿物非常稳定。
近年,人工智能、虚拟现实、超高清等新科技对视听行业产生着显著而深入的影响。
当前,科学技术进步催生了一大批智慧养老“黑科技”产品,引领智慧养老新潮流:一键通呼叫、智能等设备,为老年人提供实时健康监测等服务;护理机器人、家务机器人等产品,给老年人的日常生活起居带来了极大的便利;智能升降沙发、防走失定位鞋、气囊防摔衣等产品,让老年人的安全多一份保障……
明确到2025年底,全国数据中心整体上架率不低于60%,平均电能利用效率降至1.5以下,可再次生产的能源利用率年均增长10%等一系列目标。
这种传统评价模式忽视了学术评价的全面性和多样性,致使不少学生盲目追求论文发表速度,却牺牲了论文质量以及自身的综合研究能力提升。
我发现这个专项很适合我,因为我希望在研究生期间能够更多地参与实际工程建设项目,未来投身国家航天事业。面试时,评委中有来自企业的专家提了不少理论如何应用于工程的问题,回答起来并不是特别容易,让我印象深刻。
然而,唯论文、唯分数等陈旧的评价观念与评价模式对于学生拥抱这场学习的变革形成了显著制约,迫切地需要进一步深化教育评价制度改革与创新。
“微软蓝屏”事件暴露出全球信息技术体系的脆弱性,即过于依赖微软、众击等头部科技企业。
意见提出,到2027年,节水产业规模达到万亿,培育形成一批“专精特新”小巨人企业,初步建立以企业为主体、市场为导向、创新为动力、产学研用相结合的节水产业高质量发展格局。
记者21日从中央民族大学获悉,该校生命与环境科学学院龙春林教授团队联合云南高黎贡山国家级自然保护区保山管护局在高黎贡山南延地区发现黄连属植物新种——南高黎贡黄连。
这5种蛾类新记录种的发现,进一步丰富了井冈山保护区生物多样性本底资料,有助于全面摸清井冈山昆虫资源现状、保护井冈山生物多样性。