第29章 国产客机的遗憾
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第29章 国产客机的遗憾
要知道，常浩南完成的那个歼7改进型设计，也只不过提供了20点工程经验而已，这个风扇虽说用上了一些航空发动机的设计思路，但终究不能算是个大工程，哪怕加上做实验的时间，也就花了两天功夫而已。
那么唯一有可能的解释就很明显了——一个经过实验并且最终落地的研究，要比只进行了计算模拟的研究获得的经验更多。
倒也十分合理。
因此如果想要迅速积累经验值，那就得尽快接触到实际的项目才行。
得尽快进组！
想到这里，常浩南又转身返回了刚刚的公用电话亭，拨打了杜义山办公室的电话。
……
第二天一大早，飞机系楼，杜义山课题组的学生办公室内。
“师弟，这里以后就是你的位置了。”
方振把常浩南带到了一张靠窗位置的办公桌旁边，拍了拍他的肩膀。
能看出来这张桌子被特地打理过，虽然桌腿和抽屉还能看出斑驳的痕迹，但桌面上铺着的绿色绒布，和压在最上面的透明玻璃却能看出来都是新换上的。
“好嘞，谢谢师兄。”
常浩南说着把自己的一些个人用品比如笔筒水杯草稿纸之类的放到了桌上。
“那师弟你可以先看看书或者那边书架上的资料，只要注意别弄脏弄破就行，我先去忙了。”
安排好常浩南的位置之后，方振就回到了自己的位置上埋头工作起来。
前者则来到书架旁边，准备找找跟那个机翼颤振分析相关的材料。
他的运气不错，很快就在书架的第二层找到了两个标着《运7-200A客机机翼》的档案盒。
虽然那天姚梦娜并没有明确说出他们的研究对象，但想来目前的时间点能对上的，也就只有这个后来被称为新舟60的客机项目了。
新舟60是国内第一次完全采用跟世界先进水平接轨的标准进行客机设计，基本可以算是华夏现代客机工业的起点。
不过另一方面，第一次也就意味着没有经验，因此在原本的时间线上这种型号其实留下了诸多遗憾。
过于保守的机翼设计就是其中之一。
而这一次，他准备亲自弥补这个遗憾。
在花了半分钟时间确认两个档案盒上都没有诸如“机密”之类的的字样之后，常浩南抱着两盒资料回到了自己的办公桌前。
“方师兄，那个大展弦比机翼颤振分析的课题，你们现在做到哪一步了？”
方振抬起头，马上看到了常浩南手中的档案盒。
“按照姚博……哦不，按照伱之前的思路，我们在MSC.NASTRAN软件上建完了机翼的有限元模型，然后计算了机翼的前五阶固有振型以及固有频率，现在姚博和我正在分别尝试用p-k法和v-g法进行颤振分析。”
必须得说，作为杜义山的学生，方振和姚梦娜确实有点东西，从更换新思路到现在也就不到一个月的时间，而且还要边学边做，他们的进度已经相当可以了。
常浩南暗自庆幸自己提前问了这么一句，否则还要空耗不少功夫做重复工作。
“怎么，师弟准备帮我们把剩下的工作都做完？”方振半开玩笑地问道。
“嗯……线性颤振分析你们应该快做完了，我准备试试能不能把非线性部分给做掉。”
常浩南的回答让刚刚低下头的方振瞬间重新看向了他。
线性分析和非线性分析一字之差，所适用的理论基础却是天差地别。
在一些特殊情况下，飞机机翼的弹性变形幅度会很大，此时应变与位移之间不再呈线性关系，常浩南之前和姚梦娜说过的基于小变形假设的线性理论也就不再适用，需要新的理论工具进行指导。
而工程上还并没有特别稳妥的办法。
要知道，颤振一旦诱发，最好的结果也是飞机结构的永久损伤，稍有不慎就会机毁人亡，几乎没办法像失速或者尾旋那样靠飞行员技巧来挽救。 因此一般都是直接在线性分析结果上增加一个修正，并在结果中留出足够的安全余量。
当然，如果有无限量的钱和时间，也可以把每一种机翼都造出来，堆试飞数据来大力出奇迹。
但显然这个消耗就连美国人也吃不消……
这也是机翼设计普遍偏向保守的原因之一。
而常浩南张口就是要做非线性颤振分析。
虽然之前的线性分析思路就是他提供的，但使用偶极子格网法毕竟是对已经存在的理论进行总结。
非线性分析却非常依赖分析人员的工程经验
总之方振并不觉得常浩南真的在这方面取得什么突破，不过他也不会打击对方的积极性。
“这样也好，你可以试试不同的修正方式，等线性分析结果出来，咱们跟实验结果对照，再把修正因子弄得准一点。”
这一次，常浩南并没有开口回答，只是低下头默默拿起了笔。
作为重生者，他很清楚目前这种靠修正因子的野路子是不可能准确的。
并且，这个年代所有的颤振分析都是把机翼作为一个固定的结构进行整体计算。
但实际上，飞机的机翼上是有诸如襟翼、副翼这类气动控制面的。
它们同样也会对机翼的气动弹性产生影响。
更关键的是，后来的飞机设计师们已经证明，可以通过控制面偏转产生的控制力矩改变飞行器流场内气动载荷的分布，进而破坏原有的自激振荡耦合机制，使整个闭环系统重新趋于稳定。
原理其实非常简单：
飞行器的运动信号通过传感器输入到控制系统，控制系统产生的控制信号又输入到作动器上面引起控制面的偏转，控制面偏转产生的控制力最后回馈到飞行器上面，进而抑制系统的不稳定振动。
所以也叫作颤振主动抑制。
这个思路的最大好处在于，完全无需对机翼设计进行修改，只要升级飞控和传感器就行。
根据后世的经验，把颤振临界速度提高10%左右不成问题。
而他现在要做的，就是把记忆中的这一切给复现出来！
……
时间一分一秒过去，常规的早饭时间过去之后，办公室里又走进来了几个人。
方振简单地进行了一番介绍，不过此时常浩南的思路已经沉浸在桌上铺开的资料中，只是简单地打了个招呼就继续低头在草稿纸上写写算算起来。
因为他发现，资料中提供的机翼设计，潜力远比自己之前想象的更大！
“很有想法碍…”
眼前这个机翼相比于真正安装在新舟60上的那个机翼更轻、展弦比更大并且还带有一个翼梢小翼。
这意味着更低的飞行阻力、更快的飞行速度和更低的油耗。
对于一架准备用于商业运营的客机来说，这就是最核心的竞争力。
当然，作为代价，这样的机翼气动特性更加复杂，设计难度和风险更大，也更容易发生颤振。
或许正是因为这样的原因，在前一世，新舟60最终选择了原来的保守方案。
但是现在，这样的遗憾不会再发生了！
(本章完)
第29章 国产客机的遗憾
要知道，常浩南完成的那个歼7改进型设计，也只不过提供了20点工程经验而已，这个风扇虽说用上了一些航空发动机的设计思路，但终究不能算是个大工程，哪怕加上做实验的时间，也就花了两天功夫而已。
那么唯一有可能的解释就很明显了——一个经过实验并且最终落地的研究，要比只进行了计算模拟的研究获得的经验更多。
倒也十分合理。
因此如果想要迅速积累经验值，那就得尽快接触到实际的项目才行。
得尽快进组！
想到这里，常浩南又转身返回了刚刚的公用电话亭，拨打了杜义山办公室的电话。
……
第二天一大早，飞机系楼，杜义山课题组的学生办公室内。
“师弟，这里以后就是你的位置了。”
方振把常浩南带到了一张靠窗位置的办公桌旁边，拍了拍他的肩膀。
能看出来这张桌子被特地打理过，虽然桌腿和抽屉还能看出斑驳的痕迹，但桌面上铺着的绿色绒布，和压在最上面的透明玻璃却能看出来都是新换上的。
“好嘞，谢谢师兄。”
常浩南说着把自己的一些个人用品比如笔筒水杯草稿纸之类的放到了桌上。
“那师弟你可以先看看书或者那边书架上的资料，只要注意别弄脏弄破就行，我先去忙了。”
安排好常浩南的位置之后，方振就回到了自己的位置上埋头工作起来。
前者则来到书架旁边，准备找找跟那个机翼颤振分析相关的材料。
他的运气不错，很快就在书架的第二层找到了两个标着《运7-200A客机机翼》的档案盒。
虽然那天姚梦娜并没有明确说出他们的研究对象，但想来目前的时间点能对上的，也就只有这个后来被称为新舟60的客机项目了。
新舟60是国内第一次完全采用跟世界先进水平接轨的标准进行客机设计，基本可以算是华夏现代客机工业的起点。
不过另一方面，第一次也就意味着没有经验，因此在原本的时间线上这种型号其实留下了诸多遗憾。
过于保守的机翼设计就是其中之一。
而这一次，他准备亲自弥补这个遗憾。
在花了半分钟时间确认两个档案盒上都没有诸如“机密”之类的的字样之后，常浩南抱着两盒资料回到了自己的办公桌前。
“方师兄，那个大展弦比机翼颤振分析的课题，你们现在做到哪一步了？”
方振抬起头，马上看到了常浩南手中的档案盒。
“按照姚博……哦不，按照伱之前的思路，我们在MSC.NASTRAN软件上建完了机翼的有限元模型，然后计算了机翼的前五阶固有振型以及固有频率，现在姚博和我正在分别尝试用p-k法和v-g法进行颤振分析。”
必须得说，作为杜义山的学生，方振和姚梦娜确实有点东西，从更换新思路到现在也就不到一个月的时间，而且还要边学边做，他们的进度已经相当可以了。
常浩南暗自庆幸自己提前问了这么一句，否则还要空耗不少功夫做重复工作。
“怎么，师弟准备帮我们把剩下的工作都做完？”方振半开玩笑地问道。
“嗯……线性颤振分析你们应该快做完了，我准备试试能不能把非线性部分给做掉。”
常浩南的回答让刚刚低下头的方振瞬间重新看向了他。
线性分析和非线性分析一字之差，所适用的理论基础却是天差地别。
在一些特殊情况下，飞机机翼的弹性变形幅度会很大，此时应变与位移之间不再呈线性关系，常浩南之前和姚梦娜说过的基于小变形假设的线性理论也就不再适用，需要新的理论工具进行指导。
而工程上还并没有特别稳妥的办法。
要知道，颤振一旦诱发，最好的结果也是飞机结构的永久损伤，稍有不慎就会机毁人亡，几乎没办法像失速或者尾旋那样靠飞行员技巧来挽救。 因此一般都是直接在线性分析结果上增加一个修正，并在结果中留出足够的安全余量。
当然，如果有无限量的钱和时间，也可以把每一种机翼都造出来，堆试飞数据来大力出奇迹。
但显然这个消耗就连美国人也吃不消……
这也是机翼设计普遍偏向保守的原因之一。
而常浩南张口就是要做非线性颤振分析。
虽然之前的线性分析思路就是他提供的，但使用偶极子格网法毕竟是对已经存在的理论进行总结。
非线性分析却非常依赖分析人员的工程经验
总之方振并不觉得常浩南真的在这方面取得什么突破，不过他也不会打击对方的积极性。
“这样也好，你可以试试不同的修正方式，等线性分析结果出来，咱们跟实验结果对照，再把修正因子弄得准一点。”
这一次，常浩南并没有开口回答，只是低下头默默拿起了笔。
作为重生者，他很清楚目前这种靠修正因子的野路子是不可能准确的。
并且，这个年代所有的颤振分析都是把机翼作为一个固定的结构进行整体计算。
但实际上，飞机的机翼上是有诸如襟翼、副翼这类气动控制面的。
它们同样也会对机翼的气动弹性产生影响。
更关键的是，后来的飞机设计师们已经证明，可以通过控制面偏转产生的控制力矩改变飞行器流场内气动载荷的分布，进而破坏原有的自激振荡耦合机制，使整个闭环系统重新趋于稳定。
原理其实非常简单：
飞行器的运动信号通过传感器输入到控制系统，控制系统产生的控制信号又输入到作动器上面引起控制面的偏转，控制面偏转产生的控制力最后回馈到飞行器上面，进而抑制系统的不稳定振动。
所以也叫作颤振主动抑制。
这个思路的最大好处在于，完全无需对机翼设计进行修改，只要升级飞控和传感器就行。
根据后世的经验，把颤振临界速度提高10%左右不成问题。
而他现在要做的，就是把记忆中的这一切给复现出来！
……
时间一分一秒过去，常规的早饭时间过去之后，办公室里又走进来了几个人。
方振简单地进行了一番介绍，不过此时常浩南的思路已经沉浸在桌上铺开的资料中，只是简单地打了个招呼就继续低头在草稿纸上写写算算起来。
因为他发现，资料中提供的机翼设计，潜力远比自己之前想象的更大！
“很有想法碍…”
眼前这个机翼相比于真正安装在新舟60上的那个机翼更轻、展弦比更大并且还带有一个翼梢小翼。
这意味着更低的飞行阻力、更快的飞行速度和更低的油耗。
对于一架准备用于商业运营的客机来说，这就是最核心的竞争力。
当然，作为代价，这样的机翼气动特性更加复杂，设计难度和风险更大，也更容易发生颤振。
或许正是因为这样的原因，在前一世，新舟60最终选择了原来的保守方案。
但是现在，这样的遗憾不会再发生了！
(本章完)