为何在首飞前刻意 “摇晃” 全新 A350F ?

空客已完成 A350F 货机的地面振动测试,这是该机首飞前取证试验中的关键环节。

配图:A350F 振动测试现场|图片来源:空客

空客 A350F 已经完成首飞道路上的一项重要里程碑:工程师刻意对整机施加振动,以此精准掌握飞机在空中的实际表现。

地面振动测试(GVT)是取证强制试验项目,用于在试飞前验证飞机的结构动力学特性。

近期,空客在图卢兹完成了 A350F 测试机 MSN700 的该项测试,确认这台货机的气动弹性特性与设计阶段所使用的数字模型保持一致。

工程师为何故意让飞机产生振动

地面振动测试用来测量飞机对外力的响应,识别各类振动模态,也就是机身不同部位发生形变、振荡所对应的特定频率。

测试过程中,空客工程师在机身、机翼、尾翼布设数百个加速度传感器。液压激振设备输出可控振动,高灵敏度仪器记录飞机的反馈响应。

配图:空客 A350F 振动测试|图片来源:空客

空客气动弹性测试专家法比安・艾梅解释道:

“测试开展时,飞机会通过各操纵面,在不同频带执行正弦扫频,实现对机体的‘激励’。此外,部分激振器分别安装在翼尖、后机身锥段(19.1 舱段)以及发动机位置,以此实现多类型激励工况。”

配图:空客 A350F 振动测试数据|图片来源:空客

振动试验采集的数据,可供工程师校验飞机气动弹性数学模型,规避各类意外结构响应,防止飞机进入飞行包线后发生颤振等危险现象。

A350F 首飞前的关键一环

和 A350F 此前完成的众多功能测试不同,地面振动测试重点考察整机作为完整结构体的综合表现。

配图:空客 A350F 振动测试|图片来源:空客

该项目的前两架试飞飞机 MSN700、MSN701,已经历经数月大规模系统测试,项目包括:

  • 货运装载系统验证
  • 主甲板货舱门测试
  • 排水与环境控制系统测试
  • 座舱增压试验
  • 111 吨载荷下最大商载测试
  • 防机尾下俯保护系统校验

地面振动测试衔接地面各项评估与试飞启动阶段,确认飞机结构响应与空客的仿真预测相符。

地面振动测试如何支撑 A350F 取证

本次测试所得结果,将用于优化飞控律,确立飞机放飞所需的各项安全裕度。

配图:空客 A350F 振动测试|图片来源:空客

艾梅表示:“通过在地面完成结构动力学验证,地面振动测试团队保障 A350F 未来升空之时,其整套设计,尤其是气动弹性模型,已经经过充分测试、测量与量化,具备充分可靠性。”

配图:空客 A350F 振动测试传感器布设|图片来源:空客

后续试飞阶段,工程师会把真实飞行数据和地面振动测试结果做比对,确认飞机在全飞行包线内表现符合预期。该环节是获得欧盟航空安全局(EASA)及其他监管机构型号合格证的关键。

A350F:新一代货机

A350F 是空客数十年来首款全新研发的宽体货机,基于 A350‑1000 平台开发。

该机最大商载 111 吨,航程约 4700 海里;整机重量占比 70% 以上采用先进复合材料,燃油效率优于上一代货机。空客称,该机也满足 2027 年即将生效的国际民航组织二氧化碳排放标准。

项目正推进首飞节点,计划 2027 年投入商业运营,将与波音即将推出的 777‑8 货机形成直接竞争。

文/李建萍

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