南航與中國(guó)商飛聯(lián)合研發(fā)“報(bào)信者”系統(tǒng)
本報(bào)訊 9月15日,在上?!?017年全國(guó)雙創(chuàng)周”上,中國(guó)商飛公司在主會(huì)場(chǎng)主題展中除了展出C919模型、遠(yuǎn)程寬體客機(jī)模型之外,由南京航空航天大學(xué)和中國(guó)商飛美國(guó)有限公司聯(lián)合研發(fā)的“報(bào)信者”系統(tǒng)也吸引了眾多參觀者的目光。
眾所周知,調(diào)查一場(chǎng)飛機(jī)事故往往要第一時(shí)間找到“黑匣子”。這個(gè)設(shè)備包括了飛行數(shù)據(jù)記錄儀和駕駛艙語(yǔ)音記錄儀,可記錄飛機(jī)飛行過(guò)程中的語(yǔ)音對(duì)話(huà)以及各項(xiàng)飛行數(shù)據(jù)等信息,用于不斷提高飛機(jī)性能和飛行安全,及時(shí)進(jìn)行故障判斷和改進(jìn),以及事故分析。而在一些越洋飛行空難中,黑匣子會(huì)隨飛機(jī)殘骸沉入深海,無(wú)法打撈。1970年至2009年間發(fā)生的36起大型民用航空器公海墜毀的事故中,有9起無(wú)法找到黑匣子。2009年6月1日,法航447班機(jī)從巴西飛往法國(guó)途中墜入大海,機(jī)上人員全部遇難。而2年后才找到沉入海底的黑匣子,事故真相才大白于天下。
真正對(duì)傳統(tǒng)黑匣子引起關(guān)注的是2014年3月的馬航370航班失聯(lián),失聯(lián)也成為當(dāng)年的熱詞。在長(zhǎng)達(dá)近3年、一千多天的搜救中,據(jù)馬來(lái)西亞總理納吉布公布的數(shù)據(jù),共有26個(gè)國(guó)家參與救援和搜索,可以說(shuō)國(guó)際救援力量在南中國(guó)海到印度洋的廣闊范圍內(nèi)進(jìn)行了迄今為止航空史上最大范圍的救援和搜索。
“當(dāng)馬航370航班失聯(lián)后,航空救援被全球關(guān)注。為此,我們就開(kāi)始著手研究如何利用我們高空救生這一南航特色專(zhuān)業(yè)的研究成果研發(fā)一種新的救生裝備和系統(tǒng),讓越洋飛行不再失聯(lián)。為此,我們將人機(jī)環(huán)境工程中高空救生相關(guān)技術(shù),如彈射技術(shù)、降落傘緩降技術(shù)、圖像追蹤技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用到黑匣子中。我們和中國(guó)商飛美國(guó)有限公司聯(lián)合研發(fā)了 ‘報(bào)信者’系統(tǒng)。這是商飛美國(guó)公司第一個(gè)項(xiàng)目,也吸引了波音、空客以及霍尼韋爾等國(guó)際大公司的高度重視。我們都覺(jué)得,作為航空人有責(zé)任為提升民用航空運(yùn)輸安全努力?!蔽倚:娇沼詈綄W(xué)院孫建紅教授向記者介紹“報(bào)信者”系統(tǒng)的研發(fā)情況。
事實(shí)上,對(duì)于該系統(tǒng)的研發(fā)工作從2014年9月起便開(kāi)始了,這是一款由南京航空航天大學(xué)與中國(guó)商飛美國(guó)有限公司聯(lián)合研發(fā)的先進(jìn)的搜尋更快捷的可彈射式飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng),并將其命名為“報(bào)信者”。
“馬航370失聯(lián)后,業(yè)界就有質(zhì)疑,在航空航天技術(shù)如此發(fā)達(dá)的今天,為什么找一架大型飛機(jī)還這么困難?作為航空人,我們更加深切地感覺(jué)到,研發(fā)一款技術(shù)更先進(jìn)、功能更全面、搜尋更快捷的飛行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/彈射設(shè)備,對(duì)航空運(yùn)輸安全和乘客生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義?!痹诮邮堋洞箫w機(jī)報(bào)》記者采訪時(shí),中國(guó)商飛美國(guó)有限公司總經(jīng)理葉偉如是說(shuō)。
自2014年12月起,孫建紅教授帶領(lǐng)著一支由教授、博士、碩士組成,共20多人的團(tuán)隊(duì),全面投入到“報(bào)信者”的研發(fā)、試驗(yàn)工作中。南航團(tuán)隊(duì)按照力學(xué)、結(jié)構(gòu)、救生、可靠性等專(zhuān)業(yè)方向分成4個(gè)小組,先后完成了技術(shù)可行性論證、原理樣機(jī)研制、數(shù)字仿真和飛行驗(yàn)證等一系列工作。其中,僅是其中緩降設(shè)備的地面試驗(yàn)就達(dá)100多次。
據(jù)悉,“報(bào)信者”主要由智能快速分離、拖曳式圖像追蹤、充氣緩降、數(shù)據(jù)傳輸及定位等4個(gè)主要系統(tǒng)組成。當(dāng)飛機(jī)墜毀或即將墜毀時(shí),存儲(chǔ)有傳統(tǒng)黑匣子數(shù)據(jù)的“報(bào)信者”將自動(dòng)從飛機(jī)后部彈出機(jī)體,利用拖曳系統(tǒng)跟蹤拍攝,依靠降落傘緩降入水,利用氣囊漂浮在海面上,避免了無(wú)法定位的風(fēng)險(xiǎn),大大提高被檢測(cè)定位的概率,有助于快速找到飛機(jī),并及時(shí)救援,大幅度降低空難損失。同時(shí),“報(bào)信者”系統(tǒng)可以直接向衛(wèi)星和搜尋飛機(jī)發(fā)射求救信號(hào),并可及時(shí)上傳飛行數(shù)據(jù),有助于快速分析空難原因。而和傳統(tǒng)黑匣子相比,“報(bào)信者”在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、傳輸即時(shí)性、搜尋便捷性、系統(tǒng)重量等方面實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,有了“報(bào)信者”,越洋飛行將不再失聯(lián),搜索人員也不必像現(xiàn)在這樣 “海底撈針”地尋找黑匣子。
“報(bào)信者”的最初設(shè)計(jì)思想來(lái)源于南航十幾年在航空救生技術(shù)的教學(xué)研究,包括彈射技術(shù)、傘降、氣囊等,原理樣機(jī)研制以及空中全過(guò)程試飛驗(yàn)證工作都在南航完成。
目前,“報(bào)信者”一期研發(fā)已完成,并已獲得2項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利。二期設(shè)計(jì)以工程產(chǎn)品為目標(biāo),進(jìn)入了工程設(shè)計(jì)階段,從原理性設(shè)計(jì)走向了業(yè)界。從2014年啟動(dòng)到2015年3月獲得美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利許可,再到2017年獲得2項(xiàng)美國(guó)授權(quán)專(zhuān)利,同時(shí)相繼在美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)和歐洲航空安全局(EASA)補(bǔ)充型號(hào)合格證(STC)正式立項(xiàng),“報(bào)信者”的研發(fā)之路已整整走過(guò)3年。雖然“報(bào)信者”真正應(yīng)用到客機(jī)上,還有一段路要走,但這是中國(guó)民用航空產(chǎn)業(yè)首次以系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品向FAA、EASA申請(qǐng)適航認(rèn)證,并將參與相關(guān)適航條款、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。