三大创新攻克国产客机高高原运行与验证难题

2024-01-30 15:19:29 来源：科技日报

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1月24日，国产客机ARJ21在我国最西端的机场，也是新疆海拔最高民用机场——海拔3258米的塔尔库什干机场完成高高原机场运行试飞。此次客机实地试飞，充分验证了我国高高原航空运行技术的有效性与突破性，为未来开辟更多高高原航线奠定了坚实基础。

高高原机场是指海拔高度在2438米（8000英尺）及以上的机场。我国是拥有高高原机场最多的民航大国，数量占全球的50%以上，全球海拔最高的6个高高原机场均在我国境内。与普通机场相比，高高原机场存在海拔高、气象杂、验证难等难题，运行环境恶劣、安全裕度低，提升国产客机高高原运行能力面临巨大挑战。

因无相关研制需求，欧美制造商没有相关高高原运行和验证技术，国内航司只能依靠实践经验和保守运行满足高高原运行安全要求。特殊场景验证难、地理环境构建难、特情试飞风险大、特情场景难复现，成了高高原运行的一道道坎。

基于此，中国南方航空集团、中国商用飞机有限责任公司、腾讯公司及中国民航飞行学院、中国民航科学技术研究院等单位共同发起“国产客机高高原运营与验证关键技术及应用”项目，突破起降能力受限、环境预测局限、验证场景有限等困难，攻克国产客机高高原运行关键技术，填补技术体系空白，并在高高原运行能力、装备与运行技术体系和复杂场景预测与构建技术方面实现了三大技术创新。

据介绍，该项目首次突破了国产客机高高原运行能力提升关键技术，可实现在机组操纵负荷降低50%的同时，起飞升力提高2.2%，起飞距离缩短167米。国内首创的结冰高效能保护机制，也降低了客机起降和进场的难度。

该项目构建了高高原人—机—环综合验证装备和运行技术体系，为国际高高原运行标准提供了中国样板。首台自主可控的全动模拟机和模拟机专用操作系统，不仅使机型构建效率提升1.5倍，还实现了重大事故和空难调查自主可控。项目团队还以此为基础构建了中国特色高高原运行标准和训练体系。

在国际范围内，该项目首创了高高原复杂场景预测与构建技术。其中实时飞行颠簸预测系统能有效应对气流紊变、事故多发的问题。飞行数据建模和反向驱动验证技术也攻克了飞行颠簸、近地警告特情复现的难题。项目发明了高等级飞行模拟机专用视景引擎，可解决飞机近地警告地形可视化等难题。

其中，项目关键技术突破之一的高等级飞行模拟机专用视景，由中国南方航空集团与腾讯公司基于自研游戏引擎联合研发。该视景系统在渲染管线、程式化生成工具、高分辨率视景投影等关键技术方面均取得重要突破，实现了对复杂地形环境的可视化。

“国产客机高高原运营与验证关键技术及应用”项目经由8位院士组成的专家团队评估，被认为“整体技术达到国际先进水平，部分国际领先”。项目近三年直接创造经济效益达57亿元。