先進直升機總體設計革新 

1.技術(shù)革新 

傳統(tǒng)的直升機總體設計是指從概念設計階段到初步設計階段進行方案設計的全過程，這一過程以用戶對直升機的需求為中心，通過繼承與創(chuàng)新、綜合與協(xié)調(diào)、反復迭代與逐次逼近，最終得到最優(yōu)的新機總體方案。 

如前所述，目前“提高作戰(zhàn)效能、降低研制成本、縮短研制周期以及加強直升機安全性、可靠性、經(jīng)濟性、舒適性、環(huán)保性和適用性”已經(jīng)成為用戶對先進直升機的需求。圍繞這一中心，必須從設計理念與模式、設計技術(shù)與方法上對總體設計進行根本性的轉(zhuǎn)變與革新。 

首先，從設計理念與模式上，必須完成從傳統(tǒng)的“面向性能設計”到現(xiàn)代的“可負擔性和質(zhì)量設計”的轉(zhuǎn)變，即從追求少數(shù)重要飛行性能發(fā)展到追求系統(tǒng)綜合使用效能，從單純追求性能發(fā)展到考慮全壽命周期費用，從采用串行設計模式發(fā)展到采用并行設計模式。也就是說先進直升機的總體設計要素從僅考慮氣動、動力和重量等工程學科的一維度，轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒐こ虒W科以外的飛行力學、結(jié)構(gòu)動力學、隱身性以及“六性”等學科考慮在內(nèi)的多維度。 

其次，從設計技術(shù)與方法上，必須完成從傳統(tǒng)的單目標優(yōu)化到多目標優(yōu)化、多學科優(yōu)化的跨越。NASA Langley 研究中心對直升機旋翼槳葉多學科優(yōu)化涉及進行了大量的研究，結(jié)果表明通過考慮多個學科之間的耦合，可以提高旋翼的綜合性能。推而廣之，直升機總體設計涉及到空氣動力學、飛行力學、動力學、結(jié)構(gòu)強度、經(jīng)濟性等多個學科，這些學科之間存在著相互耦合關(guān)系，通過綜合權(quán)衡與優(yōu)化，必定能夠獲得全局最優(yōu)的直升機總體設計方案。 

此外，為了將所有的設計理念與模式、設計技術(shù)與方法轉(zhuǎn)變的成果轉(zhuǎn)化為價值，先進直升機總體設計的終點從傳統(tǒng)的“最優(yōu)的新機總體方案”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾M足用戶需求的直升機產(chǎn)品”。 

這三大轉(zhuǎn)變成就了直升機總體設計技術(shù)的革新，也造就了先進直升機總體設計的三大特點，即豐富的內(nèi)涵、廣闊的外延與全方位的維度。而將技術(shù)革新付諸實施必須將直升機技術(shù)與當前快速發(fā)展的數(shù)字化和信息化技術(shù)有機結(jié)合起來。 

實際上，早在20世紀70年代初就有人建議在直升機設計中應用總體綜合設計技術(shù)，即把多學科綜合設計優(yōu)化方法應用到直升機的設計中去。但直到20世紀80年代才認識到這種方法的重要性，其主要原因是直升機設計問題復雜并且缺乏可靠的分析工具。 

隨著數(shù)字化設計技術(shù)與優(yōu)化設計方法的快速發(fā)展，出現(xiàn)了專門的直升機總體綜合設計軟件系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)搭建了實用的直升機總體綜合設計評估平臺，先進直升機總體設計技術(shù)革新初見成效。 

先進的綜合設計評估平臺涵蓋需求、參數(shù)、氣動、重量、人機工程、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)、振動、噪聲、壽命、“六性”、經(jīng)濟性、時效性、風險性與效能等要素，將總體設計的內(nèi)涵從傳統(tǒng)的單向設計拓展到設計評估一體化的閉環(huán)優(yōu)化，將其外延從傳統(tǒng)的概念設計、初步設計與方案設計拓展到全壽命周期，將其維度從單一的工程學科拓展到多領(lǐng)域、多學科在內(nèi)的全方位。具體地講： 

（1）需求是指全壽命需求管理； 

（2）參數(shù)是指總體參數(shù)選擇與優(yōu)化設計； 

（3）氣動包括氣動外形、氣動性能、氣動載荷、氣動噪聲、飛行品質(zhì)以及氣動隱身一體化； 

（4）重量是指直升機重量重心控制； 

（5）人機工程是人機界面與接口控制； 

（6）結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)強度設計以及各系統(tǒng)的設計與開發(fā)；