據aerospacetestinginternational網站2021年1月18日刊文，澳大利亞皇家空軍（RAAF）的「鷹」Mk.127教練機已完成全尺寸疲勞試驗（FSFT），該試驗由澳大利亞國防科學技術集團（DST）、BAE系統公司和澳大利亞國防適航局合作開展，試驗計劃於2006年2月啟動，2020年6月5日正式結束，歷時14年。試驗地點為位於澳大利亞墨爾本漁人灣（Fishermans Bend）的國防科學技術集團，疲勞試驗時長達到50000個飛行小時，相當於「鷹」Mk.127教練機的5個完整壽命周期。
「鷹」Mk.127教練機的全尺寸疲勞試驗計劃是根據澳大利亞皇家空軍的預計作戰需求制定的，試驗樣機的機體結構被施加了實際作戰使用環境中可能承受的全部載荷。另據BAE系統公司透露，50000飛行小時是目前全球現役「鷹」教練機服役壽命許可的5倍。
1、澳大利亞皇家空軍的需求
2000年，首批33架「鷹」Mk.127教練機進入澳大利亞皇家空軍服役，結構試驗樣機也是合同約定的交付物。合同中規定了全尺寸疲勞試驗計劃，作為BAE 系統公司、澳大利亞國防科學技術集團和國防航空安全局航空工程部（DAVENG-DASA）之間的一項商業協議。
雖然BAE系統公司擁有「鷹」系列早期型號的大量疲勞試驗數據，但專為澳大利亞研製的「鷹」Mk.127在幾個關鍵參數上有所不同，例如：機身長度增加了60釐米（23.6英寸），重量增加20%，再加上澳大利亞皇家空軍特殊的飛行剖面，導致有必要進行新的全尺寸疲勞試驗。
為完成全尺寸疲勞試驗，澳大利亞政府在採購預算內撥款1170萬澳元，國防科學技術集團建造了H. A. Wills結構與材料測試中心（H. A. Wills是澳大利亞飛機疲勞試驗的先驅者），測試中心於2004年8月正式落成。
BAE系統公司介紹，「鷹」Mk.127教練機供應合同包含技術轉讓，全尺寸疲勞試驗和位於DST的試驗設施都是技術轉讓的一部分。
由於目標是為服役中的「鷹」Mk.127教練機提供10000個飛行小時運營許可範圍內的疲勞載荷譜，因此，必須對機體結構進行50000飛行小時的疲勞試驗，以確保所有監測結構和非監測結構均獲得充分試驗，且試驗結果不會隨著時間改變。
2、疲勞試驗概述
2006年2月，全尺寸疲勞試驗啟動之初，由於「鷹」Mk.127獲得了3000個小時的作戰使用臨時許可，儘管最終目標是驗證10000小時的完整壽命，但首先是為3000個小時進行試驗等效性分析。
根據全尺寸疲勞試驗合作合同，DST代表BAE 系統公司負責執行試驗程序。作為主承包商，BAE 系統公司負責試驗臺的設計、試驗載荷和載荷譜的開發、審查計劃執行過程中的所有檢測項和試驗信息，並制定進一步的措施。
BAE系統公司還負責分析並分析試驗中出現的問題，以及為RAAF現役的「鷹」Mk.127教練機機隊制定後續建議，此外，還負責試驗樣機的維修設計，提供試驗許可數據，以及和DAVENG-DASA共同主持聯合技術評審會議（JTRM）。
DST負責日常試驗程序運行，以及按BAE系統公司的指示完成試驗樣機的計劃內和計劃外檢查，其他職責包括記錄試驗程序中的所有數據以及執行BAE 系統公司要求的維修。
DAVENG-DASA代表澳大利亞軍事適航當局，提供了關鍵測試文檔、試驗樣機和服役機隊行動的授權，並與BAE系統公司共同擔任JTRM主席。
試驗樣機由BAE系統公司位於英國的Brough工廠製造，並於2003年5月運送到澳大利亞。試驗樣機是第25架「鷹」Mk.127，出廠前安裝了326個應變計，到達DST的試驗中心之後又加裝了另外259個傳感器，還裝有符合生產標準的擋風玻璃和駕駛艙蓋，以允許施加駕駛艙增壓載荷。試驗樣機是符合生產標準的、具有機翼和尾翼結構的「鷹」Mk.127完整機身。
3、測試方法
試驗樣機安裝在H. A. Wills結構與材料測試中心的專用試驗設備中，試驗設備能維持穩定的試驗環境，並提供足夠的液壓油和壓縮空氣。試驗控制室內裝有控制系統，可以清晰地看到試驗過程。
部分飛機結構件可使用等效替代方法進行試驗，還對部分結構件進行簡化，用於引入載荷而無需對它本身進行力學分析。按照慣例，測試中會忽略所有非結構性的零部件。
BAE系統公司透露，首先將試驗樣機安裝在試驗臺上，僅在駕駛艙的後部固定支撐，以應對垂直和橫向載荷，通過虛擬發動機來應對垂直、橫向載荷及阻力。試驗過程中，對試驗樣機施加各種載荷工況，包括氣動載荷和慣性載荷，但不包括發動機載荷，虛擬發動機上的反作用力代表發動機載荷，駕駛艙後部的反作用力為零。
試驗通過83個液壓千斤頂將載荷施加到試驗機體上，每個液壓千斤頂均裝有洩壓閥以防止過載，使用壓縮空氣系統模擬駕駛艙增壓載荷和油箱壓力。所有加載裝置均由同一個電子控制系統控制，包括83個液壓千斤頂、6個獨立的氣壓系統和1個襟翼驅動器控制系統。
襟翼控制系統的測試較為特殊，儘管試驗樣機的襟翼不是真實的，但控制系統的功能是完備的，能夠在機身運動50°的狀態下控制襟翼循環收放。
安全功能是控制系統不可或缺的一部分，以保護試驗樣機避免意外過載。如果系統檢測到任何異常情況，例如迴路中的壓力下降，就會緩慢地消除負載並停止試驗。控制系統還配有應急電源，即使在突然斷電的情況下，仍能夠以受控的方式停止試驗。
仿真和建模在試驗過程中發揮了重要作用，完整的飛機有限元模型可用於開發試驗載荷並分析試驗結果，實體有限元建模也可用於輔助分析。
4、結果與結論
（1）「鷹」Mk.127教練機完成了長達50000飛行小時的全尺寸疲勞試驗，幫助澳大利亞皇家空軍的「鷹」Mk.127教練機獲得必要的運營許可。但BAE系統公司沒有透露全尺寸疲勞試驗過程中發現的具體問題，以及對在役機隊的潛在影響。
（2）BAE系統公司和澳大利亞國防適航局共同主持年度聯合技術審查會，審查試驗進度和試驗中的重大發現及其潛在影響。
（3）全尺寸疲勞試驗的結果和數據除了與澳大利亞皇家空軍共享外，還將支持全球所有「鷹」教練機運營商的結構完整性檢查。
（4）試驗結果表明，「鷹」Mk.127具有足夠的剩餘疲勞壽命，以確保澳大利亞皇家空軍的機隊能夠服役到2040年代後期。
本期責編：王妍
中國航空工業發展研究中心
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