缩比技术验证机T1之飞控特别介绍

在PANTALA Concept H的缩比技术验证机T1的设计之初，研发工程团队从以下三个目标维度出发：1. 突破传统飞机布局配置；2. 从顶层设计满足整机控制的安全性和取证需求；3. 增加整机设计容错性；并参考了团队在国内外大型商业航空项目中获取的经验；将T1定义为一架控制配置、软件定义的飞行器。飞行控制承担了定义、配置飞机架构设计的角色。

为了尽量让T1 拥有与全尺寸PANTALA Concept H相同的结构，以验证该飞行器最为突出的设计特点，我们在控制软件中做了一些特殊的设计，如通过偏转副翼直接控制纵向速度的机动，与电机姿态控制紧密相结合。在倾转涵道风扇机翼构型的飞行器上对这些技术的应用是民用航空全球首例，突破了传统飞机布局的配置。

T1飞控设计的目标就是为PANTALA Concept H未来的适航取证所服务，满足城市空中载人的安全需求。T1的飞控软件设计是基于可认证的控制软件，其中包含的细节执行方法，通常只在认证程序的软件上采用。

磐拓自研的控制软件的核心是一个双环结构：横向和纵向的速度指令外环，以及控制俯仰和滚转角内环。这种结构本身具有俯仰和滚转两轴的包线保护功能，满足控制安全和可认证需求。例如，当飞行器接收到过高的加速度指令，导致其进入不安全的姿态角度时，软件能够自动将飞机限制在一个安全角度以内，避免了人为因素造成的安全隐患。

我们的架构、方法和执行细节相比大型商业飞机是简单的，但相比同一量级的飞行器具有更高的复杂性和设计难度，它纳入了处理该体量飞机必有的复杂结构模态的功能，避免气动伺服弹性耦合；限制了飞机的负载包线；并能够对抗项目中出现的不可避免的不确定性，保障试飞进度。

FBW（Fly By Wire）建立在传统商业航空几十年积累和完善的控制实现方法基础之上。它除了实现飞行稳定，增强产品竞争力之外，在整体项目开发效率上带来的优势也是显而易见的。它将整机设计中结构和硬件的迭代转变为软件的迭代，极大地缩短了产品设计的迭代周期。

结合我们整体构建的基于仿真模型与商业视景系统的仿真验证测试平台，按照我们在仿真和实施层面统一定义的接口控制表，通过脚本实现自动模型集成和远程算法刷新，在一小时内完成在T1的部署和上机初步自检测试，开展试飞。在平台完善后，从整体飞控开发到第一次试飞成功仅花费了三周时间，之后飞控的功能以周为单位快速地迭代优化。基于T1的开发平台，按照目前的开发形式和方法，我们可以做到在相对较短的时间内实现新的功能突破。

下一阶段，我们将继续完成T1的飞行包线拓展任务。在这个过程中，飞控软件设计会继续尽可能地按照可取证的构架进行开发；同时，它也将承担起保护T1在包线拓展试飞过程中的安全。这意味着我们的软件还将囊括多种适航取证需要的功能，如高攻角保护、机动与阵风载荷减缓、多余度构架管理、电能估算与飞行管理、飞行员侧杆配置等。这些功能在T1上的成功实施，标志着控制配置与软件定义的飞行器的成功，也将为PANTALA Concept H的成功保驾护航。