張瑞釗 Chang Reed-Joe

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能量展示館解說 — Capability Exhibition Narrative

This narrative was first delivered by Reed C. on March 30, 2023, to the intelligence officers of the Center for Strategic and International Studies (CSIS). < spoken narrative 1 2 3 4 > <能量展示館解說 1_2_3_4>

研發展示館解說

歡迎詞

各位早安,歡迎來到國防科技研究院航空系統研究所的展覽中心。今天很高興擔任各位的導覽員,向您介紹本所過去數十年來的歷史與成就。

這裡是一幅本所的鳥瞰圖,而我們目前所在的位置就在這裡。正南方、面對我們的是漢翔航空工業股份有限公司的大樓。

創立與起源

本所的前身為「航空研究室(ARL, Aeronautical Research Laboratory)」,成立於1939年,當時正值第二次世界大戰,目的是為了推動國防自主。

這裡展示的是當時航空研究室的組織架構與委員會名單,包括主任與副主任的職位。我們非常榮幸地指出,王副主任曾是波音公司於1916年創立時的首批工程師之一。

1940年代中國大陸時期:飛機製造

1940年代,我們開始製造各類型飛機,包括攔截機、戰鬥機、轟炸機與運輸機。這些飛機大多以木材建造,僅部分標準零件與組件為金屬製。

其中值得一提的是這架無動力運輸機,其創新設計可由單引擎飛機牽引升空,隨後脫離牽引,滑翔至目標地點。

1950年代:遷移至臺灣

隨著政府遷臺,航空研究室亦自中國大陸遷至臺中。這項戰略性遷移,對於在新地緣政治情勢下持續進行研究工作極具關鍵意義。

1950年代,我們開始研發多種火箭,為未來飛彈系統的發展奠定基礎。這一時期不僅是國防能力的提升,也象徵我們對於太空探索的初步涉足。

當時研製的火箭類型包括防空火箭、太空探測火箭,以及其他非攻擊用途的火箭,展現我們對於國防與科學多元發展的承諾。

1970年代:漢翔成立、PL-1 與 T-CH-1 教練機

國防部於1969年成立航空工業發展中心(AIDC)與中山科學研究院(NCSIST),同時航空研究室也遷至現址,並由國防部統籌管理,強化了相關單位在國防研發上的整合與效率。

1970年代,我們研製了初級教練機 PL-1 與中級教練機 T-CH-1,標誌著我國教練機技術的重要進展。

1980年代:XC-2 與 AT-3

1980年代,我們開發出運輸機 XC-2、高級噴射教練機 AT-3,以及其衍生型 XA-3。XC-2 於1979年2月26日完成首次試飛,展現了我國在運輸機領域的重要成果。

緊接著,AT-3 於1980年6月19日首飛,象徵我國在噴射教練機技術上的一大突破。

1980年代:IDF 與 TFE1042 引擎

1983年,漢翔與航空系統研究所整合歸屬於中科院之下,進一步提升組織協同效益與專注於航空科技創新。

漢翔與本所共同啟動了兩項關鍵計畫:國產經國號戰機(IDF)及其配套之渦輪扇發動機(TFE1042),這些計畫對我國航空科技的進步具有里程碑意義。

IDF 與 TFE1042 的研製過程中與美方公司密切合作,展現國際防衛科技協作的成果。1982年,我們派遣工程師至位於德州沃斯堡的通用動力公司辦公室進行 IDF 設計工作,另有一組團隊則赴 ITEC(由 Garrett 與航空所共同成立的合資公司)參與 TFE1042 引擎開發。Garrett 公司於1999年併入霍尼韋爾,2018年又自霍尼韋爾獨立,成為 Garrett Motion Inc.

值得一提的是,1982年10月8日,本所首批12人團隊前往鳳凰城,正式參與 TFE1042 計畫,這是雙方工程合作的重要里程碑。

1980年代:飛機與引擎研發能力

從1980年至1996年,經國號戰機(IDF)與 TFE1042 引擎的成功開發,為我們在過去三十年間於飛機與引擎設計測試方面奠定了堅實基礎。所具備的能力包括:

• 先進的模擬系統用於測試與設計
• 專業的引擎研發測試設施
• 結構設計與分析方法
• 完整的飛機設計能力

這些成就大幅提升了我國在航太工程領域的技術實力,使我們得以以更高精度與效率執行複雜的設計與測試任務。

創新轉型──三大技術之一:(一)模擬系統(1996–2020)

1996年中期,原「航空工業發展中心」(AIDC)經歷重大轉型,正式自航空系統研究所(ASRD)分離。雖保留原縮寫 AIDC,名稱改為「漢翔航空工業股份有限公司」,以呼應其組織方向與任務的重大調整,對應更廣泛的航太產業需求與發展動態。

此後,航空系統研究所獨立隸屬於中山科學研究院,明確劃分雙方的業務與研究方向,使得本所更專注於先進研發任務,展現高度的彈性與技術深化能力。

1990年代起,本所投入於三大關鍵技術之研發:模擬系統、無人機(UAV)、與動力系統。至今已開發逾200套模擬系統,涵蓋空軍、海軍與陸軍等多種平台,包括 F-16、IDF、戰車與直升機等,顯示本所在強化國軍訓練與戰備方面的關鍵角色。

創新轉型──三大技術之(二):無人機技術

本所在無人機技術領域已持續投入超過三十年,研發項目涵蓋:

• 小型無人機「紅雀」

• 中型無人機「瑞雲」

• 大型長航時無人機「騰雲」

近年來更拓展至「劍翔」反輻射滯空彈藥的開發。此種創新武器可於目標區域上空滯留,當偵測到雷達訊號時才啟動攻擊模式,精準鎖定並摧毀目標,展現我國在無人系統與智慧化彈藥領域的重要突破。

創新轉型──三大技術之(三):動力系統

如前所述,我們於1982年啟動了 IDF 所搭載的 TFE1042 渦輪扇發動機研發計畫。

此張照片為1983年雙十國慶活動留影,當時我們邀請了 Garrett 公司工程師共襄盛舉。

在鳳凰城參與開發期間,我們於緊鄰鳳凰城邊界的 Tempe 地區進行發動機測試。值得一提的是,該地區亦為臺積電於2022年12月所設立的第二座廠區所在地。

藉由 TFE1042 計畫的經驗與累積的能力,我們於1990年代中期展開小型渦輪扇發動機的研發,現已應用於雄風飛彈。

經過十年努力,至2008年順利完成該發動機的飛行測試;五年後,於2013年向全國媒體展示並向國人公開成果。

在此基礎上,我們更延伸至反輻射滯空彈藥所需的轉子引擎研發,以及民用微型渦輪發電機的開發,展現本所對於軍用與民用創新技術的持續投入與技術多元化。

2020年以後:邁入新航空時代

我們正邁入嶄新的航空時代。

勇鷹號高級教練機為三十年來首款全新研製的高級噴射教練機,呼應政府國機國造、國艦國造的政策方向,並於蔡總統上任後迅速啟動。

2017年,我們與空軍簽訂協議,正式啟動高級教練機(AJT)計畫。

2020年,勇鷹號完成首飛,象徵我國航太發展的重要里程碑。

目前,漢翔與本所正積極生產此型教練機,以汰換現役老舊之 AT-3 與 F-5E 機隊,滿足國軍訓練需求。

藉由勇鷹計畫,我們同步帶動我國航太產業的整體成長,將此計畫視為軍用需求與產業發展並行的動力引擎。

飛機構型設計(一):通用飛機設計概念

本區介紹飛機設計流程與相關專案管理,由紀博士系統化整理與繪製,提供本所工程人員在進行飛機設計時所依循的通用概念與基礎架構。

飛機構型設計(二):飛機氣動設計

飛機設計首先從整體構型考量開始,由本所氣動設計團隊負責。該團隊依據軍方戰略需求,進行飛機外型構型與性能的設計與分析,確保設計成果能符合實際作戰運用之需求。

飛機構型設計(三):風洞測試

為驗證飛機的氣動性能是否符合任務需求,我們使用縮小比例的飛機模型進行風洞測試。本所設有高速與低速風洞,可支援不同階段的測試需求。其中,高速風洞最高可產生達 4.5 馬赫的氣流速度。此外,我們也運用水洞進行測試,以低速流體模擬特定區域的流場變化,協助更細緻地分析氣動特性。

飛機構型設計(四):模型製作

本區展示縮小比例風洞測試模型的製作演進。隨著設計軟體與電腦數值控制(CNC)加工技術的進步,模型的製作時間已大幅縮短至六個月內,顯著提升測試與研發的效率。

飛機構型設計(五):經國號構型演進

本展板展示經國號戰機(IDF)設計階段期間的構型演進。IDF 的構型設計靈感來自洛克希德 F-104 星式戰機與諾斯羅普 F-5E 虎 II,體現我們以創新取勝的策略思維。這種嶄新的創新模式在最終定型 IDF 構型的過程中發揮關鍵作用,展現我們以策略與創意推動航太設計進步的承諾。

材料與結構設計(一):材料與設計工具的演進

本所材料與結構設計團隊負責飛機與動力系統的材料與結構設計。材料從早期的木材與鋁,逐步演進至現今的鈦合金、碳纖維與複合材料,標誌著航太工程的重大技術躍進。設計工具方面,從手繪設計進展至電腦輔助設計(CAD),再至現今的協同與同步工程技術,反映設計方法的跨時代發展。

材料與結構設計(二):結構設計能力

近數十年來,本所持續發展並優化金屬、複合材料與塑料等航空用材料的測試與分析技術,展現我們在航太材料科學領域中的創新實力與技術深度。

材料與結構設計(三):材料分析與性能測試

我們亦建置了完整的材料力學性能、化學與物理性質資料庫。這些資料庫不僅用於戰機研發,也已廣泛應用於各產業領域,展現我們將科學研究轉化為實用技術的能力。

材料與結構設計(四):結構分析能力

本所使用商用航空分析軟體進行完整的分析作業,包括整體飛機載重分析、機翼載重分析,以及無人機引擎動態分析等,協助我們精準掌握與優化設計的性能與可靠性。

材料與結構設計(五):整機結構測試

此區展示 AT-3 教練機之全機疲勞測試,用以評估機體壽命與後續維修需求。此外亦包含全機靜態載重測試,用於首飛前驗證機體結構強度並校準模擬分析模型,這些測試對於保障飛機在各種操作條件下的安全與耐久性至關重要。

動力系統(一):氣動分析

本所在參與經國號戰機之 TFE1042 渦輪扇發動機開發計畫過程中,奠定了引擎設計能力基礎。這包括引擎整體性能分析與內部零組件之氣動分析,展現我們於動力系統設計上的技術實力與創新思維。

動力系統(二):引擎設計

小型渦輪扇發動機主要應用於雄風飛彈系統,其設計由五大模組構成:風扇、低壓軸承、高壓渦輪、低壓渦輪與尾管模組,另搭配七項附件系統,詳如圖示。此模組化設計有助於後續維修與升級,確保引擎的適應性與壽命。

動力系統(三):引擎發展測試設施(EDTF)

我們與 Garrett 發動機公司共同進行 TFE1042 渦輪扇引擎開發計畫,展現我們追求航太科技卓越與創新的決心。為支援引擎與零組件之相關測試,我們建置了引擎發展測試設施(EDTF),可進行多項測試,包括海平面引擎測試、高空模擬測試、風扇測試與低壓渦輪測試,為我們在引擎可靠性與性能驗證方面提供了強大支援。

動力系統(四):小型渦輪扇發動機的成功

我們深知「失敗為成功之母」,因此也重視創新過程中所遭遇的挫折。正是透過這些經驗,我們才能不斷精進設計與流程。歷經十年努力,我們終於在2008年成功完成小型渦輪扇發動機的飛行測試,並於2014年正式對媒體與民眾公開這項應用於雄風飛彈的小型發動機研發成果,這是本所在動力系統研發歷程中的一大里程碑。

控制與航電系統(一):航電系統構型圖

本區介紹飛機的航電系統、電力系統與飛控系統。引擎是飛機的「心臟」,而控制系統則是「大腦」,協調飛機的整體運作。機體部分由漢翔負責製造,我們則負責其心臟與大腦的整合與功能實現。為達成國防自主的目標,我們與漢翔攜手合作,共同生產新一代高級教練機──勇鷹號,展現雙方在此戰略任務上的協同努力。

控制與航電系統(二):航電系統演進

本區展示航電系統的發展歷程,其進步隨著飛機速度性能的提升而大幅推進。現代飛機已採用主要飛行顯示器(PFD)來呈現飛行資訊,顯著提升了飛行員操作介面、安全性與作業效率。

控制與航電系統(三):飛控系統演進

飛機控制系統已從傳統的機械操控演進至現今先進的電傳操控(Fly-by-wire)系統。這項演進是飛機設計上的根本變革,提供更高的反應靈敏度、安全性與操控穩定性。

控制與航電系統(四):飛機儀表

本展區呈現傳統儀表與數位儀表的明顯差異。數位化儀表革新了駕駛艙設計,不僅提供更即時與準確的資訊,也使操作介面更直觀,大幅提升了飛行作業與導航效能。

互動體驗展區

除了軍用模擬器的研發外,我們也將模擬系統技術應用於民間產業。

此區設有多項互動展品,提供來賓親身體驗的機會,包括為臺灣鐵路管理局(台鐵)所設計的虛擬實境(VR)模擬系統、六軸動態平台與砲塔模擬器。

在這裡,您將會遇見 Rickey,他將協助您操作模擬設備,幫助您獲得更佳的體驗。
我們希望您能在這些互動展示中收穫樂趣與啟發。

研發成果

除了模擬系統,我們在研發領域的主要成果還包括動力系統與無人機系統。此區展示的是動力系統中的三項產品:

這是雄風飛彈所用的小型渦輪扇發動機的實體比例展示品;這具轉子引擎應用於反輻射無人機;而這台微型燃氣渦輪發電機則是我們與能源局合作研發,使用沼氣推動,展現綠能科技的應用成果。

在無人機系統方面,我們開發了小型紅雀無人機、中型戰術無人機瑞雲、中高空長航時(MALE)無人機騰雲,以及反輻射無人機劍翔。最後,這架勇鷹號高級教練機正是我國「國機國造」政策下的首項成果。

本次能力展中心導覽至此結束,感謝您的蒞臨與聆聽,認識我們的發展歷程與成就。希望您從本次展覽中有所收穫,也期待它能為您帶來啟發。祝您有美好的一天,旅途平安!

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This entry was posted on 2025 年 06 月 21 日 by in 未分類.

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