飞行力学和飞行控制试飞技术

为了适应高增益,全权限数字电传操纵系统飞行试验的需要,利用已研制成功的多台地面飞行模拟器和ＢＷ－１纵向,ＩＦＳＴＡ三自由度空中飞行模拟试验机,模型自由飞研究以及具有现代先进水平的机载数据采集记录和地面实时监控系统等设备和技术手段,进行了电传飞机的飞行品质和飞控稳定性等问题的研究,包括试飞输入设计,电传飞机飞行品质,电传飞控系统稳定裕度等。最后,提出了对下一代飞机飞行力学和飞行控制方面需要研究的试飞     

基于能力验证的武装直升机飞行品质试飞设计与评估

依据作战任务和使用要求进行基于能力验证的试飞设计与评估是适应新的军事变革背景下航空武器装备试验工作转型的重要方向。为了探索基于能力的航空装备试验鉴定模式,以某型武装直升机为研究对象,根据其作战使命任务要求和作战能力,开展试飞设计、试飞结果分析及飞行品质等级评定等研究,提出基于作战能力验证的武装直升机飞行品质试飞设计思路和方法,并给出有效的试飞结果评估方式。所获得的试飞结果真实体现了武装直升机贴地突防和机动规避等能力,该试飞设计思路和试飞方法可以指导后续军用直升机的试飞设计工作。     

遥控驾驶无人机时间延迟与飞行品质分析

时间延迟是影响遥控驾驶无人机飞行品质的一个重要因素,在有人驾驶飞机飞行品质标准中,存在有效时间延迟和等效时间延迟两种概念以及相应的评估指标。对比有人驾驶飞机时间延迟的概念,分析了无人机时间延迟的组成,从飞行品质的角度出发给出了无人机时间延迟的定义和测量方法。利用飞行试验的手段,在遥控操纵模式下进行了典型试飞任务的试验,并基于试飞数据和试飞员评价,初步给出了时间延迟的试飞评估方法。     

飞翼气动布局飞机纵向短周期等效系统参数辨识技术研究

飞翼布局飞机由于其特殊布局形式,飞控系统设计通常采用高增益大阻尼控制增稳方法,同时飞翼布局飞机的操纵面操纵效率非线性显著,涉及多操纵面组合控制以及控制分配,因此,采用常规的杆力或杆位移作为输入指令,多数情况下无法顺利地激励出理想的纵向短周期模态。本文采用迎角指令跟踪法研究飞翼布局飞机的纵向短周期品质,利用Simulink进行创新操纵面布局飞机的闭环仿真系统建模与验证,并通过小型飞翼布局无人机进行飞行试验评估。结果表明,该方法用于飞翼布局飞机纵向短周期品质试飞时,易于激励出其纵向短周期模态,并可实现飞机精确控制。     

军用运输机空中应急离机试飞验证方法探讨

从技术上探讨了军用运输机空中应急离机试飞验证方面的有关问题。首先简要叙述了当前运输类飞机乘员逃生的现状和存在的问题，以及某型机应急离机系统试飞验证的必要性和国内外技术发展现状，并简要介绍了俄罗斯飞行试验研究院有关民机试飞应急离机安全要求。最后着重对某型机应急离机系统试飞验证的方法、技术难点进行了研究探讨。     

固定式空中受油插头装置振动分析

飞机采用固定式空中受油装置后,可能引起飞机飞行过程中的振动,严重时危及飞机的飞行安全。本文通过受油装置固有频率的计算和地面振动试验确定其频率特性,利用激波和旋涡共振理论,对受油装置的振动问题进行了分析,为某型飞机的试飞工作提供了理论支持。经过飞行试验证明分析结果是正确的,本文提出的计算分析方法对分析飞机圆形、椭圆形突出物的振动问题有借鉴意义。     

模拟JJ—7飞机纵向摆动试飞研究

本文论述了BW-1变稳机空中飞行模拟H-7飞机发生两次纵向摆动时飞行状态特性,通过试飞研究其飞行品质,校核驾驶员诱发振荡(PIO)发生的可能性;并对解决PIO的方案进行了验证试飞研究,提出了排除PIO较适宜的参数值.试飞证明,空中飞行模拟试验是研究PIO的有效方法之一.     

电传飞机横向Ⅱ类PIO趋势预测技术应用研究

针对电传飞机横向Ⅱ类PIO对着陆阶段飞行安全的致命影响,通过分析副翼舵面速率限制成因及产生的效应,结合电传飞控闭环系统稳定性原理,对提出的由速率饱和引发的Ⅱ类PIO趋势时域预测方法进行型号工程应用探索。通过对应用实践中典型电传飞机的着陆试飞数据进行分析和评估,给出了试飞结论和设计改进建议。应用结果表明,该方法分析结果正确、合理,与飞机实际响应一致,能够用于预测由副翼速率饱和引发的横向Ⅱ类PIO趋势。将该方法的应用从理论分析拓展到工程实践,对保障电传飞机试飞安全和优化设计具有一定的指导作用。     

战斗机动态逆控制律对比研究

分别采用常规动态逆和模型参考动态逆设计了战斗机飞行控制律,并通过开环时域仿真以及基于任务的闭环飞行品质评估方法,对比分析了两类控制律的特点及差异.研究表明,模型参考动态逆对高频小幅指令跟踪效果较好,在需要驾驶员频繁补偿的飞行任务中表现出的飞行品质更佳.研究结果对战斗机飞行控制律的选择与设计、控制律与飞行任务种类的匹配有一定的参考意义.     

用跟踪试验进行闭环飞行品质研究

本文概述了闭环飞行品质研究的必要性,用跟踪试验进行闭环飞行品质研究的可能性和有效性。文中介绍了过去两次跟踪试飞的方法和结果以及存在的问题。为了克服这些问题,研制了一套跟踪显示系统,最近的一次闭环飞行品质研究计划中应用了这套系统。地面固定基座飞行模拟器试验和飞行试验表明,这套系统是有效的。试验结果还表明,用跟踪试验进行闭环飞行品质研究是成功的。文章就闭环飞行品质研究的好处以及尚存在的问题进行了探讨,并提出今后应进行的工作。主要是用已获得的飞行试验数据对驾驶员的数学模型进行识别和将跟踪试验的结果与其它飞行品质规范,包括开环判据和闭环判据,进行比较分析。     

基于适航标准的民用涡扇发动机空中起动飞行试验

为了准确评估民用涡扇发动机空中起动试验性能与适航标准体系的符合性,在分析、解读中国民用航空局运输类飞机适航标准和美国联邦航空管理局咨询通告的基础上,制定了民用涡扇发动机空中起动飞行试验方案,以ARJ21-700型支线飞机配装的CF34-10A涡扇发动机合格审定试飞为平台,国内首次进行了相关试飞技术研究及飞行试验。试验结果表明：该空中起动飞行试验方案合理可行,能够完整、全面地验证民用涡扇发动机对适航标准体系的符合性。发动机最高起动边界为22500ft,起动高度指标设计合理,起动功能正常、可靠,满足适航标准要求。飞机待机状态双发失效后至起动成功高度损失为1457 ft,远小于适航标准规定的5000 ft指标。项目形成的试飞方案及积累的试飞经验为后续C919,C929等民用客机及其配装发动机的适航审定提供直接技术支持。     

改善箭机分离载机飞行品质的状态反馈器研究

为了改善内装式运载火箭与载机分离过程载机的飞行品质,应用现代控制理论,以一组期望的闭环极点为设计目标,利用正比于状态变量的线性控制律,设计带有状态观测器的状态反馈系统。通过Bass-Gura法求解反馈增益,基于时域分析法数值模拟了带有状态反馈器飞机的飞行品质。仿真结果表明,长、短周期运动变为收敛的周期模态,飞行品质提高到1级标准,可见状态反馈器设计是一种改善箭机分离过程载机飞行品质的高效可行的方法。     

人机闭环特性试飞研究

人机闭环特性是飞机飞行品质验证的一个重要组成部分.以某型飞机为例,在试飞中采用俯仰倍脉冲、俯仰阶跃和驾驶员纵向扫频验证了GJB8785C中的Gibson准则和驾驶员在回路中的准则,用粗略截获、精确跟踪、双机编队等飞行方法,通过驾驶员评述和HQR评分系统,对现代军用飞机的人机闭环特性进行了验证和分析.     

前馈结构DASA抑制器在抑制PIO中的应用研究

现代电传飞行控制系统中由于作动器速率饱和产生的突然的附加相位滞后以及系统操纵增益的降低是触发非线性PIO的主要原因,对此通常采用相位补偿的方法进行抑制。为研究抑制器的抑制效能,建立了非线性的人机闭环系统模型。在分析基于前馈结构的DASA抑制器频域特性及其相位补偿能力的基础上,采用离散俯仰跟踪任务与正弦跟踪任务在时域内仿真研究了抑制器对PIO的抑制效能,结果表明该抑制器可以抑制非线性PIO。最后在地面飞行模拟器上进行了进一步验证,结果表明DASA抑制器可以改善飞机飞行品质,能用于PIO的抑制。     

“小鹰”500完成全部试飞项目

由石家庄飞机工业有限责任公司、中国一航第一飞机设计研究院、中国民航飞行学院共同研制生产的“小鹰”500轻型多用途飞机日前已顺利完成功能可靠性试飞任务，由银川经包头顺利返回石家庄。它标志着诚型号飞机巳按照中国民航航空规章CCAR23部、CCAR21部要求。顺利完成了调整试飞、型号合格审定试飞及功能可靠性试飞的垒部项目。共计飞行518架次，空中飞行时间359小时21分。     

单发直升机空中起动试飞技术研究

单发直升机空中起动飞行试验是风险很高且意义重大的试飞科目。结合某涡轴发动机的性能鉴定试飞，开展了单发直升机空中起动试飞技术研究。通过分析空中起动试飞的风险点，设计了一套包含前置科目在内的单发直升机空中起动试飞方案，并基于试飞数据，验证了该方案的合理性与有效性。同时以试飞员这一独特视角，总结了试飞中的经验和关注的重点，可为飞行试验从业人员和试飞员提供参考。     

人─机系统动态特性的实时仿真与品质评价

飞机的飞行品质不仅取决于飞机本体动力学特性和驾驶员操纵动力学特性，更重要的是取决于驾驶员─飞机系统闭环特性。通过一名驾驶员在模拟工作台上，完成对某机在不同飞行状态下的俯仰跟踪仿真任务，辨识得出驾驶员操纵动力学模型；对驾驶员─飞机闭环系统数学模型进行数字仿真得出系统动态响应；再按Ｎｅａｌ—Ｓｍｉｔｈ准则评价了该机的飞行品质，并且与按ＭＩＬ—Ｆ—８７８５Ｃ规范要求的飞行品质进行了对比。     

人——机系统动态特性的实时仿真与品质评价

飞机的飞行品质不仅取决于飞机本体学特性和驾驶员操纵动力学特性，更重点的是取决于驾驶员－飞机系统闭环特性。通过一名驾驶员在模拟工作台上，完成对某机在不同飞行状态下的俯仰跟踪仿真任务辨识得出驾驶员操纵动力学模型；对驾驶员－飞机闭环系统数学模型进行数字仿真得出系统动态响应。     

空中加油机人机闭环系统特性分析

针对空中加油任务中加油机人机闭环系统特性研究不足的问题,设计了基于模型参考动态逆算法的加油机控制律。通过地面模拟试验平台模拟加油机空中加油任务,采取时域数据分析方法建立了加油机纵向及横侧向结构驾驶员模型,分析了加油机闭环飞行品质评定方法。研究结果表明:补偿控制结构驾驶员模型能够准确地体现空中加油任务中驾驶员的操纵特性;Hess提出的人机闭环品质评价指标函数能够有效评估空中加油任务中加油机的飞行品质。     

用飞行员模型进行飞行品质自动评估技术研究

介绍了飞机的飞行品质评估典型任务,初步建立了飞行员行为特性数学模型以及飞行品质自动评定专家知识库,开发了基于试飞员模型的飞行品质评定软件的设计与实现;在六自由度动基座飞行模拟器上,针对某高教机电传飞控系统进行了飞行模拟器部分典型任务的飞行品质自动评估,其评估结果与飞行员评估结果基本吻合.该技术应用于飞控系统控制律设计、优化中,能提高设计效率,节约主观评定的时间,是客观飞行品质评定的有力补充.