某型飛機鑒定試飛的測試改裝

傅 僑 張海盟

(中航工業(yè)洪都集團，江西 南昌 330024)

1 引言

飛行試驗是用飛行器在飛行環(huán)境中，通過各種飛行探索飛行機理，研究和掌握飛行規(guī)律，鑒定飛機、發(fā)動機和機載設(shè)備性能，不斷豐富和發(fā)展飛行基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)，并為新航空裝備的設(shè)計提供技術(shù)基礎(chǔ)的一門科學(xué)。

2 飛行試驗的一般程序

無論是鑒定試飛或研究性試飛，首先必須對試飛對象的特性要有充分的了解，然后編制試飛大綱。試飛大綱除規(guī)定試飛方法外，還對測試提出具體的要求。根據(jù)試飛大綱，正確地選擇各種測試設(shè)備，繪制出電氣原理圖。在實驗室和地面站對將要裝機的各種傳感器進行校準(zhǔn)，并繪制校準(zhǔn)曲線，然后制造符合裝機要求的測試電纜、改裝件和儀器安裝支架，最后把符合要求的機載測試設(shè)備改裝在飛機上。當(dāng)與機上設(shè)備進行地面聯(lián)機試驗合格后，即可開始進行飛行試驗。

在飛行試驗中，會通過采集系統(tǒng)記錄大量的數(shù)據(jù)。然后對這些數(shù)據(jù)進行分析，檢查數(shù)據(jù)的可用性，把可用數(shù)據(jù)作為飛行試驗的第一個“反饋”。通過遙測、通信等手段可以達到反饋的目的。最后進行數(shù)據(jù)處理，即把經(jīng)過挑選和壓縮的數(shù)據(jù)進行譯碼，變?yōu)楣こ塘?，進行數(shù)據(jù)分析，也就是進行科學(xué)計算。計算的結(jié)果作為對飛行試驗的第二個“反饋”，并由此得到飛行試驗的結(jié)果。

3 某型飛機鑒定試飛的測試改裝過程

由于鑒定試飛的重要性，需要對飛機進行全方位的測試，就以某型飛機為例，此次在對改型飛機進行鑒定試飛測試時，對空速系統(tǒng)、航姿系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)等進行了全面測試。

整個測試改裝過程拆除了部分火控系統(tǒng)設(shè)備，借此空間共完成了30余件機載測試設(shè)備的安裝固定。飛機改裝使用55A屏蔽線，按鑒定試飛測試原理圖采用雙絞或三絞線。屏蔽線按電氣原理圖一點接地，改裝線路中有分離插頭時，屏蔽套不允許中斷，以保證電氣連接。抽引飛機系統(tǒng)中的傳感器信號，不允許影響飛機各系統(tǒng)的正常工作。測試系統(tǒng)的設(shè)備、傳感器及調(diào)節(jié)器的安裝位置要求拆裝和維護方便。三向過載、三向角速率等傳感器安裝在飛機重心附近，并剛性連接。拆除了原機空速管支桿，并換裝了測試專用裝有攻角側(cè)滑角的傳感器的支桿。拆除了前艙原機駕駛桿，換裝試飛測試駕駛桿，并在前艙左右腳蹬板上安裝腳蹬力傳感器。出于對飛行安全方面的考慮，地面檢測和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)需要滿足飛機及其系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

在改裝過程中，我們就駕駛桿加裝桿力傳感器進行了一次設(shè)計改進。因為鑒定試飛測試駕駛桿縱向桿力、橫向桿力是必不可少的參數(shù)，以為通常是桿力傳感器設(shè)計在桿頭上，其余部分基本就與原機上駕駛桿是一樣的。這樣的改裝測量參數(shù)可靠性差、誤差大。主要原因是桿頭傳感器與中間相鉸連的部分容易松動，對飛機的安全性、可靠性都有影響。而這次是桿力傳感器設(shè)計在駕駛桿的中間段，桿頭、桿尾都是用原機的。這樣改裝桿力傳感器與桿頭及桿尾鉸連都牢固，這對飛行中測試縱向力和橫向力可靠性高，誤差也大大減少，對飛行的安全也大大提高了。

其中，整個測試系統(tǒng)包括機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩大部分。

3.1 機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

該型飛機的機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為采集器子系統(tǒng)、GPS子系統(tǒng)、供電子系統(tǒng)、傳感器子系統(tǒng)等。

(1)采集器子系統(tǒng)

采集器選用FDCR3機載數(shù)據(jù)采集器.可采集來自各傳感器輸出的模擬量和數(shù)字頻率信號，以及來自飛機的抽引信號。包括422、429等總線信號。數(shù)據(jù)采集安全可靠，軟件的編程加載及監(jiān)控也很方便。

(2)GPS子系統(tǒng)

選用NovAtel DL-V3 GPS接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實時提供飛機的定位信息，跟蹤能力為GPS14 L1，其記錄的數(shù)據(jù)可直接采集輸出，也可經(jīng)地面差分后提供高精度的起飛著陸的距離及航跡數(shù)據(jù)。

圖 NovAtel DL-V3 GPS接收系統(tǒng)

(3)供電子系統(tǒng)

整個測試系統(tǒng)的供電由機上照明系統(tǒng)提供，所需的27V直流電不超過20A。由飛行數(shù)據(jù)記錄控制盒及試飛系統(tǒng)總電門直接控制。

(4)傳感器子系統(tǒng)

傳感器安裝于飛機各處，分別測量壓力、溫度、流量、應(yīng)力、位移、姿態(tài)等，所有傳感器飛行前在實驗室或

飛機上系統(tǒng)標(biāo)定。大氣數(shù)據(jù)組件安裝在機頭空速管支架上，傳感器組件內(nèi)部的電阻電位計測量飛機的攻角側(cè)滑角。同時連接空速管的靜壓和總壓管，提供高度速度信號。

3.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理是試飛測試鏈上的最后一個環(huán)節(jié)。無論是單路測量，還是多路測量；無論是模擬方式測量還是數(shù)字方式測量，其中有部分結(jié)果不能直觀地使用，必須經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后才能滿足使用要求。數(shù)據(jù)處理的工作是由電子計算機及其外部設(shè)備來完成的。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠處理、分析地面和機載記錄的PCM數(shù)據(jù)；并以文本文件形式提供碼值和物理量。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)和各專業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從記錄設(shè)備上讀出，并進行簡單預(yù)處理，然后通過介質(zhì)傳輸給專業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行處理和分析，然后給出試飛結(jié)果。其中，GPS數(shù)據(jù)就是通過GrafNav事后處理軟件差分處理，對原始數(shù)據(jù)進行校正，因此明顯提高了定位解算精度，精度完全可以達到1cm或更高。

圖 GPS航跡圖

4 結(jié)束語

飛行試驗是發(fā)展航空科學(xué)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，貫穿于飛行研究、新機設(shè)計、研制定型、生產(chǎn)和服役使用全過程，是發(fā)展航空工業(yè)的極其重要的領(lǐng)域。合理的測試系統(tǒng)的選擇規(guī)劃非常重要，可以大大提高飛行試驗效率和安全性，加速新型飛機的飛行試驗進程。

[1](俄)JI·M，別列斯托夫等《飛行試驗監(jiān)控》中國飛行試驗研究院1996.3.

[2]唐納德·T·沃德《飛行試驗工程導(dǎo)論》中國飛行試驗研究院1996.8.