民用飛機飛行品質(zhì)分析流程

王磊

【摘 要】本文制定了民用飛機飛行品質(zhì)分析流程，可用于民用飛機的整個生命周期。

【關鍵詞】飛行品質(zhì)；流程；民用飛機

Flow of Flying Qualities Analysis for Civil Aircraft

WANG Lei

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，China）

【Abstract】The flow of flying qualities analysis for civil aircraft is established， and the flow can be used in whole life cycle of civil aircraft.

【Key words】Flying Qualities； Flow； Civil Aircraft

0 引言

民用飛機飛行品質(zhì)分析的目標為：論證和評估飛機總體方案；在初始和詳細設計階段設計、調(diào)整、優(yōu)化和驗證飛行品質(zhì)；飛行前與參考機型進行對比驗證分析；試驗階段進行敏感性參數(shù)分析；再現(xiàn)試飛現(xiàn)象，找到問題癥結(jié)并解決問題。

飛行品質(zhì)分析貫穿民用飛機，從方案論證、設計、試飛驗證以及交付后運營的整個生命周期。根據(jù)不同的設計輸入條件、設計調(diào)整以及驗證目的，飛行品質(zhì)分析在各個研制階段的側(cè)重點會有不同，其要求、分析內(nèi)容、分析判據(jù)和分析方法也不盡相同；飛行品質(zhì)分析的內(nèi)容和判據(jù)種類繁多，需根據(jù)飛機的特性合理選取。一般來說，在整個生命周期，飛行品質(zhì)會進行多輪次分析，并給出相對應階段的分析結(jié)果。

本文以民用飛機為研究對象，開展了飛行品質(zhì)分析流程研究，并最終制定了分析流程，研究結(jié)果可供民機飛行品質(zhì)分析時參考。

1 飛行品質(zhì)分析流程

民用飛機研制的飛行品質(zhì)分析流程主要分為以下6個部分：飛行品質(zhì)要求、設計輸入、分析內(nèi)容和判據(jù)、分析狀態(tài)和方法、計算結(jié)果、分析結(jié)論?；玖鞒倘鐖D 1所示。

1.1 飛行品質(zhì)要求

根據(jù)飛機頂層設計要求、適航規(guī)章、國家標準、行業(yè)標準以及型號審定基礎和專用條件等，制定飛行品質(zhì)分析要求。

1.1.1 飛機頂層設計要求

飛機定義、設計要求和目標。

1.1.2 適航規(guī)章

包括規(guī)章條款CCAR-25[1]和咨詢通告AC25-7[2]等與飛行品質(zhì)相關的適航規(guī)章。

1.1.3 國家標準和行業(yè)標準

包括GJB 2874-97[3]和SAE ARP4104[4]等。

1.1.4 其他

與飛行品質(zhì)相關的審定基礎和專用條件。

1.2 設計輸入

設計輸入包括飛機設計指標（頂層要求）、氣動布局定義、重量重心要求、氣動數(shù)據(jù)、飛行控制系統(tǒng)、舵面作動器系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和飛行品質(zhì)要求等。設計輸入在不同研制階段略有不同，且由不同專業(yè)提供。

1.3 分析內(nèi)容和判據(jù)

1.3.1 分析內(nèi)容

根據(jù)不同的研制階段、品質(zhì)要求和設計輸入制定相應的分析內(nèi)容，分析內(nèi)容的制定是一個由少到多、由淺到深的過程。主要包括以下內(nèi)容：（1）縱向：縱向操縱性、縱向操縱效能、縱向靜穩(wěn)定性、配平特性、軌跡穩(wěn)定性、縱向機動穩(wěn)定性、失配平特性、縱向動穩(wěn)定性、縱向操縱力和操縱位移；（2）橫側(cè)向：橫航向操縱性、最小操縱速度、側(cè)風起降能力、橫航向穩(wěn)定性、橫航向動穩(wěn)定性、橫航向配平、滾轉(zhuǎn)操縱協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎、橫航向操縱效能、橫航向操縱力和操縱位移；（3）其他：失速特性、抖振特性、高速特性、人機閉環(huán)振蕩特性；地面操縱特性；大氣擾動和故障狀態(tài)下的操縱特性；以及結(jié)冰后的操穩(wěn)特性。

1.3.2 分析判據(jù)

分析判據(jù)的基礎為飛行品質(zhì)要求，實際操作中需根據(jù)不同的研制階段、設計輸入和分析內(nèi)容制定相應的分析判據(jù)。

1.4 分析狀態(tài)和方法

1.4.1 分析狀態(tài)

根據(jù)不同的研制階段、品質(zhì)要求和設計輸入制定相應的飛行品質(zhì)計算分析狀態(tài)，計算分析狀態(tài)的確定是一個由少到多、針對性很強的過程。全研制階段計算分析狀態(tài)主要包括：飛機構(gòu)型、重量重心、高度、速度、控制律構(gòu)型和試飛模擬狀態(tài)等。

1.4.2 分析方法

根據(jù)不同的研制階段、品質(zhì)要求和設計輸入制定相應的分析方法，分析方法的選取是一個由簡到繁、由粗略到精確的過程。全研制階段飛行品質(zhì)分析的方法主要包括：理論分析法和飛行模擬法。

1）理論分析法

理論分析法主要用于研制初期，主要包括工程估算、小擾動方程計算和六自由度仿真。

2）飛行模擬法

飛行模擬法主要用于研制中后期，主要包括工程模擬器評估、鐵鳥試驗和試飛驗證。

1.5 評估分析

根據(jù)制定的分析狀態(tài)和分析方法，開展評估分析，如評估滿足品質(zhì)要求，則輸出分析結(jié)論；如評估結(jié)果不滿足品質(zhì)要求，則反饋給氣動、飛控或液壓等專業(yè)，等其做出修改后，更改設計輸入后再進行下一輪評估。

1.6 分析結(jié)論

根據(jù)評估分析結(jié)果，給出飛行品質(zhì)分析的結(jié)論。

2 結(jié)論

通過以上的研究，可以得出以下結(jié)論：

本文針對民用飛機飛行品質(zhì)分析流程展開了研究，梳理了6個步驟用于開展飛行品質(zhì)分析工作。本文所形成的流程，可用于民用飛機的整個生命周期。

【參考文獻】

[1]CCAR-25-R4.運輸類飛機適航標準，2011.

[2]AC 25-7C.Flight Test Guide for Certification for Transport Category Airplanes. 2012.

[3]GJB 2874-97.電傳操縱系統(tǒng)飛機的飛行品質(zhì)，1997.

[4]SAE ARP4104.Design objectives for handling qualities of transport aircraft， 2007.

[責任編輯：朱麗娜]