民機(jī)試飛計(jì)劃編制研究

劉寒松

摘 要：該文研究了試飛計(jì)劃編制方法，提出使用“主飛行計(jì)劃-試飛支持計(jì)劃”的模式進(jìn)行計(jì)劃編制。某型民機(jī)試飛的實(shí)踐證明，使用“主試飛計(jì)劃-試飛支持計(jì)劃”的形式是可行的，且方便管理、節(jié)約資源。對后續(xù)民機(jī)型號試飛工作具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：試飛需求 機(jī)上工作 試飛計(jì)劃

中圖分類號：V217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0011-03

隨著民機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，航空電子、自動控制技術(shù)、動力裝置等飛機(jī)系統(tǒng)愈加復(fù)雜，試飛過程中需要驗(yàn)證的內(nèi)容也越來越多?，F(xiàn)代飛機(jī)試飛周期大約是整個(gè)飛機(jī)研制周期的1/4～1/2[1]。試飛周期長短很大程度上決定了飛機(jī)推向市場的時(shí)間，對于搶占市場、節(jié)省研發(fā)資源、推動型號梯隊(duì)順利發(fā)展具有重要意義。而試飛計(jì)劃直接決定試飛時(shí)間和試飛成本，合理的試飛計(jì)劃能夠合理調(diào)動試飛資源、滿足時(shí)間要求、提高試飛效率[2]。

該文根據(jù)試飛工作實(shí)踐，結(jié)合國內(nèi)外飛機(jī)的試飛經(jīng)驗(yàn)，研究試飛計(jì)劃的編制方法。

1 計(jì)劃編制方法

因試飛工作的復(fù)雜性，將試飛計(jì)劃包括主飛行計(jì)劃、備份飛行計(jì)劃、試飛支持計(jì)劃、機(jī)上工作計(jì)劃幾個(gè)部分。

1.1 主飛行計(jì)劃

1.1.1 試飛科目分類

由于便于試飛計(jì)劃編制，可將試飛科目按照不同的前置要求、測試改裝或環(huán)境因素等內(nèi)容，細(xì)化為順序包、專項(xiàng)包、組合包等3個(gè)類型的任務(wù)包組合[3]。

（1）順序包：有明確順序要求的科目組合。

主要依據(jù)以下幾點(diǎn)確定試飛科目順序關(guān)系：①試飛科目的邏輯關(guān)系。試飛流程一般是由簡單到困難，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。[1]飛機(jī)首飛完成后，一般開始進(jìn)行飛機(jī)初步性能驗(yàn)證試飛，電子設(shè)備初步飛行試驗(yàn)，包線擴(kuò)展試飛等，接著進(jìn)行高難度科目：顫振試飛，失速試飛，無動力飄降等，確定失速速度后進(jìn)行低高速操穩(wěn)品質(zhì)類、性能類試飛以及動力燃油、液壓系統(tǒng)試飛，最后是功能可靠性試飛。②構(gòu)型到位。民機(jī)試飛按目的可分為研發(fā)試飛、表明符合性試飛和審定試飛，無論哪種類型的試飛，均需在特定的構(gòu)型下進(jìn)行。在試飛階段，飛機(jī)諸多結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)均處在不斷更改中，飛機(jī)的構(gòu)型是逐步到位的，與之相關(guān)的試飛科目也是逐步開展的。③試飛科目的特殊性。部分試飛科目有特定的時(shí)間點(diǎn)要求，如發(fā)動機(jī)推力確定試飛要確定發(fā)動機(jī)在各種飛行條件下的穩(wěn)態(tài)安裝推力，要求發(fā)動機(jī)性能穩(wěn)定。由于隨著工作時(shí)間發(fā)動機(jī)的性能會發(fā)生退化，因此一般要求此科目在飛機(jī)首飛后50飛行小時(shí)內(nèi)完成。④試飛安全。為試飛安全起見，高度、速度、過載、迎角等包線擴(kuò)展應(yīng)循序漸進(jìn)，逐漸擴(kuò)展。

（2）專項(xiàng)包：有特殊的環(huán)境要求和測試要求，難以重復(fù)。一般包括排液試飛、高溫試飛、高原試飛、自然結(jié)冰試飛、高寒試飛、大側(cè)風(fēng)試飛。

（3）組合包：無特殊要求，可插空進(jìn)行組合的科目。一般包括結(jié)構(gòu)載荷、照明系統(tǒng)、水廢水系統(tǒng)、中央維護(hù)系統(tǒng)、起落架擺振、通信系統(tǒng)、指示記錄系統(tǒng)、壓調(diào)/氧氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、內(nèi)飾和設(shè)備、防火系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、自動飛行系統(tǒng)等。

試飛任務(wù)包框圖詳見圖1所示。

1.1.2 計(jì)劃確定

計(jì)劃編制過程中，應(yīng)按以下方法確定試飛科目編排順序。首先，項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃已確定首飛、TIA頒發(fā)、取證等重大零級節(jié)點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，確定專項(xiàng)包在整個(gè)試飛周期中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因其對氣象條件、機(jī)場等資源有特殊的要求，專項(xiàng)包中的科目有固定的節(jié)點(diǎn)要求（如國內(nèi)自然結(jié)冰試飛必須在每年3月份和11月份于烏魯木齊進(jìn)行）；專項(xiàng)包確定后，使用順序包科目在剩余空白時(shí)間內(nèi)填空。最后，順序包科目之間使用組合包來進(jìn)行補(bǔ)充。由于組合包科目的特殊性質(zhì)，還可用來作為主飛行計(jì)劃的備份計(jì)劃來增加飛行計(jì)劃的靈活性。

1.2 備份飛行計(jì)劃

備份飛行計(jì)劃是主飛行計(jì)劃的一部分，合理的備份飛行計(jì)劃能夠增加試飛效率，提高飛行計(jì)劃的靈活性。反之，不合理備份飛行計(jì)劃可能導(dǎo)致試飛成本和時(shí)間大幅增加。如某型飛機(jī)在某段時(shí)間段安排了大量對風(fēng)速有特殊要求的試飛科目，備份飛行計(jì)劃仍為對風(fēng)速有要求科目，然而此段時(shí)間試飛機(jī)場地區(qū)因?yàn)闇囟榷嘧儗?dǎo)致氣流不穩(wěn)定，風(fēng)速較大。因風(fēng)速過大導(dǎo)致該周期內(nèi)60%的飛行日撤銷，30%的飛行日部分撤銷。

因此，備份飛行計(jì)劃作為“保底計(jì)劃”，需考慮與飛行計(jì)劃的互補(bǔ)性。制定備份飛行計(jì)劃的過程中，應(yīng)綜合考慮可能影響飛行計(jì)劃正常執(zhí)行的因素、試飛飛機(jī)的構(gòu)型和測試改裝到位情況、氣象條件、試飛機(jī)場等相關(guān)因素，或直接使用組合包中的科目。

1.3 試飛支持計(jì)劃

試飛工作屬于系統(tǒng)工程，需要設(shè)計(jì)單位、制造單位、飛機(jī)供應(yīng)商、試飛組織單位的相互配合完成，從事試飛必須有一個(gè)集研制方、試飛方和使用方于一體的聯(lián)合試飛力量?；谶@種理念，現(xiàn)代試飛的組織管理采用聯(lián)合試飛法[4]。即飛機(jī)及其系統(tǒng)的研制廠所、試飛鑒定單位共同組織一個(gè)試飛隊(duì)伍，從制定試飛方案和計(jì)劃到處理和分析技術(shù)問題，分工負(fù)責(zé)，共同磋商，相互支持。

在某型飛機(jī)試飛分工中，設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)提出試飛要求、保證飛機(jī)構(gòu)型按時(shí)到位、處理試飛過程中遇到的問題、提供飛行限制條件、飛行手冊、機(jī)組操作手冊、飛機(jī)維護(hù)手冊、向?qū)彶榉秸f明飛機(jī)的安全性和符合性；制造單位負(fù)責(zé)飛機(jī)日常維護(hù)、飛機(jī)新發(fā)圖紙和機(jī)上新增工作實(shí)施、向?qū)彶榉奖砻黠w機(jī)的制造符合性；飛機(jī)供應(yīng)商應(yīng)按照設(shè)計(jì)和制造單位的要求，處理飛機(jī)構(gòu)型不到位項(xiàng)、處理試飛故障、協(xié)助提供試飛要求、試飛現(xiàn)場技術(shù)支持；試飛組織單位負(fù)責(zé)試飛方法、組織試飛實(shí)施、完成設(shè)計(jì)單位提出的設(shè)計(jì)要求、保證試飛安全。

飛行試驗(yàn)涉及多家單位，因此一般而言，僅編制飛行計(jì)劃無法涵蓋所有試飛工作內(nèi)容。采用“飛行計(jì)劃——試飛支持計(jì)劃”的模式來制定計(jì)劃更具有可操縱性。飛行計(jì)劃規(guī)劃了各個(gè)試飛科目的試飛開始結(jié)束時(shí)間，試飛支持計(jì)劃規(guī)劃了各試飛科目開飛前準(zhǔn)備工作的時(shí)間要求。

試飛支持計(jì)劃包括構(gòu)型到位計(jì)劃、測試改裝到位計(jì)劃、軟件加載計(jì)劃、試驗(yàn)室試驗(yàn)計(jì)劃、地面試驗(yàn)計(jì)劃、供應(yīng)商現(xiàn)場支持計(jì)劃等。各試飛支持計(jì)劃由分別由不同的工作單位進(jìn)行維護(hù)更新，并保持與飛行計(jì)劃的匹配，出現(xiàn)延遲時(shí)，應(yīng)及時(shí)評估飛行計(jì)劃受到的影響。

試飛支持計(jì)劃與飛行計(jì)劃的關(guān)系如圖2所示。

1.4 機(jī)上工作計(jì)劃

機(jī)上工作計(jì)劃是試飛支持計(jì)劃的重要組成部分。

一般而言，機(jī)上工作包括以下幾個(gè)部分：

（1）軟硬件升級、新發(fā)EO貫徹。飛機(jī)交付進(jìn)行試飛后，隨著軟硬件的到位，試飛現(xiàn)場需安排軟硬件升級工作；另外，因設(shè)計(jì)原因?qū)е碌闹圃靻栴}，或者試飛問題導(dǎo)致的工程更改，也需進(jìn)行機(jī)上更改工作。

（2）特殊構(gòu)型調(diào)整。針對部分試飛科目的特殊構(gòu)型需求，需要進(jìn)行構(gòu)型調(diào)整。如部分操穩(wěn)和飛控科目要求方向舵最大可偏轉(zhuǎn)角度的小于飛機(jī)的正常使用值；水廢水系統(tǒng)試飛要求飛機(jī)并安裝完整盥洗室等。

（3）重量重心調(diào)整。對重量重心有要求的科目需安排重量重心調(diào)整工作。

（4）測試改裝。飛機(jī)交付進(jìn)行試飛后進(jìn)行的改裝工作稱為架外改裝工作。如為最小離地速度科目試飛安裝的尾橇，為發(fā)動機(jī)冷卻試飛安裝的電負(fù)載箱，為自然結(jié)冰試飛加裝專用的攝像頭加裝等。

（5）試飛故障處理。試飛故障處理是特殊的機(jī)上工作，其發(fā)生具有不可預(yù)知性，處理相對于其它工作也具有優(yōu)先性。試飛計(jì)劃編制和考核時(shí)，應(yīng)考慮此類不可預(yù)知事件的預(yù)留時(shí)間。

2 計(jì)劃調(diào)整

項(xiàng)目試飛過程中，各種人為因素或者不可抗力均可能造成試飛計(jì)劃無法正常執(zhí)行。在某型民機(jī)試飛中，對飛行計(jì)劃影響較大的主要有構(gòu)型到位計(jì)劃、測試改裝到位計(jì)劃；不可抗力造成的試飛計(jì)劃無法執(zhí)行的情況如大側(cè)風(fēng)試飛風(fēng)速未滿足要求，自熱結(jié)冰試飛中未發(fā)現(xiàn)符合條件的結(jié)冰氣象條件、連續(xù)陰雨天導(dǎo)致的試飛效率低下等。

對計(jì)劃進(jìn)行及時(shí)調(diào)整十分必要。計(jì)劃的調(diào)整包括備份計(jì)劃的使用，以及后續(xù)計(jì)劃提前進(jìn)行等手段。為方便計(jì)劃調(diào)整，試飛計(jì)劃編制應(yīng)具有足夠的靈活性，這需要計(jì)劃編制者具有一定統(tǒng)籌能力和試飛工作經(jīng)驗(yàn)。

3 建議

基于試飛工作實(shí)踐對試飛計(jì)劃編制工作提出以下建議。

3.1 試驗(yàn)需求合并

試飛需求包括科目構(gòu)型到位需求、前置試驗(yàn)需求、測試改裝需求、氣象條件需求、機(jī)場資源需求等。試飛計(jì)劃編制過程中可綜合考慮各試飛科目的具體需求，通過將相同或相近需求合并同類項(xiàng)，將試飛科目合并安排或集中安排，縮短試飛周期和節(jié)約成本。

3.2 重視試飛支持計(jì)劃

在試飛工作中，往往重視飛行計(jì)劃，忽略了試飛支持計(jì)劃，而實(shí)際制約飛行的往往是試飛支持計(jì)劃的拖延。

試飛支持計(jì)劃按時(shí)完成是飛行的前提，否則即使試飛飛機(jī)進(jìn)行了飛行，結(jié)果也無法滿足要求。在后續(xù)型號試飛中，應(yīng)將試飛支持計(jì)劃的優(yōu)先級提高到與飛行計(jì)劃的同等水平。

3.3 參試飛機(jī)互為備份

參試飛機(jī)出現(xiàn)故障甚至出現(xiàn)意外事故的可能性是存在的，為了不影響整個(gè)工程的進(jìn)度，可采取參試飛機(jī)間相互備份的方法，兩架飛機(jī)的測試參數(shù)要相互覆蓋，在試飛工作開展的初期做好整個(gè)項(xiàng)目的規(guī)劃。主要好處為：（1）可減少飛機(jī)故障導(dǎo)致的飛行延誤；（2）可減少飛機(jī)的重量重心調(diào)整、特殊構(gòu)型配置等機(jī)上工作，便于對試飛計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)籌安排；（3）可減少專項(xiàng)試飛因飛機(jī)故障或構(gòu)型不滿足要求導(dǎo)致錯過氣象條件的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

試飛計(jì)劃作為指導(dǎo)整個(gè)試飛工作的指南，具有非常重要的作用。該文給出了試飛計(jì)劃的編制方法，提出使用任務(wù)包的形式進(jìn)行試飛計(jì)劃的編制，并根據(jù)試飛工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出對試飛計(jì)劃編制工作中的建議。某型民機(jī)試飛的實(shí)踐證明，使用“主試飛計(jì)劃-試飛支持計(jì)劃”的形式是可行的，且方便管理、節(jié)約資源。

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