民機試飛員復雜風險科目培訓方法探討

宋攀++焦崗++李雅靜

摘 要：民用飛機復雜/風險科目試飛難度大、風險高，要求試飛員有深厚的理論知識和嫻熟的駕駛技術，所以復雜/風險科目培訓是試飛員培訓的重要內容。本文結合試飛員培訓項目較為詳細地闡述了運輸類飛機試飛員復雜/風險培訓的目的、內容、實施、效果評估等，通過實例總結出一些科學、實用的培訓方法，可供民機試飛員培訓工程參考。

關鍵詞：民機試飛員培訓 復雜/風險科目 培訓方法

中圖分類號：V21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0015-03

Abstract： Civil aircraft complex/risk subjects flight test is difficult and high risk. Test pilots are required to have profound theoretical knowledge and skilled driving skills. Therefore， the training of complex/risk subjects is an important part of pilot training. The purpose， content， implementation and effect evaluation of the pilot complex /risk subjects flight test training are discussed in detail in this paper. Some scientific and practical training methods are summarized through examples and can be referenced by civil aircraft pilot training.

Key Words： Civil aircraft pilot training；Complex/risk subjects flight test；Training methods

民用飛機飛行性能和飛行品質試飛中包括很多復雜、風險科目。復雜科目指飛行操縱動作復雜、難度大，且要求細致準確的科目。風險科目是指那些具有一定危險性的科目，通常指帶有探索性或者飛機處于非正常狀態(tài)有危險性的科目[1]。復雜/風險科目試飛難度大風險高，要求試飛員有深厚的理論知識和嫻熟的駕駛技術，而且隨著國內航空科技的不斷進步，飛機的飛行性能和飛行品質也在不斷改進以保持與技術的同步，所以要求試飛員能掌握當前飛行試驗復雜/風險科目方面的新技術和先進的分析方法，試飛員培訓就是最直接最有效的途徑。隨著我國C919大型客機的首飛成功，需要更多訓練有素的試飛員完成試飛，民機試飛員復雜/風險科目培訓更是迫在眉睫。

試飛駕駛技術是試飛員的基本功，它是完成試飛任務的基本保證，而且試飛工作的風險性極高，試飛員掌握一些特殊的駕駛技巧也是必須的，所以駕駛技術的訓練往往是試飛員培訓的重點。試飛員的理論知識和駕駛技術同等重要，飛機離地后的行為是綜合性的行為，試飛員都必須面對飛行中的所有問題，有責任發(fā)現(xiàn)問題、有能力處置問題，而這些都需要他們具有深厚的理論知識，理論知識還有助于試飛員對駕駛動作的理解，所以在復雜/風險科目培訓中既要注重駕駛技術訓練又要重視理論知識的培訓[1]。

本文結合某試飛員復雜/風險科目培訓項目詳細地闡述了復雜/風險科目培訓的目的、內容、實施及效果評估，并總結得到一些值得借鑒的經(jīng)驗。

1 培訓目的

試飛員復雜/風險培訓的主要任務是，對試飛員進行相關試飛科目的理論、試飛前準備、試飛駕駛動作、試飛后數(shù)據(jù)分析和飛機特性評估進行培訓，經(jīng)嚴格培訓，提高試飛員的理論水平和飛行技能，使其正確理解相關標準規(guī)范要求，掌握試飛方法特點，規(guī)范書寫飛行評述，并掌握數(shù)據(jù)分析方法。

2 培訓內容

結合某型運輸類飛機試飛員復雜/風險科目培訓項目，培訓涉及飛機性能、飛行品質中復雜/風險科目，使用的規(guī)范標準是CCAR-25部B部分的要求。培訓包含的具體內容如下。

（1）操穩(wěn)特性。

（2）起飛著陸特性。包括確定VMCG、VMU、VMC、VMCL、V1。

（3）大迎角和失速試驗準備。

（4）大迎角試驗。包括確定Vs、失速特性和失速警告等。

（5）評估飛機PIO趨勢。

（6）大速度特性。大速度特性和意外超出大速度時的改出操作。

（7）故障模擬試驗。襟縫翼操縱系統(tǒng)故障和飛控系統(tǒng)故障。

（8）起飛著陸最低氣象條件試驗。

3 培訓實施

3.1 教員及飛機的選擇

以往的試飛員培訓的理論培訓和飛行訓練的教員是不同的，理論課教員是某一學科的技術專家或學科帶頭人，飛行訓練的教員由經(jīng)驗豐富的試飛員擔任。而本項目聘用既有深厚理論知識又有豐富試飛經(jīng)驗的試飛員為教員，這樣的好處是能從試飛員的角度講解試飛原理，而不是純粹的理論教學，將理論知識和試飛動作有機地結合在一起，實踐證明培訓效果很好。

培訓分為兩部分，即空中飛行培訓和地面培訓，而地面培訓又分為理論培訓和模擬器培訓，因天氣條件或風險性太大而無法在空中完成的培訓內容在模擬器上進行。培訓用飛機選取成熟的采用數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)的運輸機。培訓用模擬器選擇空客320飛機模擬器。

3.2 培訓流程

在培訓大綱完成后根據(jù)培訓大綱的內容進行試飛培訓，主要包括教員編寫任務單、理論培訓、任務協(xié)同、飛行訓練、講評、飛行員評述。以往的試飛員培訓雖然也包含了理論培訓、飛行訓練和總結幾個部分，但這幾個部分經(jīng)常是分開的，比如先集中進行一段時間的理論培訓，然后集中飛行訓練，最后總結，這樣安排缺點在于學員在學習理論時候目的性不強，飛行訓練時不能很好地運用所學過的理論知識，也就是理論和實踐不能很好地結合。某試飛員復雜/風險科目培訓項目中，教員按科目劃分節(jié)點，每個科目飛行訓練前對該科目進行理論培訓，使得學員在飛行訓練中更有目的性，不僅知道如何做出標準的試飛動作，更清楚為什么做這個動作、應該得到什么結果，飛行訓練后立即進行講評和總結，教員指出飛行中的優(yōu)點和不足。這樣按科目的培訓安排更利于學員理解試飛動作原理、將理論和試飛動作聯(lián)系在一起，使學員進步更快，培訓的良好效果證明這種安排更為合理。endprint

值得指出的是，在整個培訓過程中負責相應項目的試飛工程師全程參與，并讓試飛員和工程師一起制定計劃、進行試飛、進行試飛訓練評定和報告飛行試驗訓練結果，飛行試驗中試飛員和試飛工程師聯(lián)合工作模式被證明是十分成功的[2]。

3.2.1 任務單編寫

試飛員復雜/風險科目培訓每次飛行的任務都很重，難度也較大，因此合理地編寫任務單就尤為重要。第一，盡量最高效率利用每一個飛行架次，如誤操作起飛著陸就可以結合完成；第二，風險培訓講究循序漸進，如在失速飛行前，先進行大迎角操穩(wěn)特性檢查，熟悉情況后再進行失速速度、失速特性科目的試飛；第三，風險科目培訓中經(jīng)常要探索飛機極限，任務單中一定要明確指出本次飛行限制數(shù)據(jù)。

3.2.2 理論培訓

對于每個復雜/風險科目培訓的理論部分包含的內容都很多，這里以飛機PIO評估科目為例說明，其他科目類似。PIO評估科目的理論培訓包括：CCAR25部與之對應的要求條款，PIO的典型現(xiàn)象，產(chǎn)生PIO的原因，PIO的試飛動作，進入PIO之后如何改出，如何評價飛機PIO趨勢等。

教員通過時間歷程圖對重要復雜的試飛動作進行講解，說明試飛動作要關注的參數(shù)，每個參數(shù)的變化趨勢，若錯誤操作或動作不合格時時間歷程如何分析等。所以理論培訓要求試飛員掌握分析數(shù)據(jù)的方法。這種將試飛動作繁瑣的文字描述轉變?yōu)闀r間歷程圖講解的方法清晰易懂。如收斂轉彎要關注的參數(shù)包括縱向桿位移、坡度、迎角、馬赫數(shù)（速度）、法向過載、升降舵位置等，過程中要保持速度基本不變，發(fā)動機功率不變，觀察迎角、過載的變化。

時間歷程圖為學員及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了依據(jù)，大大提高了培訓效率。例如在起飛過程中，拉桿的時機、俯仰角速率的保持都很重要，從圖1可以看出，學員拉桿晚，抬前輪速度偏大，要求學員下次飛行適當提前拉桿的時間。又如在做VMU試驗飛行過程中，飛機出現(xiàn)輕微擦機尾的現(xiàn)象，初步分析判斷是試飛員操縱錯誤，但通過分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)是由于飛機控制律設計缺陷導致飛機擦尾，見圖2，拉桿過程中升降舵自動上舵，俯仰角速率急劇增加，俯仰角增加導致飛機擦尾，可見試飛員操作無誤。

3.2.3 任務協(xié)同

復雜/風險科目培訓飛行前一定要任務協(xié)同，協(xié)同時，教員要對任務單上的內容逐條講解，確保學員對飛行任務理解無誤，對于有風險的培訓科目要制定安全措施和應急處置預案，保障飛行安全。

3.2.4 飛行訓練

飛行訓練是整個培訓中最核心的環(huán)節(jié)，在充分理解理論培訓內容之后，學員在機上仔細觀察教員的動作，反復練習，掌握要領。

有的試飛科目不只一種試飛方法，教員在空中演示各種方法，例如在進行空中最小操縱速度培訓時，教員提供兩種方法確定靜態(tài)VMCA，空中要求學員使用兩種方法分別確定VMCA值，并比較兩種方法的優(yōu)缺點，選擇適合自身的試飛方法。

試飛員在試飛過程中要記錄飛機的各種響應，甚至是多個試驗點的各參數(shù)值（例如抖振邊界試驗時，試飛員要在空中記錄初抖、中抖、抖振邊界時馬赫數(shù)、迎角和過載的值），除了任務單上的相關內容，飛行中出現(xiàn)其他非正常響應也要及時記錄，反映給試飛工程師。所以在飛行培訓時，要求學員使用語音筆，隨時記錄飛行中的情況，不僅記錄飛機響應，也記錄了學員的學習情況。

3.2.5 講評

飛行訓練結束后，教員要及時對學員的駕駛技術和飛行表現(xiàn)給出評價，根據(jù)時間歷程進行講解，指出那些動作是合格的、那些動作是不合格的、為什么不合格，學員做好記錄在之后的培訓過程中改進。

3.2.6 試飛評述

在新機飛行試驗中，試飛員能得到飛機的第一手資料，對于試飛工程師，試飛員的評述與試飛數(shù)據(jù)同樣重要，它是另一種形式的試飛數(shù)據(jù)。所以書寫標準規(guī)范的試飛評述是試飛員必備能力，試飛評述應包含以下幾個內容。

（1）寫明試驗科目。

（2）寫明飛機編號。

（3）時間、地點、架次數(shù)。

（4）標明重要的參數(shù)。

（5）機組成員。

（6）試驗內容。

要按中等飛行員的駕駛水平寫飛行評述，評述包括：故障發(fā)生的具體情況，故障分級，判斷飛機是否易超出操縱限制，飛機操縱的難易程度，飛機的實際飛行情況與飛行手冊是否一致，不一致要在評述中列出（例如手冊上規(guī)定15m/s側風飛機可飛行，實際飛行中12m/s側風是飛機舵效已不足，試飛員要提出修改飛行手冊），另外還包括人機功效、視野布局、操縱機構、告警系統(tǒng)、燈顯信息、發(fā)動機失效告警等飛機設計進行評價并給出改善意見。

（7）給出對飛行手冊相關內容的評價。

（8）給出本次飛行結論。

在復雜/風險科目試飛中，試飛員要通過多次反復試驗，給出容易掌握的風險姿態(tài)改出的方法，給出復飛等復雜科目的駕駛方法，用于編寫飛行手冊。

4 培訓效果評估

培訓結束后，培訓效果的評估形式有以下3種。

（1）學員報告。

每個學員針對所培訓科目個人學習情況進行總結形成報告，包括個人對培訓課程的理解程度，對駕駛技術的掌握程度，根據(jù)試飛數(shù)據(jù)分析個人優(yōu)點及不足。

（2）測試。

對學員的測試分為原理測試和駕駛技術測試，原理測試采用口頭問答的形式[3]；駕駛技術測試中，教員根據(jù)培訓中每位學員的表現(xiàn)，針對每位學員的弱點出題（例如做收斂轉彎）進行空中飛行測試。

（3）教員評價報告。

教員對每位學員給出專業(yè)的評價并形成書面報告。

5 結語

復雜/風險科目培訓的難點在于，既要將試飛動作做標準，又要保證飛行安全，要求試飛員在飛行前把試飛原理理解透徹，飛行中一步一步進行，飛行后及時總結。

某試飛員復雜/風險科目培訓基本涵蓋了試飛中所有復雜、風險科目，每個科目教員都進行理論教學、任務協(xié)同、飛行訓練、飛行后講評，培訓過程環(huán)環(huán)相扣，學員表示在理論知識和駕駛技能方面進步很大。本文通過詳細分析該項目總結得到了一些成功的經(jīng)驗，如科學合理地選擇教員，重視理論教學（包括試飛動作原理、試飛數(shù)據(jù)分析和飛行評述書寫規(guī)范等），強調飛行前任務協(xié)同的重要性，務必制定好安全措施，培訓評估形式多樣等，這些經(jīng)驗可供以后試飛員培訓參考和借鑒。

參考文獻

[1] 周自全.飛行試驗工程[M].北京：航空工業(yè)出版社，2010.

[2] 盧秋香.美國空軍試飛員學校飛行試驗教學的發(fā)展[Z].試飛研究，2011.

[3] J.Wolf，A.Sansone.The U.S. Air Force Academy's Flight Test Course：Preparing Tomorrow's Flight Testers，AIAA2002-1048[Z].endprint