小型通用飛機噪聲試飛測量與測試系統(tǒng)

摘 要：當前通用飛機研制發(fā)展迅速，通用飛機應用范圍廣，具有良好的發(fā)展勢頭，噪聲試飛是取證過程中一個重要環(huán)節(jié)，對此，本文簡單介紹小型通用飛機的噪聲試飛測量與測試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：通用飛機;噪聲試飛;測量與測試系統(tǒng)

噪聲試飛試驗需要在地面起飛噪聲測量點進行噪聲測量的同時，同步進行飛機飛行狀態(tài)、地面氣象、飛行航跡等測試。地面噪聲測量點的位置需要采用與飛行航跡測試原理相同的方法在試驗前完成測量。其中，噪聲由噪聲測量系統(tǒng)進行測試，地面氣象采用地面氣象測量系統(tǒng)進行測試，飛機飛行狀態(tài)測試由機載飛行狀態(tài)測試系統(tǒng)進行測試，飛行航跡和噪聲測量點位置由飛行航跡與測量點位置測量系統(tǒng)進行測試。

主要測試設(shè)備包括：

1）噪聲測量系統(tǒng);

2）地面氣象測量系統(tǒng);

3）飛行航跡與測量點位置測量系統(tǒng);

4）機載飛行狀態(tài)測試系統(tǒng);

5）飛行參數(shù)遙測與監(jiān)控系統(tǒng)。

一、噪聲測量系統(tǒng)

系統(tǒng)由傳聲器單元、傳聲器倒置裝置（金屬板、倒置支架、風罩等）、多通道采集記錄和分析系統(tǒng)、1/3倍頻程譜分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信單元、活塞發(fā)聲器（聲校準設(shè)施）以及線纜組成。

噪聲測量傳聲器單元由傳聲器和4前置放大器組成，配有防風罩等;通道現(xiàn)場校準使用活塞發(fā)生器;記錄、回放和分析系統(tǒng)使用多通道采集記錄和分析系統(tǒng);1/3倍頻程譜分析系統(tǒng)進行噪聲信號的1/3倍頻程、A聲級分析。多通道采集記錄和分析系統(tǒng)可進行粉紅噪聲校準。

傳聲器倒置安裝，其薄膜平行于一個涂白漆金屬圓盤，在其上方7 mm（傳聲器感壓單元直徑的一半）。圓盤直徑40 cm，至少厚2.5 mm，圓盤表面涂白色油漆。圓盤與測量點地面平行放置，上表面與地面平齊，圓盤下方不能有空隙。傳聲器倒置安裝在與飛機飛行航跡地面投影線垂直的垂線上，從圓盤中心向遠離飛行航跡地面投影的外側(cè)3/4圓盤半徑處。其它噪聲測試設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集記錄設(shè)備、分析設(shè)備、校準設(shè)施等布置在距離飛越綜述測量點不少于20m的噪聲測量站處，以保證儀器設(shè)備和測試人員對噪聲測試結(jié)果產(chǎn)生影響。

二、地面氣象測量系統(tǒng)

氣象參數(shù)的實時監(jiān)控和分析由噪聲測試系統(tǒng)的多通道采集記錄和分析系統(tǒng)完成。其測試參數(shù)包括風向、風速、溫度、濕度和氣壓等。

氣象測量設(shè)施布置在飛越噪聲測量點附近，距離測量點不少于20m，避免測試設(shè)備和測試人員對噪聲測量產(chǎn)生影響。同時，為了更好地得到噪聲測試環(huán)境的氣象條件和試驗中實時觀測氣象數(shù)據(jù)，氣象測試設(shè)施布置在距離噪聲測量點約20m～100m范圍內(nèi)，氣象傳感單元的離地高度為8m。

三、飛行航跡與測量點位置測量系統(tǒng)

飛行航跡與測量點位置測量系統(tǒng)采用差分GPS位置測量系統(tǒng)。其由GPS天線、機載測試設(shè)施（參數(shù)采集記錄可采用機載飛行狀態(tài)測試系統(tǒng)）、地面差分站和手持式定位裝置組成。飛行航跡與測量點位置測量系統(tǒng)通過GPS天線接收GPS信號，由機載測試設(shè)施記錄飛機的經(jīng)度、緯度、高度等信息，并通過地面差分站獲取的機載位置信息進行差分運算，得到差分后的高精度經(jīng)度、緯度、高度等信息。

四、機載飛行狀態(tài)測試系統(tǒng)

機載天線安裝在機身背部平坦寬闊區(qū)域，周圍應無信號障礙物。測試改裝完成后，應標定機載天線在機體坐標系中的位置，作為飛行航跡計算的參考點。機載測試設(shè)施（參數(shù)采集記錄可采用機載飛行狀態(tài)測試系統(tǒng)）安裝在飛機艙內(nèi)，安裝應牢固，便于維護、檢查以及數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的插拔。地面差分站布置在機場內(nèi)信號無遮擋的空曠區(qū)域，進行差分定位基準測量。地面差分站附近應具有辦公空間，便于每個飛行架次后現(xiàn)場進行差分計算處理。

五、飛行參數(shù)遙測與監(jiān)控系統(tǒng)

關(guān)鍵飛機飛行狀態(tài)參數(shù)和飛行航跡參數(shù)采用遙測監(jiān)控方艙實時監(jiān)控，用于進行飛行試驗數(shù)據(jù)的有效性判定以及進行試驗現(xiàn)場的監(jiān)控、指揮。飛行參數(shù)遙測與監(jiān)控系統(tǒng)停放在機場空曠區(qū)域，保證在飛行試驗期間遙測信號無遮擋，通信正常，并且便于與噪聲測量點、控制站之間的通信聯(lián)絡(luò)。另外，飛行參數(shù)遙測與監(jiān)控系統(tǒng)應遠離噪聲測量點和飛機飛行航跡下方，減少對飛機噪聲測量產(chǎn)生影響。

實時監(jiān)控參數(shù)應包括：飛行高度、飛行速度、螺旋槳轉(zhuǎn)速、起落架位置、飛機姿態(tài)、發(fā)動機功率參量、多面位置等。并可以在試驗點執(zhí)行結(jié)束后回放飛機飛越噪聲測量點時的上述監(jiān)控參數(shù)曲線。

六、試驗場地

試驗的噪聲測量場地與噪聲測量點為核心進行建設(shè)。如果采用航跡切入法，噪聲測量點僅設(shè)置一處，且不必嚴格選擇在跑道中心延長線上且距離起飛滑跑點2500m的位置，可以在跑道延長線上根據(jù)機場實際情況選擇。噪聲測量點選擇的原則是：噪聲測量場地應選擇在機場內(nèi)的平坦區(qū)域，沒有吸聲特性較強的茂密、高大的雜草、灌木或樹木，若有，應在場地建設(shè)時去除。在噪聲測量點上空，在半角為75°的錐形空間內(nèi)（軸線垂直于測量點地面），不得有障礙物。

噪聲測量點應是土質(zhì)地面，建設(shè)測量點平臺。在半徑15m-20m圓周范圍內(nèi)除去地面附著物，將地面平整，土壤壓實，地表不能有明顯不統(tǒng)一或間斷，不能有積水、積雪和其它除測量設(shè)備外的附著物。噪聲測量點建設(shè)完成，需要進行持續(xù)維護，以防異常氣象破壞、積水、地面出現(xiàn)顯著不平、地面植被過高等，保證在試驗期間地面條件的一致性。氣象測量點地面建設(shè)參照噪聲測量點的要求，但對地面沒有平整、壓實要求。噪聲測量站點布置在噪聲測量點附近，不能明顯影響噪聲測量和飛行。其余設(shè)施的場地無特殊技術(shù)要求?？刂普?、遙測與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)施、地面GPS差分站等應盡可能布置在機場塔臺或指揮部外的空曠區(qū)域，在試驗全程信號無遮擋，通信正常。

參考文獻：

[1]航空器型號和適航合格審定噪聲規(guī)定.民航局政策法規(guī)司.2017-12-12

[2]航空器型號合格審定程序.民航局航空器適航審定司.2011-03-18

[3]航空器型號和適航合格審定噪聲規(guī)定.民航局航空器適航審定司.2008-03-17

作者簡介：張志超（1986.06-），男（漢族），本科學士，主要從事通用飛機試飛。1B0ECD9F-1D5E-469B-95EC-D0152AA8982B