劉經(jīng)緯+劉星宇

摘 要：《CCAR-25運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》中B部分高速特性考察了高速飛行時(shí)飛機(jī)的穩(wěn)定性及操縱性，是適航標(biāo)準(zhǔn)中重要的組成部分。高速特性試飛是民機(jī)型號(hào)合格審定中必須演示的高風(fēng)險(xiǎn)試飛科目之一。該文在對(duì)適航標(biāo)準(zhǔn)的分析理解基礎(chǔ)上，進(jìn)行高速特性試飛計(jì)劃研究，對(duì)試飛中飛機(jī)的飛行任務(wù)、試飛構(gòu)型、飛行速度、重量重心和動(dòng)力設(shè)置狀態(tài)等進(jìn)行詳細(xì)定義，可用于組織民用運(yùn)輸類飛機(jī)的型號(hào)合格審定試飛。

關(guān)鍵詞：高速特性 飛行試驗(yàn) 適航標(biāo)準(zhǔn) 型號(hào)合格審定 飛行計(jì)劃

中圖分類號(hào)：V249 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（c）-0022-02

在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中如何滿足安全性要求需要考慮多方面因素的影響，其中飛機(jī)在高速飛行時(shí)的氣動(dòng)特性是最為關(guān)鍵的影響因素之一。在CCAR-25運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)民用運(yùn)輸類飛機(jī)高速特性主要是考察飛機(jī)在高速時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性、靜穩(wěn)定性、及操縱特性。

高速特性是民用運(yùn)輸類飛機(jī)必須要進(jìn)行試飛驗(yàn)證的高風(fēng)險(xiǎn)科目之一，也是適航合格審定試飛的重點(diǎn)科目之一，在民用運(yùn)輸類飛機(jī)的試飛中占有重要的地位，試飛結(jié)果必須滿足中國民用航空條例第25部（CCAR-25）中第25.253、335、1303和1505的要求。該文將探討如何通過對(duì)適航條款的理解分析來進(jìn)行高速特性的試飛方法及驗(yàn)證計(jì)劃。

1 高速特性的適航條款

1.1 適航條款的要求

CCAR-25運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)中與民機(jī)在高速時(shí)的氣動(dòng)特性有關(guān)的條款是CCAR25.253、CCAR25.335、CCAR25.1303、CCAR25.1505[1]，內(nèi)容如下：

1.1.1 §25.335設(shè)計(jì)空速

設(shè)計(jì)俯沖速度VD必須選定VD以使VC/MC不大于0.8VD/MD，或使VC/MC和VD/MD之間的最小速度余量是下列值中的大者：

（1）從以VC/MC定常飛行的初始情況開始，飛機(jī)顛傾，沿著比初始航跡低7.5°的飛行航跡飛行20 s，然后以載荷系數(shù)1.5（0.5 g的加速度增量）拉起。只要所使用的氣動(dòng)數(shù)據(jù)是可靠的或保守的，則上述機(jī)動(dòng)中出現(xiàn)的速度增量可采用計(jì)算值。開始拉起之前假定具有§25.175（b）（1）（iv）規(guī)定的功率（推力），開始拉起時(shí)可以假定功率（推力）減小并使用駕駛員操縱的阻力裝置。

（2）最小速度余量必須足以應(yīng)付大氣條件的變動(dòng)（例如，水平突風(fēng)和穿過急流與冷峰），以及應(yīng)付儀表誤差和飛機(jī)機(jī)體的制造偏差。這些因素可以基于概率來考慮。但是在MC受到壓縮性效應(yīng)限制的高度上，該余量不得小于0.07 M，除非用合理的分析考慮了所有自動(dòng)系統(tǒng)的影響得到了更低的余度。在任何情況下，該余量不得小于0.05 M。

1.1.2 §25.1303 飛行和導(dǎo)航儀表

飛機(jī)應(yīng)根據(jù)下列規(guī)定的情況安裝相應(yīng)的儀表設(shè)備：

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)和VMO/MMO大于0.8VDF/MDF或0.8VD/MD的飛機(jī)，需有速度警告裝置。當(dāng)速度超過VMO+6節(jié)或MMO+0.01時(shí)，速度警告裝置必須向駕駛員發(fā)出有效的音響警告（要與其它用途的音響警告有明顯區(qū)別）。該警告裝置的制造允差的上限不得超過規(guī)定的警告速度。

1.1.3 §25.1505 最大使用限制速度

最大使用限制速度（VMO/MMO-空速或M數(shù)，在特定高度取其臨界者）指在任何飛行狀態(tài)（爬升、巡航或下降）下，都不得故意超過的速度，但在試飛或駕駛員訓(xùn)練飛行中，經(jīng)批準(zhǔn)可以使用更大的速度。VMO/MMO必須制定成不高于設(shè)計(jì)巡航速度VC，并充分低于VD/MD或VDF/MDF，使得飛行中極不可能無意中超過后一速度。VMO/MMO與VD/MD或VDF/MDF，之間的速度余量不得小于按§25.335（b）確定的余量，或按§25.253進(jìn)行試飛時(shí)認(rèn)為是必需的余量。

1.1.4 §25.253 高速特性

增速特性和速度恢復(fù)特性，必須滿足下列對(duì)增速特性和速度恢復(fù)特性的要求：

（1）很可能引起無意中增速（包括俯仰和滾轉(zhuǎn)的顛傾）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和特性，必須用配平在直至VMO/MMO的任一很可能使用的巡航速度的飛機(jī)來模擬。這些運(yùn)行狀態(tài)和特性包括突風(fēng)顛傾、無意的操縱動(dòng)作、相對(duì)于操縱系統(tǒng)摩擦來說，較低的桿力梯度、旅客的走動(dòng)、由爬升改為平飛以及由M數(shù)限制高度下降到空速限制高度。

（2）計(jì)及有效的固有或人為速度警告發(fā)出后駕駛員做出反應(yīng)的時(shí)間，必須表明在下述條件下能夠恢復(fù)到正常的姿態(tài)，并且速度降低到VMO/MMO：

①不需要特別大的駕駛桿力或特殊的技巧；②不超過VD/MD，VDF/MDF及各種結(jié)構(gòu)限制；③不出現(xiàn)會(huì)削弱駕駛員判讀儀表或操縱飛機(jī)恢復(fù)正常的能力的抖振。

（3）飛機(jī)在不超過VMO/MMO的任一速度配平，在直到VDF/MDF的任一速度下，對(duì)繞任一軸的操縱輸入不得有反逆響應(yīng)。飛機(jī)的俯仰、橫滾或偏航的傾向必須輕微，并可用正常駕駛技巧即刻控制。當(dāng)飛機(jī)在VMO/MMO配平后，在大于VFC/MFC的速度下，升降舵操縱力相對(duì)速度的關(guān)系曲線斜率不一定要穩(wěn)定，但是在直到VDF/MDF的所有速度下，必須為推力，而且在達(dá)到VDF/MDF時(shí)，升降舵的操縱力不得有突然或過度的減小。

具有穩(wěn)定性的最大速度VFC/MFC，VFC/MFC是襟翼和起落架收起時(shí)，必須滿足§25.143（f）、§25.147（e）、§25.175（b）（1）、§25.177和§25.181要求的最大速度。該速度不得小于VMO/MMO和VDF/MDF的平均值，但在M數(shù)成為限制因素的高度，MFC不必超過發(fā)出有效速度警告的M數(shù)。

1.2 對(duì)適航條款的理解

以上相關(guān)的適航條款中§25.1505和§25.335建立了確定最大使用限制速度（VMO/MMO）及設(shè)計(jì)俯沖速度（VD）的準(zhǔn)則；§25.1303對(duì)超速警告裝置提出了要求；§25.253則是建立了演示飛機(jī)高速特性時(shí)飛機(jī)的增速特性和速度恢復(fù)特性[3]，確定飛機(jī)高速飛行時(shí)可接受的穩(wěn)定性和操縱性準(zhǔn)則及確定具有穩(wěn)定性的最大速度VFC/MFC。

適航條款§25.253“高速特性”規(guī)定了飛機(jī)的試飛狀態(tài)、試飛任務(wù)、試飛構(gòu)型、速度及動(dòng)力設(shè)置。涉及的高速特性試飛演示時(shí)所要考察的試飛狀態(tài)及特性包括：重心移動(dòng)、無意的速度增加、突風(fēng)顛傾、由爬升改為平飛、由M數(shù)限制高度下降到空速限制高度等[2]。

CCAR25.253（a）（3）中明確了高速特性試飛時(shí)的配平速度，要求不超過VMO/MMO，可以將此速度作為試飛時(shí)配平飛機(jī)的基準(zhǔn)，空速允差控制在±3%。由于高度越高，空氣密度越小，飛機(jī)的俯仰擺動(dòng)、橫側(cè)擺動(dòng)的衰減時(shí)間變長，飛機(jī)縱向及橫航向的穩(wěn)定性會(huì)變低，建議試飛時(shí)在高高度進(jìn)行，這樣得到的試飛結(jié)果比較保守。高速時(shí)襟翼縫翼為巡航狀態(tài)構(gòu)型，起落架為收起狀態(tài)。

AC25-7A《運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南》中對(duì)高速特性推薦了幾種典型的試飛方法，下面逐條對(duì)試飛方法及試飛計(jì)劃進(jìn)行分析。

1.2.1 重心移動(dòng)試飛

根據(jù)飛機(jī)內(nèi)部實(shí)際布局情況，按照典型數(shù)量的乘客及服務(wù)車，從飛機(jī)最后一排座位走到駕駛艙艙門區(qū)域，整個(gè)過程中飛機(jī)重心前移，重心與焦點(diǎn)的距離增大，飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性變強(qiáng)，機(jī)頭下沉，飛機(jī)速度增大，在飛機(jī)加速到超速告警發(fā)出3 s后要求以不超過1.5 g的過載改出，若法向過載超出1.5 g，飛機(jī)的乘坐品質(zhì)會(huì)降低，乘客會(huì)感到不舒適。某型號(hào)飛機(jī)高速特性重心移動(dòng)試飛時(shí)推薦的是兩乘務(wù)人員及一輛餐車滿載時(shí)的總重量。若試驗(yàn)機(jī)安裝了水配重系統(tǒng)，可以將水從客艙后部移到前部來模擬乘客向前走動(dòng)。若試飛時(shí)沒有加裝水配重系統(tǒng)，可以采用真人正常向前移動(dòng)的辦法達(dá)到重心移動(dòng)。

此試飛是模擬重心向前移動(dòng)后飛機(jī)低頭增速，如果重心設(shè)為前重心，那么試飛過程中重心會(huì)超出包線限制，故使用后重心作為審定試飛驗(yàn)證狀態(tài)。

重量的選取原則是可以讓飛機(jī)在機(jī)頭低頭后增速最快，這樣得到的結(jié)果比較臨界。機(jī)翼水平飛行，同一配平速度下大重量時(shí)機(jī)身迎角大，發(fā)動(dòng)機(jī)推力大，重心前移同樣的程度后飛機(jī)下滑角小；小重量時(shí)雖然機(jī)身迎角小，發(fā)動(dòng)機(jī)推力小，但重心前移同樣的程度后飛機(jī)下滑角大。故大小重量都要作為適航試飛狀態(tài)進(jìn)行考察。

1.2.2 無意的速度增加

航線飛行中飛行員無意的縱向操縱動(dòng)作可能會(huì)使飛機(jī)速度增加直至超出最大使用限制速度。試飛時(shí)可通過以下操縱來模擬飛行員的無意操縱：對(duì)俯仰操縱機(jī)構(gòu)施加足夠大的操縱力使縱向桿快速向前移動(dòng)，使飛機(jī)低頭俯沖并產(chǎn)生0.5 g的法向過載，保持5 s，然后拉縱向桿以不大于1.5 g的過載改出增速狀態(tài)。

一般飛機(jī)在大重量前重心下的桿力特性較臨界。同一狀態(tài)下達(dá)到同樣的負(fù)過載，飛機(jī)在大重量前重心時(shí)需要施加更大的推桿力，且此情況下大重量時(shí)飛機(jī)增速較明顯。后重心時(shí)飛機(jī)的穩(wěn)定性較臨界，故試飛時(shí)建議選取大重量、前后重心都作為試驗(yàn)狀態(tài)。

1.2.3 突風(fēng)顛傾試飛

飛機(jī)在空中遇到突風(fēng)時(shí)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生縱向、橫行及縱橫向顛傾。模擬縱向突風(fēng)導(dǎo)致的顛傾時(shí)，先在VMO/MMO速度下配平，然后減小速度，以之前配平時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和配平，使機(jī)頭下沉達(dá)到6°～12°的機(jī)頭下俯姿態(tài)，允許飛機(jī)加速到超速警告發(fā)出后3 s，然后以不大于1.5 g的過載改出。

模擬橫向突風(fēng)時(shí)，先將飛機(jī)配平于穩(wěn)定直線水平飛行，然后操縱駕駛盤使飛機(jī)迅速滾轉(zhuǎn)到45°～60°滾轉(zhuǎn)角，方向舵和縱向操縱機(jī)構(gòu)保持不變，之后放棄操縱至少10 s或超速警告發(fā)出后3 s后（取先出現(xiàn)者），以不大于1.5 g的過載改出。

模擬縱橫向顛傾時(shí)先按要求完成縱向顛傾，在俯仰姿態(tài)已建立但在達(dá)到VMO/MMO之前，使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)15°～25°，應(yīng)保持既定姿態(tài)直到超速警告發(fā)出后3 s，以不大于1.5 g的過載改出。從縱、橫向操縱后飛機(jī)增速及穩(wěn)定性角度考慮建議用大重量、前后臨界重心來作為突風(fēng)顛傾適航試飛狀態(tài)進(jìn)行考察。

1.2.4 由爬升轉(zhuǎn)入平飛試飛

此試飛狀態(tài)是考查飛機(jī)從爬升推力狀態(tài)改平飛機(jī)后，發(fā)動(dòng)機(jī)推力保持不變，飛機(jī)增速直至超速警告發(fā)出后飛機(jī)的操穩(wěn)特性，試飛時(shí)一般設(shè)置超速警告發(fā)出時(shí)間是3 s，然后以不超過1.5 g的載荷系數(shù)改出。

在相同的爬升推力下小重量時(shí)飛機(jī)爬升速度較快，且改平后其加速度大，飛機(jī)增速快，建議用小重量、前后重心來作為驗(yàn)證狀態(tài)。

1.2.5 從M數(shù)限制高度下降到空速限制高度試飛

在M數(shù)限制高度，以MMO配平飛機(jī)，按由MMO定義的速度圖表下降至空速限制高度，超速警告發(fā)出3 s后以不大于1.5 g的過載改出。從增速快及飛機(jī)穩(wěn)定性角度考慮，建議用大重量、前后重心來完成驗(yàn)證試飛。

2 試飛計(jì)劃安排

基于以上對(duì)高速特性適航條款的理解及試飛方法的分析，建議民用運(yùn)輸類飛機(jī)高速特性適航試飛時(shí)試飛計(jì)劃安排如表1所示。

3 結(jié)語

該文通過對(duì)高速特性適航條款的理解分析，對(duì)高速特性型號(hào)合格審定試飛計(jì)劃進(jìn)行研究。制定的高速特性試飛計(jì)劃，可用于組織民用運(yùn)輸類飛機(jī)的適航試飛時(shí)作為參考。

參考文獻(xiàn)

[1] CCAR-25中國民用航空條例第25部運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] AC25-7A運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南[Z].

[3] 霍建武，攀力，王啟.Y7H一5OO型飛機(jī)高速特性適航試飛[J].飛行力學(xué)，1995，13（1）.

適航條款§25.253“高速特性”規(guī)定了飛機(jī)的試飛狀態(tài)、試飛任務(wù)、試飛構(gòu)型、速度及動(dòng)力設(shè)置。涉及的高速特性試飛演示時(shí)所要考察的試飛狀態(tài)及特性包括：重心移動(dòng)、無意的速度增加、突風(fēng)顛傾、由爬升改為平飛、由M數(shù)限制高度下降到空速限制高度等[2]。

CCAR25.253（a）（3）中明確了高速特性試飛時(shí)的配平速度，要求不超過VMO/MMO，可以將此速度作為試飛時(shí)配平飛機(jī)的基準(zhǔn)，空速允差控制在±3%。由于高度越高，空氣密度越小，飛機(jī)的俯仰擺動(dòng)、橫側(cè)擺動(dòng)的衰減時(shí)間變長，飛機(jī)縱向及橫航向的穩(wěn)定性會(huì)變低，建議試飛時(shí)在高高度進(jìn)行，這樣得到的試飛結(jié)果比較保守。高速時(shí)襟翼縫翼為巡航狀態(tài)構(gòu)型，起落架為收起狀態(tài)。

AC25-7A《運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南》中對(duì)高速特性推薦了幾種典型的試飛方法，下面逐條對(duì)試飛方法及試飛計(jì)劃進(jìn)行分析。

1.2.1 重心移動(dòng)試飛

根據(jù)飛機(jī)內(nèi)部實(shí)際布局情況，按照典型數(shù)量的乘客及服務(wù)車，從飛機(jī)最后一排座位走到駕駛艙艙門區(qū)域，整個(gè)過程中飛機(jī)重心前移，重心與焦點(diǎn)的距離增大，飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性變強(qiáng)，機(jī)頭下沉，飛機(jī)速度增大，在飛機(jī)加速到超速告警發(fā)出3 s后要求以不超過1.5 g的過載改出，若法向過載超出1.5 g，飛機(jī)的乘坐品質(zhì)會(huì)降低，乘客會(huì)感到不舒適。某型號(hào)飛機(jī)高速特性重心移動(dòng)試飛時(shí)推薦的是兩乘務(wù)人員及一輛餐車滿載時(shí)的總重量。若試驗(yàn)機(jī)安裝了水配重系統(tǒng)，可以將水從客艙后部移到前部來模擬乘客向前走動(dòng)。若試飛時(shí)沒有加裝水配重系統(tǒng)，可以采用真人正常向前移動(dòng)的辦法達(dá)到重心移動(dòng)。

此試飛是模擬重心向前移動(dòng)后飛機(jī)低頭增速，如果重心設(shè)為前重心，那么試飛過程中重心會(huì)超出包線限制，故使用后重心作為審定試飛驗(yàn)證狀態(tài)。

重量的選取原則是可以讓飛機(jī)在機(jī)頭低頭后增速最快，這樣得到的結(jié)果比較臨界。機(jī)翼水平飛行，同一配平速度下大重量時(shí)機(jī)身迎角大，發(fā)動(dòng)機(jī)推力大，重心前移同樣的程度后飛機(jī)下滑角小；小重量時(shí)雖然機(jī)身迎角小，發(fā)動(dòng)機(jī)推力小，但重心前移同樣的程度后飛機(jī)下滑角大。故大小重量都要作為適航試飛狀態(tài)進(jìn)行考察。

1.2.2 無意的速度增加

航線飛行中飛行員無意的縱向操縱動(dòng)作可能會(huì)使飛機(jī)速度增加直至超出最大使用限制速度。試飛時(shí)可通過以下操縱來模擬飛行員的無意操縱：對(duì)俯仰操縱機(jī)構(gòu)施加足夠大的操縱力使縱向桿快速向前移動(dòng)，使飛機(jī)低頭俯沖并產(chǎn)生0.5 g的法向過載，保持5 s，然后拉縱向桿以不大于1.5 g的過載改出增速狀態(tài)。

一般飛機(jī)在大重量前重心下的桿力特性較臨界。同一狀態(tài)下達(dá)到同樣的負(fù)過載，飛機(jī)在大重量前重心時(shí)需要施加更大的推桿力，且此情況下大重量時(shí)飛機(jī)增速較明顯。后重心時(shí)飛機(jī)的穩(wěn)定性較臨界，故試飛時(shí)建議選取大重量、前后重心都作為試驗(yàn)狀態(tài)。

1.2.3 突風(fēng)顛傾試飛

飛機(jī)在空中遇到突風(fēng)時(shí)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生縱向、橫行及縱橫向顛傾。模擬縱向突風(fēng)導(dǎo)致的顛傾時(shí)，先在VMO/MMO速度下配平，然后減小速度，以之前配平時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和配平，使機(jī)頭下沉達(dá)到6°～12°的機(jī)頭下俯姿態(tài)，允許飛機(jī)加速到超速警告發(fā)出后3 s，然后以不大于1.5 g的過載改出。

模擬橫向突風(fēng)時(shí)，先將飛機(jī)配平于穩(wěn)定直線水平飛行，然后操縱駕駛盤使飛機(jī)迅速滾轉(zhuǎn)到45°～60°滾轉(zhuǎn)角，方向舵和縱向操縱機(jī)構(gòu)保持不變，之后放棄操縱至少10 s或超速警告發(fā)出后3 s后（取先出現(xiàn)者），以不大于1.5 g的過載改出。

模擬縱橫向顛傾時(shí)先按要求完成縱向顛傾，在俯仰姿態(tài)已建立但在達(dá)到VMO/MMO之前，使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)15°～25°，應(yīng)保持既定姿態(tài)直到超速警告發(fā)出后3 s，以不大于1.5 g的過載改出。從縱、橫向操縱后飛機(jī)增速及穩(wěn)定性角度考慮建議用大重量、前后臨界重心來作為突風(fēng)顛傾適航試飛狀態(tài)進(jìn)行考察。

1.2.4 由爬升轉(zhuǎn)入平飛試飛

此試飛狀態(tài)是考查飛機(jī)從爬升推力狀態(tài)改平飛機(jī)后，發(fā)動(dòng)機(jī)推力保持不變，飛機(jī)增速直至超速警告發(fā)出后飛機(jī)的操穩(wěn)特性，試飛時(shí)一般設(shè)置超速警告發(fā)出時(shí)間是3 s，然后以不超過1.5 g的載荷系數(shù)改出。

在相同的爬升推力下小重量時(shí)飛機(jī)爬升速度較快，且改平后其加速度大，飛機(jī)增速快，建議用小重量、前后重心來作為驗(yàn)證狀態(tài)。

1.2.5 從M數(shù)限制高度下降到空速限制高度試飛

在M數(shù)限制高度，以MMO配平飛機(jī)，按由MMO定義的速度圖表下降至空速限制高度，超速警告發(fā)出3 s后以不大于1.5 g的過載改出。從增速快及飛機(jī)穩(wěn)定性角度考慮，建議用大重量、前后重心來完成驗(yàn)證試飛。

2 試飛計(jì)劃安排

基于以上對(duì)高速特性適航條款的理解及試飛方法的分析，建議民用運(yùn)輸類飛機(jī)高速特性適航試飛時(shí)試飛計(jì)劃安排如表1所示。

3 結(jié)語

該文通過對(duì)高速特性適航條款的理解分析，對(duì)高速特性型號(hào)合格審定試飛計(jì)劃進(jìn)行研究。制定的高速特性試飛計(jì)劃，可用于組織民用運(yùn)輸類飛機(jī)的適航試飛時(shí)作為參考。

參考文獻(xiàn)

[1] CCAR-25中國民用航空條例第25部運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] AC25-7A運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南[Z].

[3] 霍建武，攀力，王啟.Y7H一5OO型飛機(jī)高速特性適航試飛[J].飛行力學(xué)，1995，13（1）.

適航條款§25.253“高速特性”規(guī)定了飛機(jī)的試飛狀態(tài)、試飛任務(wù)、試飛構(gòu)型、速度及動(dòng)力設(shè)置。涉及的高速特性試飛演示時(shí)所要考察的試飛狀態(tài)及特性包括：重心移動(dòng)、無意的速度增加、突風(fēng)顛傾、由爬升改為平飛、由M數(shù)限制高度下降到空速限制高度等[2]。

CCAR25.253（a）（3）中明確了高速特性試飛時(shí)的配平速度，要求不超過VMO/MMO，可以將此速度作為試飛時(shí)配平飛機(jī)的基準(zhǔn)，空速允差控制在±3%。由于高度越高，空氣密度越小，飛機(jī)的俯仰擺動(dòng)、橫側(cè)擺動(dòng)的衰減時(shí)間變長，飛機(jī)縱向及橫航向的穩(wěn)定性會(huì)變低，建議試飛時(shí)在高高度進(jìn)行，這樣得到的試飛結(jié)果比較保守。高速時(shí)襟翼縫翼為巡航狀態(tài)構(gòu)型，起落架為收起狀態(tài)。

AC25-7A《運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南》中對(duì)高速特性推薦了幾種典型的試飛方法，下面逐條對(duì)試飛方法及試飛計(jì)劃進(jìn)行分析。

1.2.1 重心移動(dòng)試飛

根據(jù)飛機(jī)內(nèi)部實(shí)際布局情況，按照典型數(shù)量的乘客及服務(wù)車，從飛機(jī)最后一排座位走到駕駛艙艙門區(qū)域，整個(gè)過程中飛機(jī)重心前移，重心與焦點(diǎn)的距離增大，飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性變強(qiáng)，機(jī)頭下沉，飛機(jī)速度增大，在飛機(jī)加速到超速告警發(fā)出3 s后要求以不超過1.5 g的過載改出，若法向過載超出1.5 g，飛機(jī)的乘坐品質(zhì)會(huì)降低，乘客會(huì)感到不舒適。某型號(hào)飛機(jī)高速特性重心移動(dòng)試飛時(shí)推薦的是兩乘務(wù)人員及一輛餐車滿載時(shí)的總重量。若試驗(yàn)機(jī)安裝了水配重系統(tǒng)，可以將水從客艙后部移到前部來模擬乘客向前走動(dòng)。若試飛時(shí)沒有加裝水配重系統(tǒng)，可以采用真人正常向前移動(dòng)的辦法達(dá)到重心移動(dòng)。

此試飛是模擬重心向前移動(dòng)后飛機(jī)低頭增速，如果重心設(shè)為前重心，那么試飛過程中重心會(huì)超出包線限制，故使用后重心作為審定試飛驗(yàn)證狀態(tài)。

重量的選取原則是可以讓飛機(jī)在機(jī)頭低頭后增速最快，這樣得到的結(jié)果比較臨界。機(jī)翼水平飛行，同一配平速度下大重量時(shí)機(jī)身迎角大，發(fā)動(dòng)機(jī)推力大，重心前移同樣的程度后飛機(jī)下滑角??；小重量時(shí)雖然機(jī)身迎角小，發(fā)動(dòng)機(jī)推力小，但重心前移同樣的程度后飛機(jī)下滑角大。故大小重量都要作為適航試飛狀態(tài)進(jìn)行考察。

1.2.2 無意的速度增加

航線飛行中飛行員無意的縱向操縱動(dòng)作可能會(huì)使飛機(jī)速度增加直至超出最大使用限制速度。試飛時(shí)可通過以下操縱來模擬飛行員的無意操縱：對(duì)俯仰操縱機(jī)構(gòu)施加足夠大的操縱力使縱向桿快速向前移動(dòng)，使飛機(jī)低頭俯沖并產(chǎn)生0.5 g的法向過載，保持5 s，然后拉縱向桿以不大于1.5 g的過載改出增速狀態(tài)。

一般飛機(jī)在大重量前重心下的桿力特性較臨界。同一狀態(tài)下達(dá)到同樣的負(fù)過載，飛機(jī)在大重量前重心時(shí)需要施加更大的推桿力，且此情況下大重量時(shí)飛機(jī)增速較明顯。后重心時(shí)飛機(jī)的穩(wěn)定性較臨界，故試飛時(shí)建議選取大重量、前后重心都作為試驗(yàn)狀態(tài)。

1.2.3 突風(fēng)顛傾試飛

飛機(jī)在空中遇到突風(fēng)時(shí)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生縱向、橫行及縱橫向顛傾。模擬縱向突風(fēng)導(dǎo)致的顛傾時(shí)，先在VMO/MMO速度下配平，然后減小速度，以之前配平時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和配平，使機(jī)頭下沉達(dá)到6°～12°的機(jī)頭下俯姿態(tài)，允許飛機(jī)加速到超速警告發(fā)出后3 s，然后以不大于1.5 g的過載改出。

模擬橫向突風(fēng)時(shí)，先將飛機(jī)配平于穩(wěn)定直線水平飛行，然后操縱駕駛盤使飛機(jī)迅速滾轉(zhuǎn)到45°～60°滾轉(zhuǎn)角，方向舵和縱向操縱機(jī)構(gòu)保持不變，之后放棄操縱至少10 s或超速警告發(fā)出后3 s后（取先出現(xiàn)者），以不大于1.5 g的過載改出。

模擬縱橫向顛傾時(shí)先按要求完成縱向顛傾，在俯仰姿態(tài)已建立但在達(dá)到VMO/MMO之前，使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)15°～25°，應(yīng)保持既定姿態(tài)直到超速警告發(fā)出后3 s，以不大于1.5 g的過載改出。從縱、橫向操縱后飛機(jī)增速及穩(wěn)定性角度考慮建議用大重量、前后臨界重心來作為突風(fēng)顛傾適航試飛狀態(tài)進(jìn)行考察。

1.2.4 由爬升轉(zhuǎn)入平飛試飛

此試飛狀態(tài)是考查飛機(jī)從爬升推力狀態(tài)改平飛機(jī)后，發(fā)動(dòng)機(jī)推力保持不變，飛機(jī)增速直至超速警告發(fā)出后飛機(jī)的操穩(wěn)特性，試飛時(shí)一般設(shè)置超速警告發(fā)出時(shí)間是3 s，然后以不超過1.5 g的載荷系數(shù)改出。

在相同的爬升推力下小重量時(shí)飛機(jī)爬升速度較快，且改平后其加速度大，飛機(jī)增速快，建議用小重量、前后重心來作為驗(yàn)證狀態(tài)。

1.2.5 從M數(shù)限制高度下降到空速限制高度試飛

在M數(shù)限制高度，以MMO配平飛機(jī)，按由MMO定義的速度圖表下降至空速限制高度，超速警告發(fā)出3 s后以不大于1.5 g的過載改出。從增速快及飛機(jī)穩(wěn)定性角度考慮，建議用大重量、前后重心來完成驗(yàn)證試飛。

2 試飛計(jì)劃安排

基于以上對(duì)高速特性適航條款的理解及試飛方法的分析，建議民用運(yùn)輸類飛機(jī)高速特性適航試飛時(shí)試飛計(jì)劃安排如表1所示。

3 結(jié)語

該文通過對(duì)高速特性適航條款的理解分析，對(duì)高速特性型號(hào)合格審定試飛計(jì)劃進(jìn)行研究。制定的高速特性試飛計(jì)劃，可用于組織民用運(yùn)輸類飛機(jī)的適航試飛時(shí)作為參考。

參考文獻(xiàn)

[1] CCAR-25中國民用航空條例第25部運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] AC25-7A運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南[Z].

[3] 霍建武，攀力，王啟.Y7H一5OO型飛機(jī)高速特性適航試飛[J].飛行力學(xué)，1995，13（1）.