[科普中国]-飞机操作品质

操作品质（飞行品质）

飞行器在执行规定任务时，驾驶员任务影响完成任务难易程度的一些飞行特点。它涉及的学科有：稳定性和操纵性、反馈控制理论、人体响应分析和气动弹性等。按飞行器种类，可分为飞机飞行品质、直升机飞行品质和航天飞机飞行品质等。莱特兄弟提出的在整个飞行过程中“任何时候都能完好地操纵和平衡”的说法可谓最早的飞机飞行品质要求，目前它已发展成很多复杂的判据组合。飞机飞行品质的优劣最终要取决于驾驶员对飞机的评价。评价时受到很多因素的影响：飞机的稳定性、飞机的操纵性、座舱设计、座舱的视界、执行的任务、驾驶员的经历、情绪和身体状态、外界环境（如能见度和气象条件等）。

为了使驾驶员对飞行品质有统一的描述方法，规定了对飞机飞行品质的评分标准，例如许多国家采用的美国库珀-哈珀（Cooper-Harper）评分尺度共分为10等，评为1分的最优，评为10分的最劣。不同的飞机在不同的飞行阶段对飞行品质的要求都不相同。因此，需要按飞机的重量和机动性将飞机分成三类或四类，并对不同的飞行阶段提出不同的要求。

20世纪70年代以来，随着飞机飞行范围的不断扩大和在操纵系统内引入越来越多的各种自动装置，对飞行品质研究提出了许多新课题。例如，描述人-机系统中驾驶员的数学模型、对高阶系统的低阶等效系统、飞行品质研究设备（如变稳飞机、地面飞行模拟器）的研制、大气扰动对飞行安全性和乘员舒适性的影响、超低空飞行时大气扰动对地形跟随或回避的影响、大迎角时的飞行品质等。2

飞行品质规范对飞行器飞行品质规定的具体指标，作为设计、鉴定、验收和使用飞行器的准则性文件。飞行器设计通常应满足飞行品质规范的要求，它往往是订货部门决定飞行器可否被接收的主要依据之一。20世纪40年代初，美国吉尔鲁斯（R.R.Gilruth）用16种装有当时先进仪器的不同类型飞机系统地进行了大量试验，1943年他据此发表了题为“对飞机满意的飞行品质的要求”。

美国空军于1943年8月颁发了他们第一部飞行品质规范。随后经多次修订，于1980年颁布了目前使用的军用飞机飞行品质规范（MIL-F-8785C）。现在英国、俄罗斯、法国、德国、瑞典等都制定了各自的军用飞机飞行品质规范，而对民用飞机则往往在适航性条例中有专门章节阐述其飞行品质要求。中国于1972年开始了研究飞行品质规范的编制工作，1982年颁布了《军用飞机飞行品质规范（试用本）》，1986年又颁布了国家军用标准《有人驾驶飞机（固定翼）飞行品质》。随着飞机飞行性能的不断提高以及飞机操作系统日趋复杂（例如引入动力器、增稳装置、人工阻尼器、电传操纵系统等），对飞机飞行品质提出许多新的要求，因此飞行品质规范也要不断地增加以补充和修订。

飞机飞行品质规范中通常要首先明确规定飞机的分类和飞行阶段的划分，以及各飞行品质等级的含意，这是因为针对不同的情况应提出不同的指标。一般飞机飞行品质规范主要从以下几方面提出指标或要求：

稳定性方面，如纵向静稳定性、飞行轨迹稳定性、自由扰动运动等各种模态的阻尼和频率等；

操纵性方面，如各舵的操作效能、驾驶员为保持某平衡状态或作机动飞行所需的杆力和脚蹬力等；

操作系统特性方面，如操作系统的机械特性（摩擦、预加载荷、空行程、柔性、质量不平衡、非线性传动等）和动态特性（对操纵力输入操作面反应的滞后、操纵系统振荡的阻尼等）以及增稳系统和配平系统的特性等；

其他飞行品质方面，如失速和尾旋特性、抖振特性、惯性耦合、外挂物的投放以及故障状态等。

此外，还对大气扰动的模型作出具体规定，以便分析飞机对大气扰动的反应。2