[科普中国]-直升机飞行试验

基本概念

直升机飞行试验，对直升机进行所规定的各项飞行试验，通常包括定型试飞、调整试飞、研究和专题试飞、适应性试飞等。具体试验项目有：起飞、着陆、下降（包括自转）、悬停、爬升、平飞性能测量和平衡特性试验；机动性、操纵性、稳定性和气动导数测量；机体和各部件静、动应力和载荷测量；环境振动测量；电器、仪表和导航设备性能和可靠性测量；武器和外挂装置性能和机体相容性试验；海洋、沙漠和热气候条件下的综合性试验等。1

试验内容直升机和飞机同属于航空设备，同样要在空中活动，有相同的性能，但在原理和结构方面又有相当大的差别，功能又有所不同。主要有以下内容。

悬停性能试验确定直升机悬停状态的需用功率，进而确定静升限和评定旋翼性能等。试验方法有自由飞行悬停法和系留悬停法两种。自由悬停法是以不同的起飞质量和不同的旋翼转速（直升机旋翼转速可调），从有地效到无地效的不同离地高度进行稳定的悬停飞行。系留悬停法是用系留钢索将直升机紧系在地面的固定装置上，并通过安装在系留钢索上的载荷指示器测量钢索的张力，旋翼的拉力等于直升机的质量和钢索的张力之和。现广泛采用自由飞行悬停法。

起飞性能试验用以验证设计计算结果，确定各种使用条件下直升机的起飞着陆性能和最佳操纵方法等。起飞试验方法主要有滑跑起飞法、悬停转入平飞加速法、同时爬升加速法和垂直爬升法。

平飞性能试验确定直升机的平飞需用功率特性、巡航特性，由振动、最大可用功率和操纵机构位置等限制的最大速度以及由振动和功率限制的最小速度等直升机平飞性能。

爬升性能试验在不同发动机功率和旋翼总距下确定直升机的垂直爬升性能、垂直爬升修正因子和检验由悬停试验所得数据经外推得到的无地效悬停升限。

着陆性能试验直升机着陆有两种：动力着陆和无动力着陆，动力着陆试验主要确定滑跑着陆距离和着陆速度。无动力着陆就是自转下降着陆。自转下降着陆试验主要是确定直升机进入旋翼自转、稳定下降和安全着陆时的特性及其最佳处理方法。

机动性试验确定在不同高度和发动机状态下直升机所能达到和保持的最大法向过载与前飞速度或前进比的关系曲线，并由这些曲线确定受功率、极限姿态角、操纵和旋翼失速等限制的过载包线或特定条件的过载值。

环境振动试验在地面和飞行中测量直升机结构和部件上的振动参数，为编制设计和试验规范、评价直升机的动力环境及验证直升机结构、设备有无过度振动提供依据。直升机的振动主要来自主旋翼、尾桨、发动机和传动系统、吊挂、武器发射和投放、阵风、起飞着陆载荷等。

噪声试验主要是测定直升机内部噪声、外部噪声和武器发射噪声。2

直升机飞行噪声的试验研究直升机的用途广泛，但其噪声问题非常突出。就目前广泛采用涡轮轴发动机为动力的直升机来说，旋翼（尾桨）的空气动力噪声对远场噪声的贡献最大，是直升机最主要的噪声源。随着军用直升机对隐身要求的提高和适航条例对民用直升机噪声的严格限制，旋翼噪声机理及其降噪技术研究已经成为直升机技术研究中的一个最重要分支。由于直升机在飞行过程中，旋翼桨叶经历着挥舞、摆振、变距等运动，加上尾涡等对桨叶的气动干扰，使得旋翼噪声机理异常复杂，仅仅通过求解FH-W方程计算旋翼噪声难以获得令人满意的结果。

近30年来，国外在对旋翼噪声进行理论研究的同时，集中力量广泛地开展了试验研究，通过试验研究直升机的噪声机理，验证噪声预估方法，发展降噪技术阵。我国在旋翼噪声研究方面起步较晚，和国外先进水平相比有一定的差距，在直升机噪声的试验研究方面差距尤为明显。“九五” 期间，中国航空研究院（CAE）和德国宇航院（DLR）合作开展直升机噪声的研究，1997年，中国和德国研究人员采用一架单旋翼带尾桨的轻型直升机，首次在哈尔滨平房机场完成了10个飞行状态的噪声测量，并根据国际民航组织（ICAO）关于直升机噪声适航的有关规定记录了航迹、噪声、气象等数据。3