[科普中国]-研究性飞行试验

特点

研究性飞行试验一般不以某一具体型号飞机为研究对象，而侧重于基础理论和应用技术的探索、验证；有时也针对某新一代型号飞机要求进行特定的专门技术的研究。研究性飞行试验通常用专门研制的研究机（如美国X系列飞机）或用现役飞机改装的专用飞机(如变稳飞机等)进行。历史上不少重大航空技术是由专用的试验机或研究机的研究性飞行试验突破的。世界上一些航空技术发达国家专门设置有研究性试飞机构，如美国NASA所属的飞行研究中心、英国国防部评审中心的飞行试验部等。2

试验过程飞行试验的过程可分成以下几个阶段。

(1)下达任务阶段

制定飞行试验大纲，按照试飞大纲要求分解任务，组成不同专业的课题组分别对该专业试飞项目进行技术论证，提出所需条件及协作项目。

(2)试飞准备阶段

该阶段主要工作包括编制试飞实施大纲、编制试飞改装文件、编写每次飞行起降的试飞任务单等。试飞实施大纲的主要内容有：试飞的目的和意义、试验对象描述、试验方法、测量参数及测量精度要求、试飞内容及要求的试验条件、飞行试验起降顺序的安排、保证飞行安全的措施及主要飞行限制数据、协作关系和飞行试验结果的提供形式等。试飞改装文件主要包括：制定试飞改装技术条件和试飞改装电气原理图，并按改装方案在机上加装测试设备，改装被测对象的结构等。在试飞过程的每次飞行起降前，都要编写试飞任务单。

(3)飞行试验阶段

飞机完成试飞改装后，必须按规定程序进行全机通电检查，完成规定的地面试验，最后进行检验试飞。正式飞行试验时，由经过专门训练的试飞员按照“试飞任务单”进行试飞。在试飞过程中，通过综合数据系统，实现试飞中测试数据的实时处理和实时监控。

(4)试验数据处理和总结阶段

试飞后，对测试记录数据进行数据处理，写出飞机设计定型试飞报告及有关专题试飞报告，最后归档。1

我国研究情况我国飞行试验机构已经可以进行空气动力学、飞行力学、结构完整性、动力装置和机载系统没备一般性的专题研究试飞和型号研制中所需的特定项目的科研攻关试飞。

1、在空气动力学飞行试验研究方面．已经开展了气动力测量研究、飞机极曲线测量飞行试验，气动导数飞行试验测量、飞机抖振边界飞行试验研究、超临界机翼气动力设计技术验证等飞行试验研究。

在空气动力学飞行试验研究方面主要进行如下几方面的试飞研究：

1)与瑞典航空研究院合作，开展气动力测量研究，包括压力分布测量、附面层测量等，通过试飞研究，不但获得大量的运七飞机机翼气动数据，还掌握了气动测量试飞技术。

2)飞机极曲线测量飞行试验。进行了升阻特性(即极曲线)测量，获得平衡状态的极曲线，为极曲线的风洞试验和飞行试验相关性研究提供数据。

3)气动导数飞行试验测量。利用先进的系统识别方法，从飞行试验数据中提取多种飞机的气动导数，并为气动导数的风洞试验和飞行试验相关性研究提供数据。

4)飞机抖振边界飞行试验研究。进行了飞机抖振边界测量飞行试验，为抖振边界的风洞试验与飞行试验相关性研究提供数据。

5)超临界机翼气动力设计技术验证。超临界机翼气动力设计技术验证工作在2006年完成，为新支线飞机和大型客机设计提供了具有一定成熟度的技术。3

2、在飞行力学研究方面，利用变稳飞机开展了驾驶员诱发振荡(PIO)研究，突破了ACT各项关键技术．并在多种型号飞机上进行了大迎角特性/失速/尾旋试飞研究，初步掌握了飞机大迎角特性/失速/尾旋的预测技术。

1)在歼击机上专门开展飞行品质研究，并结合其他型号飞机的设计定型试飞进行飞行品质研究，为制定我国自己的飞机飞行品质标准提供一定量试飞数据。

2)利用变稳飞机开展了驾驶员诱发振荡(PIO)研究；与俄罗斯飞行研究院合作，利用IFSTA飞行模拟试验机研究了PIO四种判据，为飞机设计提供了防止PIO产生的建议。

3)我国自主研制了三轴四余度数字式电传操纵试验机，通过飞行试验，全面突破了ACT各项关键技术，验证各项技术的工程应用可行性，为型号工程应用积累了经验，并提供了成熟技术。

4)在多种型号飞机上进行大迎角特性/失速/尾旋试飞研究，初步掌握了飞机大迎角特性/失速/尾旋的预测技术、试飞分析技术和保安装置的研制技术。3

3、在结构完整性飞行试验研究方面，已经完成了飞饥外挂振动环境试飞研究，飞机机翼和平尾载荷飞行测量，进气道噪声/应变和腹鳍振动与应变测量，复合材料应变空测等飞行试验研究，为改进飞机结构设计奠定了基础。

结构完整性飞行试验研究包括：

1)飞机外挂振动环境试飞研究，其试飞结果为进一步研究外挂振动环境试验条件和制定外挂振动试验标准积累了定量数据。

2)完成了某型飞机的机翼和平尾载荷飞行测量，为验证载荷分析方法提供了依据。

3)完成某型号进气道噪声、应变和腹鳍振动、应变测量、为编制进气道噪声载荷谱和腹鳍振动载荷谱提供了依据。

4)完成了复合材料应变空测研究，为具有复合材料结构的飞机的结构验证和载荷飞行验证奠定基础。3

在动力装置飞行试验研究方面。已经在某飞行试验台上先后进行了多种发动机验证试飞。此外，还在伊尔-76航空发动机飞行试验台上完成了我国自行研制的涡扇发动机的飞行试验。

在航空救生系统飞行试验研究方面，利用弹射试验机先后完成了多种型号座椅空中弹射试验：在新一代弹射救生系统弹射飞行试验中．完成了包括俯冲、滚转、俯冲下沉、倒飞和大速度弹射试验。

在目标特性测量研究方面，我国先后对多种同定翼飞机和直升机进行了静态红外辐射特性测量和动态RCS测量，为隐身设计提供了依据。4

发展趋势借鉴美国飞行试验科学技术发展的经验，并根据我国航空科学技术及航空工业未来的发展需求，我国飞行试验科学技术将呈现如下发展趋势：

空-地一体化试验分析技术为了更好地把握物理现象，提高对试飞结果的预知性，世界航空强国都建立了相应的试验前预测研究体系，即空一地一体化试验分析技术。典型的模式是：建立被试对象数据库(数据来源风洞试验结果和设计估算结果)-建立数学模型-理论预测计算-自由飞模型试验或地面飞行模拟器模拟试验-被试对象飞行试验-修改数据库，然后修改数学模型直至再试飞。这样可以降低飞行试验的风险，节约试验费用，提高试飞效率。

演示验证和试验机技术重要的航空新技术，如电传操纵技术、推力矢量及控制、隐身设计、火/飞/推综合控制等，在用于新研型号之前，通常应在专门的试验机上进行演示验证。美国航空业走的就是这条路。美国航空界经过多年的研究、演示验证，使得上述这些关键技术达到一定的成熟度后才成功地应用于F-22。美国航空界将继续沿此方向前进。为了实现超燃冲压发动机实用化，美国空军、国防部、NASA、波音公司和普惠洛克达因公司联合研制了x-51A超燃冲压发动机技术验证机。这也是中国航空业发展应走的一条道路。

设计、制造和飞行试验一体化在航空产品设计和制造阶段，飞行试验人员就应参与，为飞行试验做准备。试验人员可充分了解试验对象，设计、制造人员了解飞行试验的需求。如设计时就要考虑为试飞测试设备的装机预留空间，制造时把试飞测试中所要使用的总线、电缆、测试装置安装到位，实现总装和飞行试验改装一体化。

飞行试验测试技术飞行试验测试系统朝着更大的测试能力、更强的数据传输和处理能力、更高更快的实时监控能力、更高的标准化程度和更小的体积方向发展；大型的飞行试验测试系统向着通用性、综合性、先进性方向发展；而小型系统向着专业化方向发展，以解决通用系统无法解决的特殊测试问题。

空天一体化空天一体化的试飞需求把飞行试验的范围扩展到新领域，飞行试验开始从航空飞行器向航天飞行器方向扩展，跨大气层飞行器试验和一体化空天信息系统试飞将是我国未来的主要试飞内容。

信息化信息化将引发飞行试验新的变革，通过自动化、智能化、数字化和网络化技术的采用，极大地提高试验设计、测试改装、飞行、数据处理与分析、试验保障和试验管理的能力和水平。信息化引发飞行器研究、开发、试验和使用管理模式的变化，使飞行试验的综合化和一体化程度越来越高，并加速飞行试验空一地一体化进程，促进飞行试验子系统高度综合，使飞行试验结构发生变化，实施多专业综合试飞。提高飞行试验效率。

无人机试飞空战无人化需要大量各式各样的无人驾驶飞行器，设计、制造和使用无人飞行器离不开飞行试验的支撑和引领。因此，无人机飞行试验将成为飞行试验的一个重要分支。3