[科普中国]-飞行试验

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飞行器及其动力装置和机械设备在真实的飞行环境条件下进行的试验。一般分为4种类型：(1)研制飞机试验。武器装备从开始研制到鉴定定型前所进行的试验。(2)鉴定定型飞机试验。对处于定型状态的新武器装备是否达到战术技术指标和使用要求而进行的试验。(3)检验飞行试验。为检验武器装备的生产质量或考核其库存期间的基本性能所进行的试验。(4)使用飞行试验。为考核研究武器装备在实际使用条件下的战术性能、使用方法所进行的试验。1

飞行测试程序通常有两类飞行测试程序-商业和军事。进行商业飞行测试，以证明飞机满足政府认证机构的所有适用的安全和性能要求。在美国，是美国联邦航空局（FAA）；在加拿大，加拿大运输局（TC）；在英国，民航局；在欧盟，欧洲航空安全局（EASA）。由于商业飞机开发通常由飞机制造商或私人投资者资助，所以认证机构对飞机的商业成功没有利害关系。这些民事机构关注飞机的安全，飞行员的飞行手册准确地报告了飞机的性能。市场将决定飞机对运营商的适用性。通常，民用认证机构不参与飞行测试，直到制造商发现并修复任何开发问题，并准备寻求认证。

军事方案不同于商业方案，因为政府与飞机制造商签订合同，设计和制造飞机以满足具体的任务能力。这些性能要求在飞机规格中记录，飞行测试程序的细节（在许多其他程序中要求）要在工作说明书中详细说明。在这种情况下，政府是客户，并与飞机执行任务的能力有直接的利害关系。由于政府资助该计划，它从早期就更多地参与飞机设计和测试。

无人机飞行试验本次飞行试验共飞行作业 3次 。 其中第一次试验主要为了验证无人机遥感系统的机上成像能力 。 第二次则按照遥感作业的要求进行了航迹规划， 按起始点的经纬度自动开始拍摄 , 按结束点的经纬度自动关闭遥感设备 。验证了航迹规划 、遥感空中控制子系统以及数据获取 、 数据传输以及快视图显示等功能 。第三次试验则重点验证了压缩解压缩功能 ，同时改正了前两次试验中存在的一些问题，取得了较好的结果 。由于试验的重点有所区别 ，在三次飞行试验中，其中第二次的飞行试验是按照航空遥感的要求设计航线的。设计的航线为东西方向水平飞行 ，因此根据实际飞行航线的纬度就可以计算出航线的弯曲度 。根据航摄的要求，航线弯曲度不超过 3%。 而本次飞行试验的航线最大的弯曲度为 1. 4%, 满足飞行的要求。2

风洞虚拟飞行试验传统的静态风洞试验、 小振幅强迫振荡试验、 尾旋风洞试验、 单轴和多轴协调大振幅强迫振荡试验等
都无法有效模拟飞行器机动运动过程， 需要发展能够更为逼真的模拟真实机动飞行过程的试验方法———
风洞虚拟飞行试验 。风洞虚拟飞行试验是把飞行器模型安装在风洞中具有三个转动自由度的专用支撑装置上， 让三个角位移可以自由转动或者按照飞行器的飞行要求实时操纵控制舵面， 实现较为逼真的模拟飞行器机动运动过程， 并同时测量飞行器气动和运动参数， 检验飞行器响应和操纵控制特性，达到气动/运动一体化研究、探索气动/运动耦合机理的目的。针对某典型导弹， 开展了铅垂平面内三自由度俯仰运动的开环控制和闭环控制下的飞行仿真模拟，分析了风洞虚拟飞行试验和真实飞行之间的主要差异及其影响， 研究了风洞虚拟飞行试验的模拟方法。

导弹开环控制运动仿真结果表明： 开环控制下线位移约束的运动与真实飞行存在显著差异，不能够逼真模拟真实飞行。因此， 风洞虚拟飞行试验不能采用开环控制方式。为此开展导弹俯仰运动闭环控制飞行仿真，分析风洞虚拟飞行试验的模拟方法。

对经典三回路自动驾驶仪控制， 采用俯仰角速度反馈的闭环控制方式， 风洞虚拟飞行试验能够补偿线位移约束的影响， 实现较为逼真的模拟真实飞行过程。但由于速度变化的影响无法补偿， 会造成风洞虚拟飞行试验和真实飞行之间的一些差异。3

国外高超声速飞行试验启示从众多飞行试验项目来看，飞行试验安排的时机主要有两个：一个是在基础研究和关键技术攻关中，无法通过地面试验进行验证的项目，需要进行飞行试验；另一个是在关键技术攻关进展到一定程度， 需要进行气动、
动力 、结构 、控制等多项技术集成验证时，需要进行飞行试验。美国在 2000年前的飞行试验项目大多属于前一种，2000年后进行的飞行试验项目基本属于后一种，其他国家当前进行的飞行试验项目更多的为前一种情况 。

飞行试验是国外进行高超声速研究的重要研究手段, 采取循序渐进、 逐步验证的技术路线，从带飞到短时自主飞行 ，再到长时间自主飞行，从单项技术验证到多项技术集成验证 。

初期 , 美国、 俄罗斯等国选择使用成熟技术研制飞行试验平台，对超燃冲压发动机、机体/推进一体化、飞行控制等相关关键技术进行了研究和飞行演示验证, 重点是研究和验证超燃冲压发动机技术。

空天飞行是一个远期目标，就目前各国的研究水平来看，还不能够实现，目前各国仍从机理和基础问题研究入手，采用国内国际合作方式开展基础研究。4