某型飞机鉴定试飞的测试改装
2014-03-18张海盟
傅 侨 张海盟
(中航工业洪都集团,江西 南昌 330024)
1 引言
飞行试验是用飞行器在飞行环境中,通过各种飞行探索飞行机理,研究和掌握飞行规律,鉴定飞机、发动机和机载设备性能,不断丰富和发展飞行基础理论与应用技术,并为新航空装备的设计提供技术基础的一门科学。
2 飞行试验的一般程序
无论是鉴定试飞或研究性试飞,首先必须对试飞对象的特性要有充分的了解,然后编制试飞大纲。试飞大纲除规定试飞方法外,还对测试提出具体的要求。根据试飞大纲,正确地选择各种测试设备,绘制出电气原理图。在实验室和地面站对将要装机的各种传感器进行校准,并绘制校准曲线,然后制造符合装机要求的测试电缆、改装件和仪器安装支架,最后把符合要求的机载测试设备改装在飞机上。当与机上设备进行地面联机试验合格后,即可开始进行飞行试验。
在飞行试验中,会通过采集系统记录大量的数据。然后对这些数据进行分析,检查数据的可用性,把可用数据作为飞行试验的第一个“反馈”。通过遥测、通信等手段可以达到反馈的目的。最后进行数据处理,即把经过挑选和压缩的数据进行译码,变为工程量,进行数据分析,也就是进行科学计算。计算的结果作为对飞行试验的第二个“反馈”,并由此得到飞行试验的结果。
3 某型飞机鉴定试飞的测试改装过程
由于鉴定试飞的重要性,需要对飞机进行全方位的测试,就以某型飞机为例,此次在对改型飞机进行鉴定试飞测试时,对空速系统、航姿系统、燃油系统、操纵系统、环控系统等进行了全面测试。
整个测试改装过程拆除了部分火控系统设备,借此空间共完成了30余件机载测试设备的安装固定。飞机改装使用55A屏蔽线,按鉴定试飞测试原理图采用双绞或三绞线。屏蔽线按电气原理图一点接地,改装线路中有分离插头时,屏蔽套不允许中断,以保证电气连接。抽引飞机系统中的传感器信号,不允许影响飞机各系统的正常工作。测试系统的设备、传感器及调节器的安装位置要求拆装和维护方便。三向过载、三向角速率等传感器安装在飞机重心附近,并刚性连接。拆除了原机空速管支杆,并换装了测试专用装有攻角侧滑角的传感器的支杆。拆除了前舱原机驾驶杆,换装试飞测试驾驶杆,并在前舱左右脚蹬板上安装脚蹬力传感器。出于对飞行安全方面的考虑,地面检测和数据处理系统需要满足飞机及其系统的工作状态。
在改装过程中,我们就驾驶杆加装杆力传感器进行了一次设计改进。因为鉴定试飞测试驾驶杆纵向杆力、横向杆力是必不可少的参数,以为通常是杆力传感器设计在杆头上,其余部分基本就与原机上驾驶杆是一样的。这样的改装测量参数可靠性差、误差大。主要原因是杆头传感器与中间相铰连的部分容易松动,对飞机的安全性、可靠性都有影响。而这次是杆力传感器设计在驾驶杆的中间段,杆头、杆尾都是用原机的。这样改装杆力传感器与杆头及杆尾铰连都牢固,这对飞行中测试纵向力和横向力可靠性高,误差也大大减少,对飞行的安全也大大提高了。
其中,整个测试系统包括机载数据采集系统和数据处理系统两大部分。
3.1 机载数据采集系统
该型飞机的机载数据采集系统分为采集器子系统、GPS子系统、供电子系统、传感器子系统等。
(1)采集器子系统
采集器选用FDCR3机载数据采集器.可采集来自各传感器输出的模拟量和数字频率信号,以及来自飞机的抽引信号。包括422、429等总线信号。数据采集安全可靠,软件的编程加载及监控也很方便。
(2)GPS子系统
选用NovAtel DL-V3 GPS接收系统,该系统能实时提供飞机的定位信息,跟踪能力为GPS14 L1,其记录的数据可直接采集输出,也可经地面差分后提供高精度的起飞着陆的距离及航迹数据。
图 NovAtel DL-V3 GPS接收系统
(3)供电子系统
整个测试系统的供电由机上照明系统提供,所需的27V直流电不超过20A。由飞行数据记录控制盒及试飞系统总电门直接控制。
(4)传感器子系统
传感器安装于飞机各处,分别测量压力、温度、流量、应力、位移、姿态等,所有传感器飞行前在实验室或
飞机上系统标定。大气数据组件安装在机头空速管支架上,传感器组件内部的电阻电位计测量飞机的攻角侧滑角。同时连接空速管的静压和总压管,提供高度速度信号。
3.2 数据处理系统
数据处理是试飞测试链上的最后一个环节。无论是单路测量,还是多路测量;无论是模拟方式测量还是数字方式测量,其中有部分结果不能直观地使用,必须经过数据处理后才能满足使用要求。数据处理的工作是由电子计算机及其外部设备来完成的。
数据处理系统能够处理、分析地面和机载记录的PCM数据;并以文本文件形式提供码值和物理量。
数据处理系统包括预处理系统和各专业数据处理系统。预处理系统将数据从记录设备上读出,并进行简单预处理,然后通过介质传输给专业数据处理系统,对数据进行处理和分析,然后给出试飞结果。其中,GPS数据就是通过GrafNav事后处理软件差分处理,对原始数据进行校正,因此明显提高了定位解算精度,精度完全可以达到1cm或更高。
图 GPS航迹图
4 结束语
飞行试验是发展航空科学技术的关键环节,贯穿于飞行研究、新机设计、研制定型、生产和服役使用全过程,是发展航空工业的极其重要的领域。合理的测试系统的选择规划非常重要,可以大大提高飞行试验效率和安全性,加速新型飞机的飞行试验进程。
[1](俄)JI·M,别列斯托夫等《飞行试验监控》中国飞行试验研究院1996.3.
[2]唐纳德·T·沃德《飞行试验工程导论》中国飞行试验研究院1996.8.