大型飞机试飞性能降低测定方法

张继英

【摘 要】飞机在试飞中有时会出现试飞得到的飞机性能与设计不相符的情况，通常是由于飞机阻力增加或者发动机推力减小造成的。本文介绍了流谱观测法和测压管法，用于确定飞机阻力增加的原因；通过测量和计算得到发动机推力偏差，根据相应原因，通过设计优化，使飞机性能满足设计方案的要求。

【关键词】试飞；废阻；流谱观测；测压法

0 引言

飞机设计制造完成后，在试飞阶段有时会出现试飞中得到的飞机性能与设计不相符的情况。这种性能偏差通常是由于飞机阻力增加或者发动机推力减小造成，主要包括以下原因：

1）由于结构缺陷或者制造时的工艺误差造成飞机的废阻增加；

2）飞行中的气动载荷使飞机结构部件变形或制造中的工艺偏差破坏了飞机绕流的均匀度；

3）与发动机制造商根据标准试验结果给出的推力相比较，安装在飞机实际布局下的发动机推力变小。

本文分别介绍了用于确定飞行中阻力增加的方法和确定发动机推力偏差的方法。

1 阻力增加的确定

飞机阻力增加的原因可以通过试验和计算来确定。与风洞试验和计算结果相比较，飞机在飞行中阻力的增加可以解释为当地绕流平滑度受到破坏，而绕流平滑度改变的原因是载飞行中载荷作用下结构变形或者飞机制造与图纸存在偏差。

可通过如下方法确定绕流被破坏的位置：

1）流谱观测法：对贴有丝线的飞机进行试飞，通过摄像机记录下飞机表面流谱，进行观测研究；

2）測压法：通过测压管研究飞机表面的的压力分布可以确定飞机结构变形等是否导致绕流平滑度被破坏。

1.1 流谱观测法

进行飞机流谱观测试验时，应将所有用于粘贴丝线的飞机表面去除尘土、油渍、进行清洗，用铅笔将要粘贴丝线的结构表面进行标记（机翼上做标记首先是襟翼收起状态下，然后再做襟翼最大打开状态时的标记）。

提前准备好黑色丝线用于制造丝线束， 需要粘贴丝线的部件表面积，对丝线数量进行初步估算，其中要考虑一定的备用线（约为10%-15%），以用于补充试验中丢掉的线。将准备好的线束拆分成20根一绺，然后将线束剪为180mm长度，以备后续粘贴。

用100mm×60mm的条状胶带将线束贴在胶带长度方向中间位置，粘贴住丝线的胶带宽度约为40mm，之后将丝线粘贴在飞机表面标记处，使线束沿飞机纵向轴平行排列。

飞机巡航时的流谱观测需要考虑不同飞行速度，不同飞行高度。起降时的流谱观测试验在2千米到4千米的高度下进行。飞机试飞中流谱观测见图1[4]。

借助摄像机对流谱拍摄，可以找出飞机在所有飞行状态下的不利绕流，从而找到办法消除这些现象，提高飞机的升阻比，改善飞机的飞行特性。

1.2 测压法

测压法通过测压管对全机压力分布进行研究，与风洞试验结果相比较，找到飞机阻力增加的原因。

测压管带利用柔软的聚合材料制成，长1米宽250毫米。这种形式的测压管带可以同时放置6条测压管，并从侧面引出。

这些条带通过特定的胶水粘贴到相应的飞机剖面上，测压管汇合成的硅酮管固定在飞机表面并与测压传感器连接。利用飞机客舱内的设备记录和研究实测的结果，将测压结果与风洞试验结果相比较可以发现设计薄弱部位或与设计不符的结构偏差等，调整优化后可去除相应废阻。

2 发动机推力偏差的确定

在飞行试验中得到的飞机性能与设计性能有区别的原因之一就是发动机的实际推力与制造商给出的推力不相符。

发动机推力的差别可能是具体布局中飞机部件对发动机的影响以及其他因素造成的。

在发动机进气道的入口处安装全压、静压受感疏状管，安装测量气流脉动的接收器和空气温度传感器，准备发动机的外涵道排气喷管。从发动机制造商气压舱的试验台试验结果中得到测量涡轮涵道脉冲的数据，该数据用在发动机涵道比参数被计算中。

利用发动机进气管和喷气管通过输入脉冲和输出脉冲差别来确定发动机飞行中特定状态下的实际推力。

根据推力的偏差需要采取相应措施对发动机性能进行调试以达到设计值。

3 结语

本文介绍了流谱观测方法和测压方法用于确定飞行中绕流平滑度被破坏的位置，从而调整优化结构，改善飞机的飞行性能。通过对不同飞行状态下的发动机推力测量，发现和消除发动机推力不足的原因，使飞机性能达到满足设计方案的要求。

【参考文献】

[1]陈晨.民用飞机飞行试验标准现状及思考[J].航空标准化与质量，2009，5.

[2]钟易成，余少志，陈晓.尖脊（Caret）进气道地面气动特性试验研究[J].推进技术，2000，21（5）.

[3]廉小纯，陈辅群，沈韶瀛.飞机飞行中发动机推力的测定[J].航空动力学报， 1994，9（1）.

[4]Http：//www.neeu.com/read/38968.html.

[责任编辑：朱丽娜]