King Air B90飞机特性研究

金诚一

摘 要：本文主要介绍King Air B90飞机操稳特性，通过King Air B90飞机的两次飞行试验，选取一些典型的操稳试飞科目，采用常规的试飞方法来研究分析其操稳特性。结合开闭环试验数据和特定任务的飞行员操纵评价对试验飞机的部分操稳特性进行快捷地分析评估，并结合适航规章对试验飞机操稳特性的适航条款符合性进行分析和讨论。试验表明，King Air B90飞机经试验的操稳特性满足FAA适航条款要求。

0 引言

本文基于美国联邦适航规章FAR23部，结合King Air B90飞机的两次操稳试验数据和飞行员评述来对飞机的部分特性进行探讨和研究。

1 操稳特性飞行试验

1.1 试验目的

根据FAR 23部[2]第23.143、23.155、23.173、23.177和23.181条对King Air B90飞机的FCMC飞控机械特性、纵向动稳定性、纵向静稳定性、过载杆力梯度、横航向静稳定性、横航向动稳定性进行评估，确定飞机在不同构型下相关科目的操稳特性，对条款符合性进行分析，对试验获得的飞机操稳特性进行评估，分析操稳特性对飞行员操作的影响。

1.2 试验飞机介绍

用于试验的King Air B90飞机编号ZS-OHB，是Beachcraft公司生产的下单翼双发涡轮桨飞机，带有可收放的前三点式起落架，飞机的最大起飞重量9650 lbs，能在满油情况下搭载5-6人和100Kg行李，升限30000ft，最大巡航速度208节。

1.3 试验方法

本文中进行的操稳特性飞行試验包括FCMC飞控机械特性、纵向动稳定性、纵向静稳定性、过载杆力梯度、横航向静稳定性、横航向动稳定性以及HQR闭环试验。试验方法均遵循FAR23部法规及AC的指导，采用相关科目的常规试验方法来验证对应的特性，HQR评级规则采用库伯哈勃操稳评级表。

1.4 试验条件

受时间和配重等条件的限制，本次试验并没有采用极限的重量和重心组合，试验起飞重量为8200 lbs，起飞重心为距参考点151.7inch处。

1.5 试验结果及分析

试验在南非Oudtshoorn机场进行，试验的两天气象条件为CAVOK（Ceiling And Visibility OKay），能够清晰的看到地平线，没有紊流。第一个架次的试验点在 20000 ft 、温度OAT -20°及光洁构型下进行，第二个架次的试验点在 5000 ft 、温度OAT 18°及着陆构型下进行。飞机的全重在8，400 lb to 8，880 lb 之间。试验严格按照1.3节所述的试飞方法进行，试验结果如下所示。

1.5.1 纵向静稳定性

在两种构型下杆力随着速度的变化关系反应了正向收敛的静稳定性，飞行员可以清晰地通过杆力变化来判断速度变化。试验结果符合FAR23.173（c）。

1.5.2 纵向短周期特性

试验中通过扫频发现飞机的自然频率大概在0.5 Hz （2 s周期）。振荡超调为1个，因此阻尼率为0.6。说明俯仰阻尼很强。试验结果符合FAR23.181 （a）：短周期振荡必须受到重阻尼。

1.5.3 纵向长周期特性

长周期特性是收敛的。光洁构型下的长周期时间为40秒，阻尼率为0.1并且在4个周期内停止。着陆构型下的长周期时间为40秒，阻尼率为0.3并且在2个周期内停止。试验结果符合FAR23.181 （d）。

1.5.4 机动稳定性

杆力与载荷因素成比例的增加，并且每g杆力曲线斜率在手册限制载荷范围内没有出现明显的减小。每g杆力在大于1g和小于1g时分别为30 lb/g、35 lb/g。飞机的过载杆力梯度满足FAR 23.155（c）。

1.5.5 横航向静稳定性

两名飞行员在航向截获的HQR试验中都给出了2的操纵品质评级，说明航向静稳定性对于航向保持和航向回中有明显的促进作用。飞机的航向静稳定性符合FAR 23.177（a）。

1.5.6 螺旋模态特性

飞机的螺旋模态试验中，在着陆构型下从稳定的坡度角收敛到半幅值需要15秒，在光洁构型下需要25秒。因此飞机的螺旋模态是收敛的，从而说明飞机有较强的上反效应，也与稳定侧滑试验结果一致。

1.5.7 滚转模态特性

滚转模态时间常数为0.3秒，而且两名飞行员在30度坡度截获的HQR闭环试验中给出了2的评级。说明飞机的滚转阻尼对于滚转机动的操作较为合适，飞行员可以较为容易、精确的捕获预选坡度。

2 结论

本文通过King Air B90飞机的两次飞行试验，对FCMC飞控机械特性、纵向动稳定性、纵向静稳定性、过载杆力梯度、横航向静稳定性、横航向动稳定性等科目的试验数据进行分析和讨论，得到如下结论：

1） 飞控机械特性合适，飞行员对飞机三轴的操纵感受都较为舒适，飞机的纵向、横向操纵增益较为合适。

2） 上述科目中的试验结果符合FAR23.143、23.155、23.173、23.177和23.181条相关内容的要求。

参考文献：

[1]FAR-23，Airworthiness Standards：Normal， Utility， Acrobatic and Commuter Category Airplanes[S].

[2] CCAR-23-R3，正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定[S].