小型通用飞机噪声试飞测量与测试系统

摘 要：当前通用飞机研制发展迅速，通用飞机应用范围广，具有良好的发展势头，噪声试飞是取证过程中一个重要环节，对此，本文简单介绍小型通用飞机的噪声试飞测量与测试系统。

关键词：通用飞机;噪声试飞;测量与测试系统

噪声试飞试验需要在地面起飞噪声测量点进行噪声测量的同时，同步进行飞机飞行状态、地面气象、飞行航迹等测试。地面噪声测量点的位置需要采用与飞行航迹测试原理相同的方法在试验前完成测量。其中，噪声由噪声测量系统进行测试，地面气象采用地面气象测量系统进行测试，飞机飞行状态测试由机载飞行状态测试系统进行测试，飞行航迹和噪声测量点位置由飞行航迹与测量点位置测量系统进行测试。

主要测试设备包括：

1）噪声测量系统;

2）地面气象测量系统;

3）飞行航迹与测量点位置测量系统;

4）机载飞行状态测试系统;

5）飞行参数遥测与监控系统。

一、噪声测量系统

系统由传声器单元、传声器倒置装置（金属板、倒置支架、风罩等）、多通道采集记录和分析系统、1/3倍频程谱分析系统、数据通信单元、活塞发声器（声校准设施）以及线缆组成。

噪声测量传声器单元由传声器和4前置放大器组成，配有防风罩等;通道现场校准使用活塞发生器;记录、回放和分析系统使用多通道采集记录和分析系统;1/3倍频程谱分析系统进行噪声信号的1/3倍频程、A声级分析。多通道采集记录和分析系统可进行粉红噪声校准。

传声器倒置安装，其薄膜平行于一个涂白漆金属圆盘，在其上方7 mm（传声器感压单元直径的一半）。圆盘直径40 cm，至少厚2.5 mm，圆盘表面涂白色油漆。圆盘与测量点地面平行放置，上表面与地面平齐，圆盘下方不能有空隙。传声器倒置安装在与飞机飞行航迹地面投影线垂直的垂线上，从圆盘中心向远离飞行航迹地面投影的外侧3/4圆盘半径处。其它噪声测试设备，如数据采集记录设备、分析设备、校准设施等布置在距离飞越综述测量点不少于20m的噪声测量站处，以保证仪器设备和测试人员对噪声测试结果产生影响。

二、地面气象测量系统

气象参数的实时监控和分析由噪声测试系统的多通道采集记录和分析系统完成。其测试参数包括风向、风速、温度、湿度和气压等。

气象测量设施布置在飞越噪声测量点附近，距离测量点不少于20m，避免测试设备和测试人员对噪声测量产生影响。同时，为了更好地得到噪声测试环境的气象条件和试验中实时观测气象数据，气象测试设施布置在距离噪声测量点约20m～100m范围内，气象传感单元的离地高度为8m。

三、飞行航迹与测量点位置测量系统

飞行航迹与测量点位置测量系统采用差分GPS位置测量系统。其由GPS天线、机载测试设施（参数采集记录可采用机载飞行状态测试系统）、地面差分站和手持式定位装置组成。飞行航迹与测量点位置测量系统通过GPS天线接收GPS信号，由机载测试设施记录飞机的经度、纬度、高度等信息，并通过地面差分站获取的机载位置信息进行差分运算，得到差分后的高精度经度、纬度、高度等信息。

四、机载飞行状态测试系统

机载天线安装在机身背部平坦宽阔区域，周围应无信号障碍物。测试改装完成后，应标定机载天线在机体坐标系中的位置，作为飞行航迹计算的参考点。机载测试设施（参数采集记录可采用机载飞行状态测试系统）安装在飞机舱内，安装应牢固，便于维护、检查以及数据记录介质的插拔。地面差分站布置在机场内信号无遮挡的空旷区域，进行差分定位基准测量。地面差分站附近应具有办公空间，便于每个飞行架次后现场进行差分计算处理。

五、飞行参数遥测与监控系统

关键飞机飞行状态参数和飞行航迹参数采用遥测监控方舱实时监控，用于进行飞行试验数据的有效性判定以及进行试验现场的监控、指挥。飞行参数遥测与监控系统停放在机场空旷区域，保证在飞行试验期间遥测信号无遮挡，通信正常，并且便于与噪声测量点、控制站之间的通信联络。另外，飞行参数遥测与监控系统应远离噪声测量点和飞机飞行航迹下方，减少对飞机噪声测量产生影响。

实时监控参数应包括：飞行高度、飞行速度、螺旋桨转速、起落架位置、飞机姿态、发动机功率参量、多面位置等。并可以在试验点执行结束后回放飞机飞越噪声测量点时的上述监控参数曲线。

六、试验场地

试验的噪声测量场地与噪声测量点为核心进行建设。如果采用航迹切入法，噪声测量点仅设置一处，且不必严格选择在跑道中心延长线上且距离起飞滑跑点2500m的位置，可以在跑道延长线上根据机场实际情况选择。噪声测量点选择的原则是：噪声测量场地应选择在机场内的平坦区域，没有吸声特性较强的茂密、高大的杂草、灌木或树木，若有，应在场地建设时去除。在噪声测量点上空，在半角为75°的锥形空间内（轴线垂直于测量点地面），不得有障碍物。

噪声测量点应是土质地面，建设测量点平台。在半径15m-20m圓周范围内除去地面附着物，将地面平整，土壤压实，地表不能有明显不统一或间断，不能有积水、积雪和其它除测量设备外的附着物。噪声测量点建设完成，需要进行持续维护，以防异常气象破坏、积水、地面出现显著不平、地面植被过高等，保证在试验期间地面条件的一致性。气象测量点地面建设参照噪声测量点的要求，但对地面没有平整、压实要求。噪声测量站点布置在噪声测量点附近，不能明显影响噪声测量和飞行。其余设施的场地无特殊技术要求。控制站、遥测与监控系统设施、地面GPS差分站等应尽可能布置在机场塔台或指挥部外的空旷区域，在试验全程信号无遮挡，通信正常。

参考文献：

[1]航空器型号和适航合格审定噪声规定.民航局政策法规司.2017-12-12

[2]航空器型号合格审定程序.民航局航空器适航审定司.2011-03-18

[3]航空器型号和适航合格审定噪声规定.民航局航空器适航审定司.2008-03-17

作者简介：张志超（1986.06-），男（汉族），本科学士，主要从事通用飞机试飞。1B0ECD9F-1D5E-469B-95EC-D0152AA8982B