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《民用飞机纵向动稳定性试飞技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、19卷第1期2001年3月飞行力学FLIGHTDYNAMICSVol.19No.1Mar.2001章编号:100220853(2001)0120070205民用飞机纵向动稳定性试飞技术研究宋庆国(中国飞行试验研究院试飞员学院,陕西西安710089)摘要:从试飞员的角度出发,讨论了《CCAR225部》中有关纵向动稳定性的要求,提出了求解纵向短周期运动重阻尼的计算方法,论述了民机纵向动稳定性试飞的激励方法和试验程序,给出了短周期阻尼比的试飞员评定方法以及试飞过程中的驾驶技术要点和应注意事项。可供从事
2、民机飞行试验的技术人员和试飞员参考。关键词:民机;纵向动稳定性;重阻尼;飞行试验中图分类号:V217+133文献标识码:B纵向稳定性问题主要研究的是飞机抵抗外界机试飞的工程技术人员和试飞员参考。动,保持固有俯仰姿态(迎角)和飞行速度的能条例要求和理解。这个问题可以分为纵向静稳定性和纵向动稳1性两类问题来研究。纵向静稳定性研究的是飞受扰动以后的运动趋势。实际上,这种初始的趋在文献1的§25.181中有关纵向动稳定性的规定为:在相应于飞机形态的失速速度(vS)和最大允许速度之间产生的任何短周期振荡(
3、不包括横向2航向的组合振荡),在主操纵处于松浮状态和固持状态时,必须受到重阻尼。以上条款要求旨在检查飞机在vS及最大允许速度之间的任何短周期振荡,在主操纵松浮或固定情况下是否受到重阻尼。短周期振荡是相对长周期振荡(沉浮模态)而言,就是驾驶员用俯仰操纵从配平状态扰动飞机后飞机的最初的振荡。重阻尼一般理解为在完成操纵输入之后大约两周内,振荡幅值衰减到初始值的1ƒ10。上述条款没有对长周期模态提出要求。这是因为驾驶员对于长周期模态的一般要求是其不应出现非周期发散,若振荡发散,其倍幅时间应不小于某个值。
4、根据Routh判据,若保证长周期模态不出现非周期发散,应该使纵向小扰动运动的特征方程的系数A4>0,以满足实根稳定边界。仅是飞机整个运动过程的一小部分。从研究完飞机运动角度来看,还必须研究飞机的动稳定。纵向动稳定性就是研究飞机纵向运动受到扰以后的全过程和能否恢复原来飞行状态的力。对于早期的民机,一般不采用飞行试验的方对飞机的纵向动稳定性进行验证。如飞行试验够证明飞机具有纵向静稳定性,则认为其动稳性也是满意的。采用数学方法进行校核也就足了。但是,由于现代民机的飞行包线不断扩大,及飞机气动布局或构形
5、相应变化的结果,飞机纵向动稳定性并不能总是满足要求。该品质实影响的是飞机的突风响应和操纵响应。为使其足飞行驾驶的要求,航空发达国家都在各自的航条例中对纵向动稳定性作出了规定。本文就合文献1对该品质提出的要求,对民机纵向动定性的相关试飞技术进行了研究,可供从事民D(s)=s4+A1s3+A2s2+A3s+A4=0由式(1)可知,在平飞条件下:(1)稿日期:2000210227;修订日期:2000211228A4=g(ϖYΑM{v-ϖYvM{Α)者简介:宋庆国(19722),男,试飞员,硕士,从事科
6、研试zz飞工作。在正常情况下,ϖYΑ>0,M{v≈0,ϖYv>0。z要使判据成立,必须使M{Α<0。对于亚音速民与横航向分离的小扰动方程。详细的计算方法可见文献2。通常可以得到两对共扼复根,数值上较大的一对对应短周期模态,较小的一对则对应长周期模态,得到这两对根以后,就可以计算出每一模态的阻尼比、无阻尼自振频率、周期、半衰期等模态特性,参照飞行品质规范就可以初步评定出一架飞机的相关品质等级,并为确定飞机的试飞方法作出理论上的准备。评定标准可见文献3。z机,也就是要求飞机具有纵向静稳定性。换言之,
7、若飞机具有足够的纵向静稳定性,其长周期模态就能满足驾驶员对操稳特性提出的要求。现代运输类飞机的纵向静稳定性一般是足够的,加之长周期模态驾驶员易于控制,这正是条例未对该模态提出具体要求的原因。但若新机在适航审定试飞时出现该模态发散,则试飞员必须对其作出评价。另外,还可以参考我国国家军用标准212计算扰动运动的重阻尼情况GJB185286或美国军用标准MIL2F28785B对固定翼飞机长周期模态提出的定量要求,以便对飞机的沉浮特性作出评定:求得了短周期的模态特性参数以后,可以应用如下的算法计算重阻尼
8、(Φzh)情况。由欧拉方程可知,扰动运动的通解可以用以下形式描述:标准1标准2标准3阻尼比阻尼比倍幅时间Φch>0.04Φch>0T2至少为55s-ΦduΞndutA(t)=A0e(2)cosΦ2tΞndu1-du+<但是,在应用上述方法进行评定时必须首先明确,现行军用飞机飞行品质规范是军用飞机必须满足的要求。对民机而言,它不能作为必须满足的要求,但在适航审定过程中可以作为参考。实际上,类似上述问题经常在民机的适航审定过程中出现。因为有些飞行品质问题在适航条例中就没有明确提出,有些提出的是定性要
