民用飛機(jī)失速速度適航審定試飛研究

摘 要：鑒于失速速度試飛在民用飛機(jī)適航審定試飛中的重要性，該文對(duì)民用飛機(jī)失速速度適航審定試飛進(jìn)行討論。重點(diǎn)結(jié)合某型號(hào)民機(jī)的試飛數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行討論。失速速度是適航審定的重點(diǎn)試飛科目，也是I類風(fēng)險(xiǎn)試飛科目。該文的工作可能對(duì)后續(xù)型號(hào)失速試飛提供有用的參考

關(guān)鍵詞：失速速度 適航審定試飛 民用飛機(jī)

中圖分類號(hào)：V3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-00-02

失速試飛的進(jìn)行主要出于兩種目的，失速速度的確定和失速特性的分析。本為主要針對(duì)失速速度試飛。失速速度是民用飛機(jī)適航審定的重要試飛科目。許多適航條款是以失速速度作為基準(zhǔn)的。例如要求縱向靜穩(wěn)定性試飛需在1.3 VSR到VMO之間進(jìn)行，起飛、著陸性能需要選擇1.13 VSR和1.23 VSR作為參考速度。正是由于這些原因，咨詢通告對(duì)于失速速度試飛有著非常詳細(xì)具體的試飛動(dòng)作和數(shù)據(jù)處理要求。確保失速速度試飛結(jié)果的一致性、可重復(fù)性和準(zhǔn)確性。

該文針對(duì)失速速度適航審定試飛的研究結(jié)合某型民用飛機(jī)試飛進(jìn)行相關(guān)分析，該型飛機(jī)采用尾吊式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、T 型尾翼。為了減少巡航阻力、降低油耗，采用了較大后掠角的超臨界下單機(jī)翼以及一體化設(shè)計(jì)的翼稍小翼飛機(jī)。該飛機(jī)裝有失速保護(hù)系統(tǒng)（Stall Protection System），包含抖桿及推桿裝置。

1 試飛數(shù)據(jù)分析

1.1 推力影響確定

失速速度通常在慢車推力下開展試驗(yàn)，但是條款要求評(píng)估零推力會(huì)不會(huì)對(duì)失速速度造成大于0.5 kt的影響.如果會(huì)，則必須將失速速度建立在零推力上。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用外推法（失速速度-推力曲線）確定零推力下失速速度與慢車推力下失速速度相差0.4 kt，推力影響可以忽略。

1.2 確定失速點(diǎn)CLMAX和NZW

根據(jù)公式

（1）

式（1）中W為試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)重量，ρ0為標(biāo)準(zhǔn)大氣密度，Ve為當(dāng)量空速，S為參考機(jī)翼面積。由上式和對(duì)應(yīng)NZW分別得到試驗(yàn)時(shí)的CL和NZW的時(shí)間歷程曲線。如圖1所示，可以得到失速點(diǎn)的明顯特征，過載時(shí)間歷程曲線的“斷點(diǎn)”和升力系數(shù)時(shí)間歷程曲線的“峰值”，而升力系數(shù)的第一個(gè)峰值即為CLMAX。

1.3 修正CLMAX從試驗(yàn)重心到最前重心

CLMAX = CLMAX（test C.G position）

[1+（MAC/lt）（CGstd-CGtest）]

-ΔCLT（2）

式（2）中MAC為平均氣動(dòng)弦長，lt為有效機(jī)尾長度（從25%機(jī)翼MAC點(diǎn)到25%平尾MAC點(diǎn)的距離），CGstd和CGtest分別為標(biāo)準(zhǔn)重心和試驗(yàn)點(diǎn)重心。ΔCLT是指由于推力不同導(dǎo)致的升力系數(shù)變化值（對(duì)于慢車和零位推力對(duì)失速速度影響小于0.5kt的飛機(jī)，可忽略）。

1.4 確定減速率對(duì)CLMAX的影響

減速率是由失速速度和110%失速速度連線的斜率確定。根據(jù)不同減速率時(shí)的CLMAX繪圖如圖2所示，確定減速率為1kt/s的點(diǎn)為最后的CLMAX。

1.5 確定不同重量下的CLMAX

對(duì)于不同重量下的失速試驗(yàn)，得到重量-最大升力系數(shù)CLMAX關(guān)系圖如圖3所示。

1.6 計(jì)算得到VSR

，如果存在推力影響，為推力影響修正。對(duì)于帶推桿器的飛機(jī)，不得小于推桿器工作點(diǎn)的升力系數(shù)。

2 問題討論

2.1 減速率的影響

傳統(tǒng)試飛方法強(qiáng)調(diào)要把減速率均勻分布在0.5～1.5 kt/s之間，以便獲得一致性較好的減速率-CLMAX曲線圖。但是減速率和CLMAX理論上并沒有線性關(guān)系，CLMAX對(duì)于減速率并不敏感。本次試飛時(shí)采用將減速率密集分布在1 kt/s左右的方法，如圖2所示。雖然曲線一致性不如傳統(tǒng)方法所得試驗(yàn)結(jié)果，但是由于試驗(yàn)減速率圍繞在1 kt/s左右，所得試驗(yàn)誤差

更小。

2.2 帶推桿器飛機(jī)失速點(diǎn)法向過載特性

如圖1所示，對(duì)于由于失速特性不好而采用推桿器的飛機(jī)，由于實(shí)際推桿點(diǎn)并沒有迫近氣動(dòng)失速區(qū)，并不存在如傳統(tǒng)飛機(jī)失速時(shí)約為0.9左右的NZW。這也驗(yàn)證了適航條款中，為了不降低飛機(jī)起降時(shí)關(guān)于V2（≥1.13VSR）和VREF（≥1.23VSR）所留的安全裕度，要求基準(zhǔn)失速速度VSR 超過該裝置作動(dòng)時(shí)的速度應(yīng)不小于2 節(jié)或者2%（取大者）的合

理性。

2.3 重量對(duì)CLMAX的影響

如圖3所示的試驗(yàn)結(jié)果顯示最大升力系數(shù)CLMAX并沒有隨著重量W的增加而增大，反而呈現(xiàn)下降的趨勢。這說明CLMAX與重量并沒有絕對(duì)關(guān)系，主要取決于翼形在不同燃油載荷下的形變情況。

3 結(jié)語

民機(jī)的失速速度是保證飛機(jī)安全運(yùn)行的重要基準(zhǔn)速度，必須通過飛行試驗(yàn)來演示和驗(yàn)證。失速試飛屬于I類風(fēng)險(xiǎn)試飛科目，咨詢通告對(duì)于失速速度試飛提出非常詳細(xì)具體的試飛動(dòng)作和數(shù)據(jù)處理要求，同時(shí)這些要求也隨著飛機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)不盡相同。必須在飛行試驗(yàn)前期就予以縝密準(zhǔn)備。

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