King Air B90飛機特性研究

金誠一

摘 要：本文主要介紹King Air B90飛機操穩特性，通過King Air B90飛機的兩次飛行試驗，選取一些典型的操穩試飛科目，采用常規的試飛方法來研究分析其操穩特性。結合開閉環試驗數據和特定任務的飛行員操縱評價對試驗飛機的部分操穩特性進行快捷地分析評估，并結合適航規章對試驗飛機操穩特性的適航條款符合性進行分析和討論。試驗表明，King Air B90飛機經試驗的操穩特性滿足FAA適航條款要求。

0 引言

本文基于美國聯邦適航規章FAR23部，結合King Air B90飛機的兩次操穩試驗數據和飛行員評述來對飛機的部分特性進行探討和研究。

1 操穩特性飛行試驗

1.1 試驗目的

根據FAR 23部[2]第23.143、23.155、23.173、23.177和23.181條對King Air B90飛機的FCMC飛控機械特性、縱向動穩定性、縱向靜穩定性、過載桿力梯度、橫航向靜穩定性、橫航向動穩定性進行評估，確定飛機在不同構型下相關科目的操穩特性，對條款符合性進行分析，對試驗獲得的飛機操穩特性進行評估，分析操穩特性對飛行員操作的影響。

1.2 試驗飛機介紹

用于試驗的King Air B90飛機編號ZS-OHB，是Beachcraft公司生產的下單翼雙發渦輪槳飛機，帶有可收放的前三點式起落架，飛機的最大起飛重量9650 lbs，能在滿油情況下搭載5-6人和100Kg行李，升限30000ft，最大巡航速度208節。

1.3 試驗方法

本文中進行的操穩特性飛行試驗包括FCMC飛控機械特性、縱向動穩定性、縱向靜穩定性、過載桿力梯度、橫航向靜穩定性、橫航向動穩定性以及HQR閉環試驗。試驗方法均遵循FAR23部法規及AC的指導，采用相關科目的常規試驗方法來驗證對應的特性，HQR評級規則采用庫伯哈勃操穩評級表。

1.4 試驗條件

受時間和配重等條件的限制，本次試驗并沒有采用極限的重量和重心組合，試驗起飛重量為8200 lbs，起飛重心為距參考點151.7inch處。

1.5 試驗結果及分析

試驗在南非Oudtshoorn機場進行，試驗的兩天氣象條件為CAVOK（Ceiling And Visibility OKay），能夠清晰的看到地平線，沒有紊流。第一個架次的試驗點在 20000 ft 、溫度OAT -20°及光潔構型下進行，第二個架次的試驗點在 5000 ft 、溫度OAT 18°及著陸構型下進行。飛機的全重在8，400 lb to 8，880 lb 之間。試驗嚴格按照1.3節所述的試飛方法進行，試驗結果如下所示。

1.5.1 縱向靜穩定性

在兩種構型下桿力隨著速度的變化關系反應了正向收斂的靜穩定性，飛行員可以清晰地通過桿力變化來判斷速度變化。試驗結果符合FAR23.173（c）。

1.5.2 縱向短周期特性

試驗中通過掃頻發現飛機的自然頻率大概在0.5 Hz （2 s周期）。振蕩超調為1個，因此阻尼率為0.6。說明俯仰阻尼很強。試驗結果符合FAR23.181 （a）：短周期振蕩必須受到重阻尼。

1.5.3 縱向長周期特性

長周期特性是收斂的。光潔構型下的長周期時間為40秒，阻尼率為0.1并且在4個周期內停止。著陸構型下的長周期時間為40秒，阻尼率為0.3并且在2個周期內停止。試驗結果符合FAR23.181 （d）。

1.5.4 機動穩定性

桿力與載荷因素成比例的增加，并且每g桿力曲線斜率在手冊限制載荷范圍內沒有出現明顯的減小。每g桿力在大于1g和小于1g時分別為30 lb/g、35 lb/g。飛機的過載桿力梯度滿足FAR 23.155（c）。

1.5.5 橫航向靜穩定性

兩名飛行員在航向截獲的HQR試驗中都給出了2的操縱品質評級，說明航向靜穩定性對于航向保持和航向回中有明顯的促進作用。飛機的航向靜穩定性符合FAR 23.177（a）。

1.5.6 螺旋模態特性

飛機的螺旋模態試驗中，在著陸構型下從穩定的坡度角收斂到半幅值需要15秒，在光潔構型下需要25秒。因此飛機的螺旋模態是收斂的，從而說明飛機有較強的上反效應，也與穩定側滑試驗結果一致。

1.5.7 滾轉模態特性

滾轉模態時間常數為0.3秒，而且兩名飛行員在30度坡度截獲的HQR閉環試驗中給出了2的評級。說明飛機的滾轉阻尼對于滾轉機動的操作較為合適，飛行員可以較為容易、精確的捕獲預選坡度。

2 結論

本文通過King Air B90飛機的兩次飛行試驗，對FCMC飛控機械特性、縱向動穩定性、縱向靜穩定性、過載桿力梯度、橫航向靜穩定性、橫航向動穩定性等科目的試驗數據進行分析和討論，得到如下結論：

1） 飛控機械特性合適，飛行員對飛機三軸的操縱感受都較為舒適，飛機的縱向、橫向操縱增益較為合適。

2） 上述科目中的試驗結果符合FAR23.143、23.155、23.173、23.177和23.181條相關內容的要求。

參考文獻：

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

[2] CCAR-23-R3，正常類、實用類、特技類和通勤類飛機適航規定[S].