研究性飛行試驗

飛行試驗按其性質可分為研究性飛行試驗和型號飛行試驗。

研究性飛行試驗是探索未知領域、研究新技術、檢驗新的理論和為研製新飛機提供數據的飛行試驗。研究性飛行試驗一般不以某一具體型號為研究對象，而側重於基礎理論和套用技術的探索、驗證，有時也針對某個新一代型號要求進行特定的專門技術的研究。研究性飛行試驗通常用專門研製的研究機或用現役飛機改裝的專用飛機進行，歷史上有不少重大航空技術都是由專用的試驗機或研究機的研究性飛行試驗突破的。

基本介紹

• 中文名：研究性飛行試驗概述
• 外文名：Research flight test
• 所屬領域：航空航天
• 目的：探索未知領域
• 工作階段：下達任務階段等
• 發展趨勢：空-地一體化試驗分析技術等

特點

研究性飛行試驗一般不以某一具體型號飛機為研究對象，而側重於基礎理論和套用技術的探索、驗證；有時也針對某新一代型號飛機要求進行特定的專門技術的研究。研究性飛行試驗通常用專門研製的研究機（如美國X系列飛機）或用現役飛機改裝的專用飛機(如變穩飛機等)進行。歷史上不少重大航空技術是由專用的試驗機或研究機的研究性飛行試驗突破的。世界上一些航空技術已開發國家專門設定有研究性試飛機構，如美國NASA所屬的飛行研究中心、英國國防部評審中心的飛行試驗部等。

試驗過程

飛行試驗的過程可分成以下幾個階段。

(1)下達任務階段

制定飛行試驗大綱，按照試飛大綱要求分解任務，組成不同專業的課題組分別對該專業試飛項目進行技術論證，提出所需條件及協作項目。

(2)試飛準備階段

該階段主要工作包括編制試飛實施大綱、編制試飛改裝檔案、編寫每次飛行起降的試飛任務單等。試飛實施大綱的主要內容有：試飛的目的和意義、試驗對象描述、試驗方法、測量參數及測量精度要求、試飛內容及要求的試驗條件、飛行試驗起降順序的安排、保證飛行安全的措施及主要飛行限制數據、協作關係和飛行試驗結果的提供形式等。試飛改裝檔案主要包括：制定試飛改裝技術條件和試飛改裝電氣原理圖，並按改裝方案在機上加裝測試設備，改裝被測對象的結構等。在試飛過程的每次飛行起降前，都要編寫試飛任務單。

(3)飛行試驗階段

飛機完成試飛改裝後，必須按規定程式進行全機通電檢查，完成規定的地面試驗，最後進行檢驗試飛。正式飛行試驗時，由經過專門訓練的試飛員按照“試飛任務單”進行試飛。在試飛過程中，通過綜合數據系統，實現試飛中測試數據的實時處理和實時監控。

(4)試驗數據處理和總結階段

試飛後，對測試記錄數據進行數據處理，寫出飛機設計定型試飛報告及有關專題試飛報告，最後歸檔。

我國研究情況

我國飛行試驗機構已經可以進行空氣動力學、飛行力學、結構完整性、動力裝置和機載系統沒備一般性的專題研究試飛和型號研製中所需的特定項目的科研攻關試飛。

1、在空氣動力學飛行試驗研究方面．已經開展了氣動力測量研究、飛機極曲線測量飛行試驗，氣動導數飛行試驗測量、飛機抖振邊界飛行試驗研究、超臨界機翼氣動力設計技術驗證等飛行試驗研究。

在空氣動力學飛行試驗研究方面主要進行如下幾方面的試飛研究：

1)與瑞典航空研究院合作，開展氣動力測量研究，包括壓力分布測量、附面層測量等，通過試飛研究，不但獲得大量的運七飛機機翼氣動數據，還掌握了氣動測量試飛技術。

2)飛機極曲線測量飛行試驗。進行了升阻特性(即極曲線)測量，獲得平衡狀態的極曲線，為極曲線的風洞試驗和飛行試驗相關性研究提供數據。

3)氣動導數飛行試驗測量。利用先進的系統識別方法，從飛行試驗數據中提取多種飛機的氣動導數，並為氣動導數的風洞試驗和飛行試驗相關性研究提供數據。

4)飛機抖振邊界飛行試驗研究。進行了飛機抖振邊界測量飛行試驗，為抖振邊界的風洞試驗與飛行試驗相關性研究提供數據。

5)超臨界機翼氣動力設計技術驗證。超臨界機翼氣動力設計技術驗證工作在2006年完成，為新支線飛機和大型客機設計提供了具有一定成熟度的技術。

2、在飛行力學研究方面，利用變穩飛機開展了駕駛員誘發振盪(PIO)研究，突破了ACT各項關鍵技術．並在多種型號飛機上進行了大迎角特性/失速/尾旋試飛研究，初步掌握了飛機大迎角特性/失速/尾旋的預測技術。

1)在殲擊機上專門開展飛行品質研究，並結合其他型號飛機的設計定型試飛進行飛行品質研究，為制定我國自己的飛機飛行品質標準提供一定量試飛數據。

2)利用變穩飛機開展了駕駛員誘發振盪(PIO)研究；與俄羅斯飛行研究院合作，利用IFSTA飛行模擬試驗機研究了PIO四種判據，為飛機設計提供了防止PIO產生的建議。

3)我國自主研製了三軸四餘度數字式電傳操縱試驗機，通過飛行試驗，全面突破了ACT各項關鍵技術，驗證各項技術的工程套用可行性，為型號工程套用積累了經驗，並提供了成熟技術。

4)在多種型號飛機上進行大迎角特性/失速/尾旋試飛研究，初步掌握了飛機大迎角特性/失速/尾旋的預測技術、試飛分析技術和保全裝置的研製技術。

3、在結構完整性飛行試驗研究方面，已經完成了飛飢外掛振動環境試飛研究，飛機機翼和平尾載荷飛行測量，進氣道噪聲/應變和腹鰭振動與應變測量，複合材料應變空測等飛行試驗研究，為改進飛機結構設計奠定了基礎。

結構完整性飛行試驗研究包括：

1)飛機外掛振動環境試飛研究，其試飛結果為進一步研究外掛振動環境試驗條件和制定外掛振動試驗標準積累了定量數據。

2)完成了某型飛機的機翼和平尾載荷飛行測量，為驗證載荷分析方法提供了依據。

3)完成某型號進氣道噪聲、應變和腹鰭振動、應變測量、為編制進氣道噪聲載荷譜和腹鰭振動載荷譜提供了依據。

4)完成了複合材料應變空測研究，為具有複合材料結構的飛機的結構驗證和載荷飛行驗證奠定基礎。

在動力裝置飛行試驗研究方面。已經在某飛行試驗台上先後進行了多種發動機驗證試飛。此外，還在伊爾-76航空發動機飛行試驗台上完成了我國自行研製的渦扇發動機的飛行試驗。

在航空救生系統飛行試驗研究方面，利用彈射試驗機先後完成了多種型號座椅空中彈射試驗：在新一代彈射救生系統彈射飛行試驗中．完成了包括俯衝、滾轉、俯衝下沉、倒飛和大速度彈射試驗。

在目標特性測量研究方面，我國先後對多種同定翼飛機和直升機進行了靜態紅外輻射特性測量和動態RCS測量，為隱身設計提供了依據。

發展趨勢

借鑑美國飛行試驗科學技術發展的經驗，並根據我國航空科學技術及航空工業未來的發展需求，我國飛行試驗科學技術將呈現如下發展趨勢：

空-地一體化試驗分析技術

為了更好地把握物理現象，提高對試飛結果的預知性，世界航空強國都建立了相應的試驗前預測研究體系，即空一地一體化試驗分析技術。典型的模式是：建立被試對象資料庫(數據來源風洞試驗結果和設計估算結果)-建立數學模型-理論預測計算-自由飛模型試驗或地面飛行模擬器模擬試驗-被試對象飛行試驗-修改資料庫，然後修改數學模型直至再試飛。這樣可以降低飛行試驗的風險，節約試驗費用，提高試飛效率。

演示驗證和試驗機技術

重要的航空新技術，如電傳操縱技術、推力矢量及控制、隱身設計、火/飛/推綜合控制等，在用於新研型號之前，通常應在專門的試驗機上進行演示驗證。美國航空業走的就是這條路。美國航空界經過多年的研究、演示驗證，使得上述這些關鍵技術達到一定的成熟度後才成功地套用於F-22。美國航空界將繼續沿此方向前進。為了實現超燃衝壓發動機實用化，美國空軍、國防部、NASA、波音公司和普惠洛克達因公司聯合研製了x-51A超燃衝壓發動機技術驗證機。這也是中國航空業發展應走的一條道路。

設計、製造和飛行試驗一體化

在航空產品設計和製造階段，飛行試驗人員就應參與，為飛行試驗做準備。試驗人員可充分了解試驗對象，設計、製造人員了解飛行試驗的需求。如設計時就要考慮為試飛測試設備的裝機預留空間，製造時把試飛測試中所要使用的匯流排、電纜、測試裝置安裝到位，實現總裝和飛行試驗改裝一體化。

飛行試驗測試技術

飛行試驗測試系統朝著更大的測試能力、更強的數據傳輸和處理能力、更高更快的實時監控能力、更高的標準化程度和更小的體積方向發展；大型的飛行試驗測試系統向著通用性、綜合性、先進性方向發展；而小型系統向著專業化方向發展，以解決通用系統無法解決的特殊測試問題。

空天一體化

空天一體化的試飛需求把飛行試驗的範圍擴展到新領域，飛行試驗開始從航空飛行器向航天飛行器方向擴展，跨大氣層飛行器試驗和一體化空天信息系統試飛將是我國未來的主要試飛內容。

信息化

信息化將引發飛行試驗新的變革，通過自動化、智慧型化、數位化和網路化技術的採用，極大地提高試驗設計、測試改裝、飛行、數據處理與分析、試驗保障和試驗管理的能力和水平。信息化引發飛行器研究、開發、試驗和使用管理模式的變化，使飛行試驗的綜合化和一體化程度越來越高，並加速飛行試驗空一地一體化進程，促進飛行試驗子系統高度綜合，使飛行試驗結構發生變化，實施多專業綜合試飛。提高飛行試驗效率。

無人機試飛

空戰無人化需要大量各式各樣的無人駕駛飛行器，設計、製造和使用無人飛行器離不開飛行試驗的支撐和引領。因此，無人機飛行試驗將成為飛行試驗的一個重要分支。