CN114044166B - 一种水上飞机水面高速转弯试飞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于试飞领域，具体涉及一种水上飞机水面高速转弯试飞方法，适用于船身式水上飞机水面高速转弯飞行试验。所述方法包括：步骤1：按试验顺序选定试验重量，按重心包线的前限作为试验条件；步骤2：将飞机设置为规定的起飞构型，并按起飞程序配平；步骤3：平稳的增加油门使水上飞机增速到给定的速度；所述给定的速度是大于水面滑行时的阻力峰速度与不超过最大离水速度之间的一系列速度点中的某一个；步骤4：达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按选定的方向转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作。
Description
技术领域
本发明属于试飞领域，具体涉及一种水上飞机水面高速转弯试飞方法，适用于船身式水上飞机水面高速转弯飞行试验。
背景技术
水上飞机在水面高速运动时，为紧急避让水面漂浮结构或物体，要使其转向以达到安全航行和水面作业的要求，必须要求水上飞机具备一定的机动能力。在飞机进行适航审定试飞过程中，需满足CCAR25.143条中对操纵性和稳定性的总则要求。该条款要求飞机必须可以安全地操纵并可以安全地进行机动，必须能从一种飞行状态平稳地过渡到任何其它飞行状态，而不需要特殊的驾驶技巧、机敏或体力，因此在水上飞机合格审定过程中必须进行水上高速转弯试验。相比陆基飞机，水上飞机没有坚固的地面和起落架作为支撑，其受力和运动形式更为复杂，风险更大。本发明为一种水上飞机水面高速转弯的试飞方法、试验顺序及风险降解措施，用以支撑水上飞机的适航审定或试验鉴定过程。
发明内容
本发明的目的：提出一种水上飞机水面高速转弯的试飞方法、试验顺序和风险降解措施，对于合理规避试飞风险，提高试飞效率有重要意义。
本发明的技术方案：提供一种水上飞机水面高速转弯试飞方法，所述方法包括：
步骤1：按试验顺序选定试验重量，按重心包线的前限作为试验条件；
步骤2：将飞机设置为规定的起飞构型，并按起飞程序配平；
步骤3：平稳的增加油门使水上飞机增速到给定的速度；所述给定的速度是大于水面滑行时的阻力峰速度与不超过最大离水速度之间的一系列速度点中的某一个；
步骤4：达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按选定的方向转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作；
步骤5：重复步骤1至3，达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按与所述选定的方向相反的方向进行转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作；
步骤6：选择不同的速度点，对应分别重复步骤1～步骤5。
进一步地，所述试验顺序为：
1)重量顺序为由小至大；
2)速度顺序为由大至小；
3)对于装备同转向螺旋桨的水上飞机，由于螺旋桨进动效应使得飞机机体有向一侧倾斜的力矩，试验时应先进行和该倾斜相同方向的转弯，后进行和该倾斜相反方向的转弯；
4)试验应首先完成纵摇稳定性包线上下边界中间的状态点，随后完成向上边界的扩展，最后完成向下边界的扩展；所述状态点包括速度和纵倾角。
进一步地，在试飞前识别风险，识别风险包括：
1)高速转弯过程中翼尖浮筒触水可能造成急剧偏航、结构损坏、人员受伤；
2)高速转弯过程中纵摇稳定边界与直线航行的差异或扰动差异造成飞机进入纵摇失稳，可能导致飞机结构损坏、人员受伤；
3)高速转弯过程喷溅特性改变可能造成飞机结构损坏。
所述的水上飞机水面高速转弯试飞方法，其特征在于，针对识别出的风险，制定风险降解措施，所述风险降解措施包括：
1)在水面进行试验前，首先在模拟器上进行水面高速转弯试验；
2)选择足够宽阔、水深和长度的水域，对于大型水上飞机，水域的长度和宽度不小于4000m、300m，水深不小于3米；
4)严格控制试验时的风速，各个方向风速均不得大于5kn；
5)飞机加装综合显示器，用以显示关键状态参数，如纵倾角、地速、滚转角。
进一步地，试验顺序中，重量顺序和速度顺序的组合依次为：先进行小重量大速度试验、小重量小速度试验、中等重量大速度试验、中等重量小速度试验、大重量大速度试验、大重量小速度试验。
进一步地，步骤2中，如有多个起飞构型，则应分别试验。
进一步地，步骤4中，当飞机转弯航向超过20°时结束试飞动作。
进一步地，步骤4或5中，蹬舵使飞机转向时，逐步增加蹬舵量，每次增加不超过1/4最大行程，直到飞机不能保持小于3°滚转角或蹬舵量达到最大为止
本发明的优点：本方法给出了水面高速转弯的试飞方法，较为全面的识别出了水面高速转弯的试飞风险，制定了合理的试验顺序以及风险降解措施能够有效的降低试飞风险，能够为水上飞机合格审定试飞和鉴定试飞提供有力的支撑。
附图说明
图1水面高速转弯重量与速度试飞顺序示意图；
图2水面高速转弯试飞纵倾角顺序示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例，提供一种水上飞机水面高速转弯的试飞方法为：
步骤1：按试验顺序选定试验重量，按重心包线的前限作为试验条件；
步骤2：将飞机设置为规定的起飞构型，并按起飞程序配平；
步骤3：平稳的增加油门使水上飞机增速到给定的速度；所述给定的速度是大于水面滑行时的阻力峰速度与不超过最大离水速度之间的一系列速度点中的某一个；
步骤4：达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按选定的方向转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作；
步骤5：重复步骤1至3，达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按与所述选定的方向相反的方向进行转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作；
步骤6：选择不同的速度点，对应分别重复步骤1～步骤5。
其中，水上飞机水面高速转弯的试飞顺序为：
1)重量顺序为由小至大；
2)速度顺序为由大至小；
3)对于国内装备同转向螺旋桨的水上飞机，由于螺旋桨进动效应使得飞机机体有向一侧倾斜的力矩，试验时应先进行和该倾斜相同方向的转弯，后进行和该倾斜相反方向的转弯；
4)考虑到试飞中关于重量的调整程序，其速度与重量的组合顺序应按照图1所示进行；
5)试验应首先完成纵摇稳定性包线上下边界中间的状态点，随后完成向上边界的扩展，最后完成向下边界的扩展，其顺序如图2所示。
水面高速转弯为俯仰、滚转和偏航的三向耦合运动，试飞风险非常高，因此完整的风险识别和制定风险降解措施是对试飞安全顺利进行的必要保障条件。
进一步地，本实施例，水面高速转弯试飞风险识别及风险降解措施：
风险识别：
1)高速转弯过程中翼尖浮筒触水可能造成急剧偏航、结构损坏、人员受伤；
2)高速转弯过程中纵摇稳定边界与直线航行的差异或扰动差异造成飞机进入纵摇失稳，可能导致飞机结构损坏、人员受伤；
3)高速转弯过程喷溅特性改变可能造成飞机结构损坏。
风险降解措施：
1)在水面进行试验前，首先在模拟器上进行水面高速转弯试验；
2)按照如图1和图2所示试验顺序进行；
3)选择足够宽阔、水深和长度的水域，对不同水上飞机该标准不同，一般对于大型水上飞机，长度和宽度不小于4000m、300m，水深不小于3米；
4)严格控制试验时的风速，一般各个方向风速均不得大于5kn；
5)机组熟悉危险改出方法和程序；
6)机组人员熟悉应急离机程序并完成地面/水面演练；
7)飞机加装综合显示器，用以显示关键状态参数如纵倾角、地速、滚转角等；
8)制定应急救援程序。
实施例2
以某次试飞为例，水面高速转弯试飞具体实施方式：
1)打开测试系统电源，按正常程序完成发动机开车，开车后检查飞机的三向操纵极限位置及中立位置，确认无异常后滑出；
2)控制飞机地速不大于15km/h驶入上下水滑行道，待飞机完全进入水中(漂浮)后收起起落架；
3)设置飞机襟翼至指定位置，按规定完成起飞配平，平稳增加飞机油门使飞机增速；
4)保持飞机按选定速度稳定滑行不小于3s，按选定的转弯方向进行蹬舵操纵使飞机转弯，同时使用副翼使飞机机翼保持水平；
5)当飞机完成20°转弯后或飞机不能保持小于3°滚转角时结束试飞动作；
6)飞机收油门至慢车位，地速不大于15km/h放下起落架；
7)飞机沿上下水滑行道上岸，滑回至指定位置关车，关闭测试系统电源。
Claims (5)
1.一种水上飞机水面高速转弯试飞方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：按试验顺序选定试验重量，按重心包线的前限作为试验条件；步骤2：将飞机设置为规定的起飞构型，并按起飞程序配平；步骤3：平稳的增加油门使水上飞机增速到给定的速度；所述给定的速度是大于水面滑行时的阻力峰速度与不超过最大离水速度之间的一系列速度点中的某一个；步骤4：达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按选定的方向转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作；步骤5：重复步骤1至3，达到给定速度后，保持姿态和速度稳定3s～5s，蹬舵使飞机按与所述选定的方向相反的方向进行转向，同时使用副翼使机翼保持不大于3°滚转角完成高速转弯机动；当飞机转弯航向超过指定值时结束试飞动作；步骤6：选择不同的速度点，对应分别重复步骤1～步骤5；所述试验顺序为：1)重量顺序为由小至大；2)速度顺序为由大至小；3)对于装备同转向螺旋桨的水上飞机，由于螺旋桨进动效应使得飞机机体有向一侧倾斜的力矩，试验时应先进行和该倾斜相同方向的转弯，后进行和该倾斜相反方向的转弯；4)试验应首先完成纵摇稳定性包线上下边界中间的状态点，随后完成向上边界的扩展，最后完成向下边界的扩展；所述状态点包括速度和纵倾角；
在试飞前识别风险，识别风险包括：1)高速转弯过程中翼尖浮筒触水可能造成急剧偏航、结构损坏、人员受伤；2)高速转弯过程中纵摇稳定边界与直线航行的差异或扰动差异造成飞机进入纵摇失稳，可能导致飞机结构损坏、人员受伤；3)高速转弯过程喷溅特性改变可能造成飞机结构损坏；
针对识别出的风险，制定风险降解措施，所述风险降解措施包括：1)在水面进行试验前，首先在模拟器上进行水面高速转弯试验；2)选择足够宽阔、水深和长度的水域，对于大型水上飞机，水域的长度和宽度不小于4000m、300m，水深不小于3米；3)严格控制试验时的风速，各个方向风速均不得大于5kn；4)飞机加装综合显示器，用以显示关键状态参数，如纵倾角、地速、滚转角。
2.根据权利要求1所述的水上飞机水面高速转弯试飞方法，其特征在于，试验顺序中，重量顺序和速度顺序的组合依次为：先进行小重量大速度试验、小重量小速度试验、中等重量大速度试验、中等重量小速度试验、大重量大速度试验、大重量小速度试验。
3.根据权利要求1所述的水上飞机水面高速转弯试飞方法，其特征在于，步骤2中，如有多个起飞构型，则应分别试验。
4.根据权利要求1所述的水上飞机水面高速转弯试飞方法，其特征在于，步骤4中，当飞机转弯航向超过20°时结束试飞动作。
5.根据权利要求1所述的水上飞机水面高速转弯试飞方法，其特征在于，步骤4或5中，蹬舵使飞机转向时，逐步增加蹬舵量，每次增加不超过1/4最大行程，直到飞机不能保持小于3°滚转角或蹬舵量达到最大为止。
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