張繼英

【摘 要】飛機(jī)在試飛中有時會出現(xiàn)試飛得到的飛機(jī)性能與設(shè)計不相符的情況，通常是由于飛機(jī)阻力增加或者發(fā)動機(jī)推力減小造成的。本文介紹了流譜觀測法和測壓管法，用于確定飛機(jī)阻力增加的原因；通過測量和計算得到發(fā)動機(jī)推力偏差，根據(jù)相應(yīng)原因，通過設(shè)計優(yōu)化，使飛機(jī)性能滿足設(shè)計方案的要求。

【關(guān)鍵詞】試飛；廢阻；流譜觀測；測壓法

0 引言

飛機(jī)設(shè)計制造完成后，在試飛階段有時會出現(xiàn)試飛中得到的飛機(jī)性能與設(shè)計不相符的情況。這種性能偏差通常是由于飛機(jī)阻力增加或者發(fā)動機(jī)推力減小造成，主要包括以下原因：

1）由于結(jié)構(gòu)缺陷或者制造時的工藝誤差造成飛機(jī)的廢阻增加；

2）飛行中的氣動載荷使飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件變形或制造中的工藝偏差破壞了飛機(jī)繞流的均勻度；

3）與發(fā)動機(jī)制造商根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗結(jié)果給出的推力相比較，安裝在飛機(jī)實際布局下的發(fā)動機(jī)推力變小。

本文分別介紹了用于確定飛行中阻力增加的方法和確定發(fā)動機(jī)推力偏差的方法。

1 阻力增加的確定

飛機(jī)阻力增加的原因可以通過試驗和計算來確定。與風(fēng)洞試驗和計算結(jié)果相比較，飛機(jī)在飛行中阻力的增加可以解釋為當(dāng)?shù)乩@流平滑度受到破壞，而繞流平滑度改變的原因是載飛行中載荷作用下結(jié)構(gòu)變形或者飛機(jī)制造與圖紙存在偏差。

可通過如下方法確定繞流被破壞的位置：

1）流譜觀測法：對貼有絲線的飛機(jī)進(jìn)行試飛，通過攝像機(jī)記錄下飛機(jī)表面流譜，進(jìn)行觀測研究；

2）測壓法：通過測壓管研究飛機(jī)表面的的壓力分布可以確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)變形等是否導(dǎo)致繞流平滑度被破壞。

1.1 流譜觀測法

進(jìn)行飛機(jī)流譜觀測試驗時，應(yīng)將所有用于粘貼絲線的飛機(jī)表面去除塵土、油漬、進(jìn)行清洗，用鉛筆將要粘貼絲線的結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行標(biāo)記（機(jī)翼上做標(biāo)記首先是襟翼收起狀態(tài)下，然后再做襟翼最大打開狀態(tài)時的標(biāo)記）。

提前準(zhǔn)備好黑色絲線用于制造絲線束， 需要粘貼絲線的部件表面積，對絲線數(shù)量進(jìn)行初步估算，其中要考慮一定的備用線（約為10%-15%），以用于補(bǔ)充試驗中丟掉的線。將準(zhǔn)備好的線束拆分成20根一綹，然后將線束剪為180mm長度，以備后續(xù)粘貼。

用100mm×60mm的條狀膠帶將線束貼在膠帶長度方向中間位置，粘貼住絲線的膠帶寬度約為40mm，之后將絲線粘貼在飛機(jī)表面標(biāo)記處，使線束沿飛機(jī)縱向軸平行排列。

飛機(jī)巡航時的流譜觀測需要考慮不同飛行速度，不同飛行高度。起降時的流譜觀測試驗在2千米到4千米的高度下進(jìn)行。飛機(jī)試飛中流譜觀測見圖1[4]。

借助攝像機(jī)對流譜拍攝，可以找出飛機(jī)在所有飛行狀態(tài)下的不利繞流，從而找到辦法消除這些現(xiàn)象，提高飛機(jī)的升阻比，改善飛機(jī)的飛行特性。

1.2 測壓法

測壓法通過測壓管對全機(jī)壓力分布進(jìn)行研究，與風(fēng)洞試驗結(jié)果相比較，找到飛機(jī)阻力增加的原因。

測壓管帶利用柔軟的聚合材料制成，長1米寬250毫米。這種形式的測壓管帶可以同時放置6條測壓管，并從側(cè)面引出。

這些條帶通過特定的膠水粘貼到相應(yīng)的飛機(jī)剖面上，測壓管匯合成的硅酮管固定在飛機(jī)表面并與測壓傳感器連接。利用飛機(jī)客艙內(nèi)的設(shè)備記錄和研究實測的結(jié)果，將測壓結(jié)果與風(fēng)洞試驗結(jié)果相比較可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計薄弱部位或與設(shè)計不符的結(jié)構(gòu)偏差等，調(diào)整優(yōu)化后可去除相應(yīng)廢阻。

2 發(fā)動機(jī)推力偏差的確定

在飛行試驗中得到的飛機(jī)性能與設(shè)計性能有區(qū)別的原因之一就是發(fā)動機(jī)的實際推力與制造商給出的推力不相符。

發(fā)動機(jī)推力的差別可能是具體布局中飛機(jī)部件對發(fā)動機(jī)的影響以及其他因素造成的。

在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的入口處安裝全壓、靜壓受感疏狀管，安裝測量氣流脈動的接收器和空氣溫度傳感器，準(zhǔn)備發(fā)動機(jī)的外涵道排氣噴管。從發(fā)動機(jī)制造商氣壓艙的試驗臺試驗結(jié)果中得到測量渦輪涵道脈沖的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用在發(fā)動機(jī)涵道比參數(shù)被計算中。

利用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管和噴氣管通過輸入脈沖和輸出脈沖差別來確定發(fā)動機(jī)飛行中特定狀態(tài)下的實際推力。

根據(jù)推力的偏差需要采取相應(yīng)措施對發(fā)動機(jī)性能進(jìn)行調(diào)試以達(dá)到設(shè)計值。

3 結(jié)語

本文介紹了流譜觀測方法和測壓方法用于確定飛行中繞流平滑度被破壞的位置，從而調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)，改善飛機(jī)的飛行性能。通過對不同飛行狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)推力測量，發(fā)現(xiàn)和消除發(fā)動機(jī)推力不足的原因，使飛機(jī)性能達(dá)到滿足設(shè)計方案的要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳晨.民用飛機(jī)飛行試驗標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及思考[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2009，5.

[2]鐘易成，余少志，陳曉.尖脊（Caret）進(jìn)氣道地面氣動特性試驗研究[J].推進(jìn)技術(shù)，2000，21（5）.

[3]廉小純，陳輔群，沈韶瀛.飛機(jī)飛行中發(fā)動機(jī)推力的測定[J].航空動力學(xué)報， 1994，9（1）.

[4]Http：//www.neeu.com/read/38968.html.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]