民用飞机抖振特性试飞方法研究

匡群　陶嫣红　徐南波

【摘 要】本文以某型民用飞机为背景，阐述了确定飞机抖振特性和抖振边界的重要性，在抖振特性适航要求的基础上，给出了抖振特性试飞方法，可应用于民用飞机抖振特性的适航验证。

【关键词】抖振特性；试飞方法

【Abstract】Based on a certain civil aircraft，the significance of conforming characteristics and boundary of vibration and buffeting are depicted. Based on the airworthiness requirements，flight test methods are introduced.The flight test methods of vibration and buffeting can be used in civil aircraft vibration and buffeting certification.

【Key words】Vibration and Buffeting；Flight Test Method

0 引言

抖振，是指飞机上由于边界层分离或湍流引起的结构或部分结构的不规则振动。抖振试验，是对抖振特性和抖振包线的试验，其目的是通过抖振试飞来确定飞机的抖振包线，在抖振包线上进行一些必要的试飞，来考察飞机在抖振包线附近的特性，并评估这些特性是否满足适航要求。抖振特性试飞难度大、风险高，关系到飞机的飞行安全。本文结合抖振特性的适航要求，给出抖振特性试飞的方法。

1 抖振特性适航条款要求

抖振必须满足CCAR 25.251振动和抖振的要求：

a）飞机必须通过飞行演示在任何很可能的运行情况下，都不会发生任何妨碍继续安全飞行的振动和抖振。

b）必须通过飞行演示飞机的每一部件，在不超过演示俯冲速度（VDF/MDF）的任何相应速度和动力条件下，不会发生过度的振动。必须使用验证过的最大速度来按第25.1505条的要求制定飞机的使用限制。

c）除本条d）的规定外，在正常飞行中，包括巡航期间的形态变化，不得存在强烈程度足以干扰操纵飞机、引起空勤人员过度疲劳或引起结构损伤的抖振状态，在上述限度以内的失速警告抖振是允许的。

d）在速度直到最大使用限制速度（VMO/MMO）的直线飞行巡航形态，不得有可觉察的抖振，但失速警告抖振是允许的。

e）对于设计俯冲速度（MD）大于0.6或最大使用高度超过7600米（25000英尺）的飞机，必须按飞机申请审定的空速或马赫数、重量和高度范围，确定其巡航形态下发生可察觉抖振的正机动载荷系数。该载荷系数、速度、高度和重量的包线必须为正常运行提供足够的速度和载荷系数范围。可能发生的无意中对抖振边界的超越，不得导致不安全的状态[1]。

2 验证方法

通过飞行试验进行VDF/MDF演示、平飞加速到VMO/MMO、收敛转弯飞行和拉杆机动飞行，验证飞机发生抖振的机动包线和机动稳定性，表明对适航条款的符合性。通过飞行试验结果分析飞机的抖振边界，绘制抖振包线，确定抖振边界。试飞验证内容如下：

a）抖振演示

VDF/MDF演示：飞行试验从VMO/MMO配平状态开始，推力不超过最大连续推力；加速到VDF/MDF，打开减速板，以1.5g的载荷系数改出；

VMO/MMO平飞：在重心前限使用名义巡航马赫数0.78建立初始配平状态，再使用最大连续推力将飞机在1.0g飞行中加速到VMO/MMO。演示在直到VMO/MMO的任一速度的直线飞行中是否出现可察觉的抖振；

b）确定抖振边界

前重心，速度从失速抖振速度直到VMO/MMO，确定初始抖振边界。

c）抖振特性

后重心，转弯半径逐渐减小的转弯（或拉杆机动）：后重心，小重量；飞机配平，进行收敛转弯，直到接近抖振开始；除非存在足够的抖振或其它现象（自然的、人工的或两者组合），其强度能强烈而有效地制止驾驶员进一步施加使飞机抬头的纵向操纵力，从而使飞机不会有超过限制载荷系数的危险，否则对飞机的评定应进行到能在2.5g左右[2]。

试飞状态点见表1。

3 结论

本文介绍了民用飞机抖振特性试飛的重要性，在此基础上，结合适航规章第25部《运输类飞机适航标准》和《运输类飞机合格审定飞行试验指南》，介绍了民用飞机抖振特性试飞方法，可应用于民用飞机抖振特性适航验证。

【参考文献】

[1]中国民用航空规章.第25部运输类飞机适航标准[S].27.

[2]ANM-110.Flight Test Guide for Certification for Transport Category Airplanes [S].142-146.

[责任编辑：田吉捷]