民用飞机飞行品质分析流程

王磊

【摘 要】本文制定了民用飞机飞行品质分析流程，可用于民用飞机的整个生命周期。

【关键词】飞行品质；流程；民用飞机

Flow of Flying Qualities Analysis for Civil Aircraft

WANG Lei

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，China）

【Abstract】The flow of flying qualities analysis for civil aircraft is established， and the flow can be used in whole life cycle of civil aircraft.

【Key words】Flying Qualities； Flow； Civil Aircraft

0 引言

民用飞机飞行品质分析的目标为：论证和评估飞机总体方案；在初始和详细设计阶段设计、调整、优化和验证飞行品质；飞行前与参考机型进行对比验证分析；试验阶段进行敏感性参数分析；再现试飞现象，找到问题症结并解决问题。

飞行品质分析贯穿民用飞机，从方案论证、设计、试飞验证以及交付后运营的整个生命周期。根据不同的设计输入条件、设计调整以及验证目的，飞行品质分析在各个研制阶段的侧重点会有不同，其要求、分析内容、分析判据和分析方法也不尽相同；飞行品质分析的内容和判据种类繁多，需根据飞机的特性合理选取。一般来说，在整个生命周期，飞行品质会进行多轮次分析，并给出相对应阶段的分析结果。

本文以民用飞机为研究对象，开展了飞行品质分析流程研究，并最终制定了分析流程，研究结果可供民机飞行品质分析时参考。

1 飞行品质分析流程

民用飞机研制的飞行品质分析流程主要分为以下6个部分：飞行品质要求、设计输入、分析内容和判据、分析状态和方法、计算结果、分析结论。基本流程如图 1所示。

1.1 飞行品质要求

根据飞机顶层设计要求、适航规章、国家标准、行业标准以及型号审定基础和专用条件等，制定飞行品质分析要求。

1.1.1 飞机顶层设计要求

飞机定义、设计要求和目标。

1.1.2 适航规章

包括规章条款CCAR-25[1]和咨询通告AC25-7[2]等与飞行品质相关的适航规章。

1.1.3 国家标准和行业标准

包括GJB 2874-97[3]和SAE ARP4104[4]等。

1.1.4 其他

与飞行品质相关的审定基础和专用条件。

1.2 设计输入

设计输入包括飞机设计指标（顶层要求）、气动布局定义、重量重心要求、气动数据、飞行控制系统、舵面作动器系统、液压系统和飞行品质要求等。设计输入在不同研制阶段略有不同，且由不同专业提供。

1.3 分析内容和判据

1.3.1 分析内容

根据不同的研制阶段、品质要求和设计输入制定相应的分析内容，分析内容的制定是一个由少到多、由浅到深的过程。主要包括以下内容：（1）纵向：纵向操纵性、纵向操纵效能、纵向静稳定性、配平特性、轨迹稳定性、纵向机动稳定性、失配平特性、纵向动稳定性、纵向操纵力和操纵位移；（2）横侧向：横航向操纵性、最小操纵速度、侧风起降能力、横航向稳定性、横航向动稳定性、横航向配平、滚转操纵协调转弯、横航向操纵效能、横航向操纵力和操纵位移；（3）其他：失速特性、抖振特性、高速特性、人机闭环振荡特性；地面操纵特性；大气扰动和故障状态下的操纵特性；以及结冰后的操稳特性。

1.3.2 分析判据

分析判据的基础为飞行品质要求，实际操作中需根据不同的研制阶段、设计输入和分析内容制定相应的分析判据。

1.4 分析状态和方法

1.4.1 分析状态

根据不同的研制阶段、品质要求和设计输入制定相应的飞行品质计算分析状态，计算分析状态的确定是一个由少到多、针对性很强的过程。全研制阶段计算分析状态主要包括：飞机构型、重量重心、高度、速度、控制律构型和试飞模拟状态等。

1.4.2 分析方法

根据不同的研制阶段、品质要求和设计输入制定相应的分析方法，分析方法的选取是一个由简到繁、由粗略到精确的过程。全研制阶段飞行品质分析的方法主要包括：理論分析法和飞行模拟法。

1）理论分析法

理论分析法主要用于研制初期，主要包括工程估算、小扰动方程计算和六自由度仿真。

2）飞行模拟法

飞行模拟法主要用于研制中后期，主要包括工程模拟器评估、铁鸟试验和试飞验证。

1.5 评估分析

根据制定的分析状态和分析方法，开展评估分析，如评估满足品质要求，则输出分析结论；如评估结果不满足品质要求，则反馈给气动、飞控或液压等专业，等其做出修改后，更改设计输入后再进行下一轮评估。

1.6 分析结论

根据评估分析结果，给出飞行品质分析的结论。

2 结论

通过以上的研究，可以得出以下结论：

本文针对民用飞机飞行品质分析流程展开了研究，梳理了6个步骤用于开展飞行品质分析工作。本文所形成的流程，可用于民用飞机的整个生命周期。

【参考文献】

[1]CCAR-25-R4.运输类飞机适航标准，2011.

[2]AC 25-7C.Flight Test Guide for Certification for Transport Category Airplanes. 2012.

[3]GJB 2874-97.电传操纵系统飞机的飞行品质，1997.

[4]SAE ARP4104.Design objectives for handling qualities of transport aircraft， 2007.

[责任编辑：朱丽娜]