King Air B90飛機特性研究

金誠一

摘 要：本文主要介紹King Air B90飛機操穩(wěn)特性，通過King Air B90飛機的兩次飛行試驗，選取一些典型的操穩(wěn)試飛科目，采用常規(guī)的試飛方法來研究分析其操穩(wěn)特性。結(jié)合開閉環(huán)試驗數(shù)據(jù)和特定任務(wù)的飛行員操縱評價對試驗飛機的部分操穩(wěn)特性進行快捷地分析評估，并結(jié)合適航規(guī)章對試驗飛機操穩(wěn)特性的適航條款符合性進行分析和討論。試驗表明，King Air B90飛機經(jīng)試驗的操穩(wěn)特性滿足FAA適航條款要求。

0 引言

本文基于美國聯(lián)邦適航規(guī)章FAR23部，結(jié)合King Air B90飛機的兩次操穩(wěn)試驗數(shù)據(jù)和飛行員評述來對飛機的部分特性進行探討和研究。

1 操穩(wěn)特性飛行試驗

1.1 試驗?zāi)康?/p>

根據(jù)FAR 23部[2]第23.143、23.155、23.173、23.177和23.181條對King Air B90飛機的FCMC飛控機械特性、縱向動穩(wěn)定性、縱向靜穩(wěn)定性、過載桿力梯度、橫航向靜穩(wěn)定性、橫航向動穩(wěn)定性進行評估，確定飛機在不同構(gòu)型下相關(guān)科目的操穩(wěn)特性，對條款符合性進行分析，對試驗獲得的飛機操穩(wěn)特性進行評估，分析操穩(wěn)特性對飛行員操作的影響。

1.2 試驗飛機介紹

用于試驗的King Air B90飛機編號ZS-OHB，是Beachcraft公司生產(chǎn)的下單翼雙發(fā)渦輪槳飛機，帶有可收放的前三點式起落架，飛機的最大起飛重量9650 lbs，能在滿油情況下搭載5-6人和100Kg行李，升限30000ft，最大巡航速度208節(jié)。

1.3 試驗方法

本文中進行的操穩(wěn)特性飛行試驗包括FCMC飛控機械特性、縱向動穩(wěn)定性、縱向靜穩(wěn)定性、過載桿力梯度、橫航向靜穩(wěn)定性、橫航向動穩(wěn)定性以及HQR閉環(huán)試驗。試驗方法均遵循FAR23部法規(guī)及AC的指導(dǎo)，采用相關(guān)科目的常規(guī)試驗方法來驗證對應(yīng)的特性，HQR評級規(guī)則采用庫伯哈勃操穩(wěn)評級表。

1.4 試驗條件

受時間和配重等條件的限制，本次試驗并沒有采用極限的重量和重心組合，試驗起飛重量為8200 lbs，起飛重心為距參考點151.7inch處。

1.5 試驗結(jié)果及分析

試驗在南非Oudtshoorn機場進行，試驗的兩天氣象條件為CAVOK（Ceiling And Visibility OKay），能夠清晰的看到地平線，沒有紊流。第一個架次的試驗點在 20000 ft 、溫度OAT -20°及光潔構(gòu)型下進行，第二個架次的試驗點在 5000 ft 、溫度OAT 18°及著陸構(gòu)型下進行。飛機的全重在8，400 lb to 8，880 lb 之間。試驗嚴格按照1.3節(jié)所述的試飛方法進行，試驗結(jié)果如下所示。

1.5.1 縱向靜穩(wěn)定性

在兩種構(gòu)型下桿力隨著速度的變化關(guān)系反應(yīng)了正向收斂的靜穩(wěn)定性，飛行員可以清晰地通過桿力變化來判斷速度變化。試驗結(jié)果符合FAR23.173（c）。

1.5.2 縱向短周期特性

試驗中通過掃頻發(fā)現(xiàn)飛機的自然頻率大概在0.5 Hz （2 s周期）。振蕩超調(diào)為1個，因此阻尼率為0.6。說明俯仰阻尼很強。試驗結(jié)果符合FAR23.181 （a）：短周期振蕩必須受到重阻尼。

1.5.3 縱向長周期特性

長周期特性是收斂的。光潔構(gòu)型下的長周期時間為40秒，阻尼率為0.1并且在4個周期內(nèi)停止。著陸構(gòu)型下的長周期時間為40秒，阻尼率為0.3并且在2個周期內(nèi)停止。試驗結(jié)果符合FAR23.181 （d）。

1.5.4 機動穩(wěn)定性

桿力與載荷因素成比例的增加，并且每g桿力曲線斜率在手冊限制載荷范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的減小。每g桿力在大于1g和小于1g時分別為30 lb/g、35 lb/g。飛機的過載桿力梯度滿足FAR 23.155（c）。

1.5.5 橫航向靜穩(wěn)定性

兩名飛行員在航向截獲的HQR試驗中都給出了2的操縱品質(zhì)評級，說明航向靜穩(wěn)定性對于航向保持和航向回中有明顯的促進作用。飛機的航向靜穩(wěn)定性符合FAR 23.177（a）。

1.5.6 螺旋模態(tài)特性

飛機的螺旋模態(tài)試驗中，在著陸構(gòu)型下從穩(wěn)定的坡度角收斂到半幅值需要15秒，在光潔構(gòu)型下需要25秒。因此飛機的螺旋模態(tài)是收斂的，從而說明飛機有較強的上反效應(yīng)，也與穩(wěn)定側(cè)滑試驗結(jié)果一致。

1.5.7 滾轉(zhuǎn)模態(tài)特性

滾轉(zhuǎn)模態(tài)時間常數(shù)為0.3秒，而且兩名飛行員在30度坡度截獲的HQR閉環(huán)試驗中給出了2的評級。說明飛機的滾轉(zhuǎn)阻尼對于滾轉(zhuǎn)機動的操作較為合適，飛行員可以較為容易、精確的捕獲預(yù)選坡度。

2 結(jié)論

本文通過King Air B90飛機的兩次飛行試驗，對FCMC飛控機械特性、縱向動穩(wěn)定性、縱向靜穩(wěn)定性、過載桿力梯度、橫航向靜穩(wěn)定性、橫航向動穩(wěn)定性等科目的試驗數(shù)據(jù)進行分析和討論，得到如下結(jié)論：

1） 飛控機械特性合適，飛行員對飛機三軸的操縱感受都較為舒適，飛機的縱向、橫向操縱增益較為合適。

2） 上述科目中的試驗結(jié)果符合FAR23.143、23.155、23.173、23.177和23.181條相關(guān)內(nèi)容的要求。

參考文獻：

[1]FAR-23，Airworthiness Standards：Normal， Utility， Acrobatic and Commuter Category Airplanes[S].

[2] CCAR-23-R3，正常類、實用類、特技類和通勤類飛機適航規(guī)定[S].