影響飛機平衡性試飛因素的驗證與探究

郝晨 朱超

摘要：飛機作為重要的交通運輸工具，其不論是在氣動外形，還是在系統(tǒng)性能方面都具備一定的獨特性，這同樣會讓其試飛、評定工作產生較大的難度，飛機的平衡性是飛行試驗工作中非常基礎的指標內容。為保證投入使用后的性能良好，便需要對其影響因素進行分析，加大探究工作的力度?；诖?，本文重點分析了平衡性的定義內容，以及試飛的方式，同時，細致闡述了對其平衡性產生影響的因素內容，供參考。

關鍵詞：飛機;平衡性;試飛因素

引言：隨著國內航空事業(yè)的不斷發(fā)展進步，讓飛機的性能研究工作受到了一定社會關注。在研究工作中最為關鍵的便是試飛，只有通過試飛工作表明其飛行品質及性能符合設計指標，才能讓其投入到現(xiàn)實的使用中，由此能夠看出其產生的重要程度。在飛機進行試飛時，平衡性是至關重要的，只有在飛行時穩(wěn)定保持飛行航向，并平穩(wěn)起飛落地之后，才算是經過基礎性能考驗，可以轉入定型階段。

一、平衡性的定義與試飛方法

（一）平衡性

所謂的平衡性，便是指飛機在飛行的過程中，能夠不依據(jù)飛行員的操控，便能實現(xiàn)自身的穩(wěn)定直線飛行，并在飛行中不會出現(xiàn)側滑、滾轉等不穩(wěn)定的狀況?？偨Y來講，便是在自然的行駛狀態(tài)中，飛機的速度大小和方向都保持不變，也不繞重心轉動，始終處于平衡狀態(tài)。

（二）試飛方法

在試飛工作中，飛機上的操作人員通過使用駕駛桿，來進行飛機的俯仰、傾斜等方向調整工作;之后將駕駛桿、腳蹬松開，并切斷傾斜與航向的阻尼，讓整體處于平飛的狀態(tài)中。該評價方式主要是依靠飛行的參數(shù)記錄來開展。依據(jù)飛機內部的記錄數(shù)據(jù)便能夠了解到，駕駛桿的偏轉方向需要小于全程的2.5、側滑小于0.5、腳蹬調整的偏轉角要小于全程的24%。在現(xiàn)實的試飛過程中，需要對其中的數(shù)據(jù)信息進行采集，分析飛機的整體狀態(tài)，讓其在標準的狀態(tài)下進行試飛工作[1]。

二、影響飛機平衡性試飛因素的分析

在進行平衡性的試飛工作前，需要重點關注會對其產生影響的一系列因素。影響因素主要包括兩方面：一，飛機重心;二，飛機氣動焦點。通過對以上兩方面內容進行了解，來進一步對整體的平衡性開展探討。一，飛機中的三個軸向角運動時，都是將重心作為軸心，為此想要掌握其運動的情況，便要選找到整體重心、氣動焦點之間的聯(lián)系，以及了解加油總量對飛機重心產生的影響。加入的油量或多或少會對重心情況產生干擾，在試飛過程中，需要對初始加油量進行細致考量，之后還要依據(jù)飛行的距離，來對其油量剩余進行判斷，知曉其是否會造成重心偏離，產生影響平衡性的效果。

通過相應的試驗結果能夠得知，在進行飛機的平衡性試飛工作時，其中的氣動焦點為38%CAX，在該特性的基礎上，使其能夠處于中立、穩(wěn)定的飛行狀態(tài)。同時在平衡性試飛的過程中，原氣動焦點與飛機重心較近，所以讓其處于中立穩(wěn)定的狀態(tài)。

（一）縱向平衡性

在進行平衡性的試飛工作時，要在縱向角度上對調投機構肘平尾開展同步控制。處于亞音速平飛狀態(tài)時，機翼位置上會產生抬頭力矩，這需要相應飛行人員對駕駛桿進行推桿控制，并讓水平尾翼處于向下偏移的情況，使飛機整體能夠保持在平衡的狀態(tài)中。在對傳動系統(tǒng)的地面調查、調整規(guī)律內容能夠了解到：在表速達到800km/h時，這時駕駛桿傳動比大約是0.73、水平尾翼動壓的配平角度是4.7。依據(jù)風洞的試驗結果，能夠知曉M數(shù)和水平尾翼配平角度之間的聯(lián)系，根據(jù)相應的飛行參數(shù)得出，在該狀態(tài)下進行飛行工作，相應操作人員需要進行的推桿量大約是在70左右。

（二）橫向平衡性

在尾翼差動偏轉傾斜影響無阻尼的情況時，水平尾翼位置同樣處于該狀態(tài)內。平尾位置的調節(jié)精準程度、副翼與機身本體的不對稱性，都決定了橫向的平衡性優(yōu)劣，阻尼的斷開并不會對差動平尾情況產生影響。水平尾翼前方較為偏上，會讓表面中的空氣流動速度增加、升力提高，水平尾翼的前緣偏下時，會降低升力上的數(shù)值，并因此產生滾動力矩。

側滑對橫向平衡性產生的影響。在飛機進入到右側滑動作時，流過其左翼的有效分速度會大于右方位置，依據(jù)升力的公式內容能夠得知，如果左側高于右側的機翼時，會形成向右的滾動力矩。

在副翼偏角時會因此引發(fā)滾動的力矩，這是讓飛機做出翻滾運動的主要因素。在副翼的正向（左上右下）偏轉角度，并且6>0時，會讓右側極易產生較大的彎曲，左側的彎度降低。在此時，上下翼面空氣薄速會產生非常大的差距，讓升力因此提高;右側機翼處的升力數(shù)值增加，左側機翼降低，這會產生負的旋轉力矩。依據(jù)該分析能夠得出：如果在進行試飛的過程中，產生的傾斜方向、平衡性與標準規(guī)定產生差異，那主要是因為以下幾種原因：一，水平尾翼處的差動較大，讓飛機因此發(fā)生了滾轉運動;二，副翼位置的零位偏差數(shù)值較大，讓飛機產生的滾轉的行為;三，方向舵的零位偏差數(shù)值大，飛機出現(xiàn)側滑情況，從而導致滾轉行為的出現(xiàn)。在以上所提及的原因中，造成飛機出現(xiàn)滾轉力矩的主要因素是水平尾翼、副翼位置的偏差。由于水平尾翼零位能夠進行調節(jié)的程度較小，需要將精準程度控制在0.25度以內，并且試飛過程中駕駛桿的2.50傾斜偏轉，可以對水平尾翼的不平衡差動進行補償，所以在飛行過程中，可通過對副翼位置機械零位進行調整，來良好解決側向平衡性的問題。

（三）航向平衡性

在飛機無阻尼的情況下，想要保障航向的平衡性，便決定于方向舵的翼型本身、機體的對稱性、方向舵的機械零位調節(jié)準確度，如果對稱性較差，便極容易發(fā)生側滑的情況。在開展平衡性的試飛過程中，飛行人員可利用腳蹬調校器，對航向的平衡性進行調節(jié)，所以在阻尼斷開前，飛機自身便已經在氣動地構形上獲得了平衡，如果航向發(fā)生了不平衡的情況，那便是因為方向舵機械零位發(fā)生偏差，以及其面不對稱而導致的。由于飛機在翻轉運動時，同樣會導致側滑的情況出現(xiàn)，為避免該情況的發(fā)生，便需要對方向舵、飛機副翼進行一同調整[2]。

（四）加油的總量

飛機在進行平衡性試飛的過程中，主要使用了，公式。

由該公式內容能夠了解到，在飛機自身的重量不斷提高時，平飛的表速會因此提升。平飛過程中的表速代表在相同情況下，飛機自身的升力不斷增加，會對平衡性試飛的條件產生破壞。

（五）平飛的狀態(tài)

如果在試飛的過程中平飛狀態(tài)較差，那會讓飛機因此產生一定的仰角、俯仰角，增加機翼、水平尾翼處的下洗氣流與角度，并讓機體自身產生額外的俯仰力矩，讓相應的飛行參數(shù)記錄，超出規(guī)定的標準內容。

（六）速度的保持

飛機在進行亞音速的飛行時，主要具備以下幾種升力特點：一，機翼位置的升力系數(shù)，以及其曲線斜率會與M數(shù)產生正比的關系。二，飛機的M數(shù)值越大時，機翼表面位置的吸力便會不斷提高。三，各個點的吸力增加數(shù)值不相同。四，在最低壓的位置周邊，會因流速的增加，而讓密度降低，吸力因此不斷提高;在上表面位置的后緣處，吸力增加緩慢，于是隨著M數(shù)的提高，讓機翼表面后緣的壓力要小于壓力點位置、逆壓梯度因此增大，讓附面層的空氣容易發(fā)生倒流情況。這會發(fā)生嚴重的氣流分離、以及升力降低的問題。

總結：從以上文章中能夠看出，飛機是當前較為重要的交通運輸工具，想要保障人民生命、物品的安全性，便要提高其使用的質量，并在投入使用前開展嚴格的試飛工作。通過細致分析縱向平衡性、橫向平衡性、航向平衡性、加油的總量、平飛的狀態(tài)、速度的保持等因素產生的影響，為飛機平衡性調解工作提供了較為豐富的理論內容。當前國內已經掌握了多種的式樣平衡狀態(tài)的試飛技術，為研究工作的開展作出了有效保障。

參考文獻：

[1]俞東鋒，李江劍，管華盛.某輕型直升機應急醫(yī)療設備改裝試驗和試飛適航驗證方法研究[J].航空維修與工程，2020，No.345（03）：40-42.

[2]曹煜國，周偉，王鵬.飛機綜合熱管理系統(tǒng)發(fā)展及試飛驗證技術研究[J].中國科技信息，2020，No.623（05）：45-47.