飛機飛行試驗

飛機試飛按性質和任務分為研究性試飛、調整試飛、定型試飛、使用試飛、出廠試飛和驗收試飛等。

①研究性試飛：為驗證某項基礎理論和技術，研究實驗室內不能解決的複雜技術問題而進行的試飛，包括用試驗研究機的研究試飛和一般試驗機的專題試飛。

②調整試飛：又稱發展試飛。通常在調整試飛之前新型發動機和各種機載設備已在定型的飛機上做過試飛，定型後才裝上新型飛機。被試飛機從滑跑、預起飛開始，然後進行機動飛行以查明設計缺陷，排除影響飛行的重大故障。

③定型試飛：又稱鑑定試飛。在調整試飛後全面鑑定新型飛機是否達到設計技術指標，考核其飛行性能、可靠性和調整試飛時所採取的各種措施的可行性，決定是否可投入成批生產。

④使用試飛：在實際使用條件下為投入航線或服役作準備而進行的試飛。其目的在於進一步評定飛機及其裝備的使用性能和可靠性，確定飛行員訓練要求、地面維護要求和外場保障設備。為使試驗具有代表性，通常用10～20架飛機試飛。有時把調整、定型和使用試飛結合進行,以縮短試飛週期。

⑤出廠試飛:分為抽查試飛和交貨試飛。前者是從批生產中按比例抽出一些飛機作特定科目試飛，以檢查這批飛機是否穩定地達到設計指標；後者考核每架飛機的生產質量。一般由製造廠按合同規定進行。

⑥驗收試飛：使用部門根據合同規定檢驗飛機和機載裝備的性能與質量的試飛，由使用部門派代表到製造廠實施。成批生產的飛機一般只做出廠試飛和驗收試飛。 ^[1] 

試飛程序和準備首先在地面作各種工作性能試驗，在此基礎上進行初步飛行試驗，發現不安全因素並確定需要採取的措施，然後進行安全範圍內的各項試飛，以收集分析所需要的資料，進行必要的修改，同時逐步擴大飛行範圍。最後進行確定使用性能的飛行試驗。按試飛大綱要求經過安全性、設計指標和使用性能的鑑定後，一般就可結束飛行試驗。

飛行試驗的準備包括收集資料，確定課題，準備試驗機（改裝）、試驗器材和設施，確定試驗方法，培訓試驗人員，編寫試飛大綱和地面試驗大綱，制定測試方案，完成規定的地面試驗。 ^[1] 

試驗內容依試飛性質和試驗機的種類而異。原型機定型試飛的主要項目和方法是：

①座椅的評定：評定座椅的安置是否能使飛行員安全、有效、舒適地工作。

②儀表的校準試驗：分析確定空速管靜壓系統的位置誤差和大氣温度系統的恢復係數。

③飛行品質（靜態和動態）試驗：包括飛機穩定性、操縱性、機動性和與失速有關的試驗。

④性能試驗：根據飛機設計性能確定最佳的飛行參數，包括最大速度、 最小速度、 爬升、航程、航時、升限、機動飛行和起飛着陸性能等試驗。試驗在各種高度和速度情況下進行。

⑤尾旋試驗：通過試驗摸清進入尾旋的條件，確定尾旋的模型，找出改出尾旋的方法，弄清尾旋中發動機和飛機的狀態以及在尾旋中高度陡降的情況。進行尾旋試驗時，有時給飛機加上大的載荷或增大飛機強度、增設改出裝置等（見尾旋）。

⑥顫振試驗：確定飛機在各種使用狀態下是否存在顫振現象，或是否具有充分的衰減特性。一般採用突然操縱、引爆小火箭或激振等方法給機翼施加擾動，以測量其響應（振型、頻率和衰減特性等）。

⑦飛行載荷試驗：按設計條件進行試飛，以鑑定設計載荷。將測定值與強度試驗和強度計算的結果對照以鑑定其安全性。

⑧發動機試驗：鑑定在飛行狀態下發動機的工作性能和對飛機的適應性。測量推力和燃油消耗量，試驗發動機的加速、減速、進氣道與發動機的匹配和空中起動性能以及發動機的操縱性等。

⑨機載設備試驗：包括通信、導航、控制和生命保障系統等試驗。軍用飛機需要進行武器和火控系統試驗。 ^[1] 

測量和評定機載測量設備一般由光學攝影設備、磁帶記錄設備和其他電子設備組成。現代已開始採用遙測系統，將飛行測量數據實時傳輸到地面進行處理。飛機的性能和特性受大氣狀態影響較大，在分析和評定之前須將試飛數據換算成標準狀態（標準大氣、標準的發動機和重量狀態）下的數值，然後分析研究試驗的結果並充分考慮試飛員的意見。必要時可重新試驗或變換試驗方法。（見飛機試飛測量系統）。

由於新的氣動總體特性，決定了飛機具有很大的飛行包線，試飛包線擴展深度和廣度的增加。這種包線擴展包括速度包線、過載包線、迎角包線等；為了摸清新氣動佈局帶來的氣動力變化，含全局的和局部的變化，還要進行全機壓力分佈測量。由於高增益電傳飛控系統的加入，設計師已經不僅僅是在設計一架孤立的飛機，而是把飛機和駕駛員作為一個人機系統來設計，因此更需要進行人機閉環飛行品質試飛。除此之外，還要進行相關項目的試飛，如飛控穩定裕度試飛、氣動伺服彈性試飛、迎角和過載邊界限制試飛、抗尾旋模態試飛、各種飛控模態的驗證及它們之間轉換試飛，包括正常模態和應急模態、主模態和備份模態，最後還要進行失速/尾旋試飛。與這些試飛相適應的技術準備試驗中，還應進行飛行模擬研究，含空中和地面飛行模擬研究；模型自由飛，特別是帶電傳飛控和放寬靜穩定性的模型自由飛以及反尾旋裝置研究等；新的結構設計理念和新材料應用要求必須進行結構完整性試飛，包括全機載荷測量、局部載荷測量、起落架載荷測量、複合材料載荷(應變)測量，含集中載荷測量和分佈載荷測量。有些飛機很可能還要進行地面滑行特性專題檢測，如不同跑道粗糙度和跑道濕度滑行特性檢查等。由於新型發動機和新飛機的組合應用，除進行發動機試飛檢查外，還要進行發動機與飛機相容性試飛；隨着對環保要求的提高，對發動機使用污染度探測也提上議事日程，含噪聲檢測和尾噴成分檢測等。

高度綜合航空電子系統的採用，要進行大量的航電功能和性能試飛，包括新成品中二類產品定型和三、四類航空新產品隨機鑑定。其中，新型火控雷達、通信和導航、各種空/空和空/面武器投射是航電試飛中分量最重的試飛內容。

在總體性能試飛中還應試飛測試飛機的目標特性，包括光學特性(紅外特性、紫外特性和可見光特性等)，電磁特性如雷達截面積(RCS)測量等，這些測量應儘可能覆蓋所有應用頻段範圍。 ^[2] 

飛機飛行試驗的主要設備是地面模擬試驗設備、試驗研究飛機(直升機)和測試設備。地面模擬試驗設備用於進行飛行試驗前的驗證和準備工作。地面模擬試驗對提高飛行試驗的安全陛和經濟性具有重要作用。試驗研究飛機(直升機)是為飛行研究和試驗專門研究或改裝的飛機(直升機)，是飛行試驗的主要設備。在地面模擬試驗設備和試驗研究機上都裝有專用或通用的測試儀器設備。利用試驗研究飛機(直升機)進行的飛行試驗，由經過專門訓練的試飛員和試飛科研人員按事先擬定的飛行試驗大綱進行。試驗結果由數據處理系統進行實時或事後處理。

飛機飛行試驗的方法及其測試技術作為一門獨立的學科發展起來，始自第一次世界大戰。第二次世界大戰及戰後航空技術的不斷突破推動了飛行試驗技術的迅速發展。由於飛行試驗研究在航空技術和航空工業發展中的重要作用，世界上各發達國家都不惜投巨資建設規模龐大和專業齊全的飛行試驗研究機構。例如，法國的航空飛行試驗中心有4個基地，技術裝備的固定資產總值達70億法郎，1987年時有各種飛機95架，測試設備價值佔其總值的30%，另有40%為地面數據處理設備和雷達等。美國的飛行試驗技術和設備更為先進，規模更大，在航空航天局空軍都設有飛行試驗研究基地。美國空軍試飛中心近年投入使用的飛行試驗測試系統共有18套機載系統和5套地面系統，具有高速處理數據的能力；還配有綜合飛行數據處理系統(IFDAPS)，能在同時執行的若干項試飛中獲得實時數據。中國早在20世紀50年代就開始建設飛機飛行試驗研究中心，已具有一定水平和規模。 ^[3]