民機試飛計劃編制研究

劉寒松

摘 要：該文研究了試飛計劃編制方法，提出使用“主飛行計劃-試飛支持計劃”的模式進行計劃編制。某型民機試飛的實踐證明，使用“主試飛計劃-試飛支持計劃”的形式是可行的，且方便管理、節約資源。對后續民機型號試飛工作具有一定的參考意義。

關鍵詞：試飛需求 機上工作 試飛計劃

中圖分類號：V217 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0011-03

隨著民機技術的快速發展，航空電子、自動控制技術、動力裝置等飛機系統愈加復雜，試飛過程中需要驗證的內容也越來越多?，F代飛機試飛周期大約是整個飛機研制周期的1/4～1/2[1]。試飛周期長短很大程度上決定了飛機推向市場的時間，對于搶占市場、節省研發資源、推動型號梯隊順利發展具有重要意義。而試飛計劃直接決定試飛時間和試飛成本，合理的試飛計劃能夠合理調動試飛資源、滿足時間要求、提高試飛效率[2]。

該文根據試飛工作實踐，結合國內外飛機的試飛經驗，研究試飛計劃的編制方法。

1 計劃編制方法

因試飛工作的復雜性，將試飛計劃包括主飛行計劃、備份飛行計劃、試飛支持計劃、機上工作計劃幾個部分。

1.1 主飛行計劃

1.1.1 試飛科目分類

由于便于試飛計劃編制，可將試飛科目按照不同的前置要求、測試改裝或環境因素等內容，細化為順序包、專項包、組合包等3個類型的任務包組合[3]。

（1）順序包：有明確順序要求的科目組合。

主要依據以下幾點確定試飛科目順序關系：①試飛科目的邏輯關系。試飛流程一般是由簡單到困難，發現問題，解決問題。[1]飛機首飛完成后，一般開始進行飛機初步性能驗證試飛，電子設備初步飛行試驗，包線擴展試飛等，接著進行高難度科目：顫振試飛，失速試飛，無動力飄降等，確定失速速度后進行低高速操穩品質類、性能類試飛以及動力燃油、液壓系統試飛，最后是功能可靠性試飛。②構型到位。民機試飛按目的可分為研發試飛、表明符合性試飛和審定試飛，無論哪種類型的試飛，均需在特定的構型下進行。在試飛階段，飛機諸多結構和系統均處在不斷更改中，飛機的構型是逐步到位的，與之相關的試飛科目也是逐步開展的。③試飛科目的特殊性。部分試飛科目有特定的時間點要求，如發動機推力確定試飛要確定發動機在各種飛行條件下的穩態安裝推力，要求發動機性能穩定。由于隨著工作時間發動機的性能會發生退化，因此一般要求此科目在飛機首飛后50飛行小時內完成。④試飛安全。為試飛安全起見，高度、速度、過載、迎角等包線擴展應循序漸進，逐漸擴展。

（2）專項包：有特殊的環境要求和測試要求，難以重復。一般包括排液試飛、高溫試飛、高原試飛、自然結冰試飛、高寒試飛、大側風試飛。

（3）組合包：無特殊要求，可插空進行組合的科目。一般包括結構載荷、照明系統、水廢水系統、中央維護系統、起落架擺振、通信系統、指示記錄系統、壓調/氧氣系統、空調系統、內飾和設備、防火系統、導航系統、自動飛行系統等。

試飛任務包框圖詳見圖1所示。

1.1.2 計劃確定

計劃編制過程中，應按以下方法確定試飛科目編排順序。首先，項目發展規劃已確定首飛、TIA頒發、取證等重大零級節點；在此基礎上，確定專項包在整個試飛周期中的時間節點，因其對氣象條件、機場等資源有特殊的要求，專項包中的科目有固定的節點要求（如國內自然結冰試飛必須在每年3月份和11月份于烏魯木齊進行）；專項包確定后，使用順序包科目在剩余空白時間內填空。最后，順序包科目之間使用組合包來進行補充。由于組合包科目的特殊性質，還可用來作為主飛行計劃的備份計劃來增加飛行計劃的靈活性。

1.2 備份飛行計劃

備份飛行計劃是主飛行計劃的一部分，合理的備份飛行計劃能夠增加試飛效率，提高飛行計劃的靈活性。反之，不合理備份飛行計劃可能導致試飛成本和時間大幅增加。如某型飛機在某段時間段安排了大量對風速有特殊要求的試飛科目，備份飛行計劃仍為對風速有要求科目，然而此段時間試飛機場地區因為溫度多變導致氣流不穩定，風速較大。因風速過大導致該周期內60%的飛行日撤銷，30%的飛行日部分撤銷。

因此，備份飛行計劃作為“保底計劃”，需考慮與飛行計劃的互補性。制定備份飛行計劃的過程中，應綜合考慮可能影響飛行計劃正常執行的因素、試飛飛機的構型和測試改裝到位情況、氣象條件、試飛機場等相關因素，或直接使用組合包中的科目。

1.3 試飛支持計劃

試飛工作屬于系統工程，需要設計單位、制造單位、飛機供應商、試飛組織單位的相互配合完成，從事試飛必須有一個集研制方、試飛方和使用方于一體的聯合試飛力量。基于這種理念，現代試飛的組織管理采用聯合試飛法[4]。即飛機及其系統的研制廠所、試飛鑒定單位共同組織一個試飛隊伍，從制定試飛方案和計劃到處理和分析技術問題，分工負責，共同磋商，相互支持。

在某型飛機試飛分工中，設計單位負責提出試飛要求、保證飛機構型按時到位、處理試飛過程中遇到的問題、提供飛行限制條件、飛行手冊、機組操作手冊、飛機維護手冊、向審查方說明飛機的安全性和符合性；制造單位負責飛機日常維護、飛機新發圖紙和機上新增工作實施、向審查方表明飛機的制造符合性；飛機供應商應按照設計和制造單位的要求，處理飛機構型不到位項、處理試飛故障、協助提供試飛要求、試飛現場技術支持；試飛組織單位負責試飛方法、組織試飛實施、完成設計單位提出的設計要求、保證試飛安全。

飛行試驗涉及多家單位，因此一般而言，僅編制飛行計劃無法涵蓋所有試飛工作內容。采用“飛行計劃——試飛支持計劃”的模式來制定計劃更具有可操縱性。飛行計劃規劃了各個試飛科目的試飛開始結束時間，試飛支持計劃規劃了各試飛科目開飛前準備工作的時間要求。

試飛支持計劃包括構型到位計劃、測試改裝到位計劃、軟件加載計劃、試驗室試驗計劃、地面試驗計劃、供應商現場支持計劃等。各試飛支持計劃由分別由不同的工作單位進行維護更新，并保持與飛行計劃的匹配，出現延遲時，應及時評估飛行計劃受到的影響。

試飛支持計劃與飛行計劃的關系如圖2所示。

1.4 機上工作計劃

機上工作計劃是試飛支持計劃的重要組成部分。

一般而言，機上工作包括以下幾個部分：

（1）軟硬件升級、新發EO貫徹。飛機交付進行試飛后，隨著軟硬件的到位，試飛現場需安排軟硬件升級工作；另外，因設計原因導致的制造問題，或者試飛問題導致的工程更改，也需進行機上更改工作。

（2）特殊構型調整。針對部分試飛科目的特殊構型需求，需要進行構型調整。如部分操穩和飛控科目要求方向舵最大可偏轉角度的小于飛機的正常使用值；水廢水系統試飛要求飛機并安裝完整盥洗室等。

（3）重量重心調整。對重量重心有要求的科目需安排重量重心調整工作。

（4）測試改裝。飛機交付進行試飛后進行的改裝工作稱為架外改裝工作。如為最小離地速度科目試飛安裝的尾橇，為發動機冷卻試飛安裝的電負載箱，為自然結冰試飛加裝專用的攝像頭加裝等。

（5）試飛故障處理。試飛故障處理是特殊的機上工作，其發生具有不可預知性，處理相對于其它工作也具有優先性。試飛計劃編制和考核時，應考慮此類不可預知事件的預留時間。

2 計劃調整

項目試飛過程中，各種人為因素或者不可抗力均可能造成試飛計劃無法正常執行。在某型民機試飛中，對飛行計劃影響較大的主要有構型到位計劃、測試改裝到位計劃；不可抗力造成的試飛計劃無法執行的情況如大側風試飛風速未滿足要求，自熱結冰試飛中未發現符合條件的結冰氣象條件、連續陰雨天導致的試飛效率低下等。

對計劃進行及時調整十分必要。計劃的調整包括備份計劃的使用，以及后續計劃提前進行等手段。為方便計劃調整，試飛計劃編制應具有足夠的靈活性，這需要計劃編制者具有一定統籌能力和試飛工作經驗。

3 建議

基于試飛工作實踐對試飛計劃編制工作提出以下建議。

3.1 試驗需求合并

試飛需求包括科目構型到位需求、前置試驗需求、測試改裝需求、氣象條件需求、機場資源需求等。試飛計劃編制過程中可綜合考慮各試飛科目的具體需求，通過將相同或相近需求合并同類項，將試飛科目合并安排或集中安排，縮短試飛周期和節約成本。

3.2 重視試飛支持計劃

在試飛工作中，往往重視飛行計劃，忽略了試飛支持計劃，而實際制約飛行的往往是試飛支持計劃的拖延。

試飛支持計劃按時完成是飛行的前提，否則即使試飛飛機進行了飛行，結果也無法滿足要求。在后續型號試飛中，應將試飛支持計劃的優先級提高到與飛行計劃的同等水平。

3.3 參試飛機互為備份

參試飛機出現故障甚至出現意外事故的可能性是存在的，為了不影響整個工程的進度，可采取參試飛機間相互備份的方法，兩架飛機的測試參數要相互覆蓋，在試飛工作開展的初期做好整個項目的規劃。主要好處為：（1）可減少飛機故障導致的飛行延誤；（2）可減少飛機的重量重心調整、特殊構型配置等機上工作，便于對試飛計劃進行統籌安排；（3）可減少專項試飛因飛機故障或構型不滿足要求導致錯過氣象條件的風險。

4 結語

試飛計劃作為指導整個試飛工作的指南，具有非常重要的作用。該文給出了試飛計劃的編制方法，提出使用任務包的形式進行試飛計劃的編制，并根據試飛工作實踐經驗提出對試飛計劃編制工作中的建議。某型民機試飛的實踐證明，使用“主試飛計劃-試飛支持計劃”的形式是可行的，且方便管理、節約資源。

參考文獻

[1] 周自全.現代戰斗機的飛行試驗[J].北京航空航天大學學報.2003，29（12）：1110-1114.

[2] 沈宏良，余勇軍，劉昶，等.試飛科目的最優排序問題研究[J].南京航空航天大學學報，2000，32（3）：312-317.

[3] 袁沖，修忠信，田海玲，等.民用飛機試飛規劃與管理技術研究[J].民用飛機設計與研究，2014（3）：1-4.

[4] 蔣佩英.如何使發展試飛時間和費用最少—美國空軍試飛中心的經驗[J].國外試飛，1991（2）：1-8.