小型通用飛機(jī)噪聲試飛方法和程序

摘 要：當(dāng)前通用飛機(jī)研制發(fā)展迅速，通用飛機(jī)應(yīng)用范圍廣，具有良好的發(fā)展勢(shì)頭，噪聲試飛是取證過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，本文簡(jiǎn)單介紹小型通用飛機(jī)的噪聲試飛方法和程序。

關(guān)鍵詞：通用飛機(jī);噪聲試飛;航跡切入法

本文以某小型通用飛機(jī)為例進(jìn)行探討。航跡切入法是一種可得到與基準(zhǔn)方法等效的噪聲水平的等效方法。在飛行試驗(yàn)中，飛機(jī)以最大起飛重量正常起飛，之后不必在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)完成后降落、加油并再次起飛，而是操縱飛機(jī)切入噪聲測(cè)量設(shè)定的目標(biāo)航跡連續(xù)進(jìn)行多次噪聲測(cè)量，直至1小時(shí)后，飛機(jī)正常著陸，進(jìn)行再次起飛準(zhǔn)備，之后正常起飛繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)小型通用飛機(jī)性能等科目的試飛結(jié)果，計(jì)算基準(zhǔn)航跡，然后采用航跡切入程序進(jìn)行噪聲試驗(yàn)，如圖1為采用航跡切入法進(jìn)行飛越噪聲測(cè)量的飛行剖面，試驗(yàn)程序如下：

1）飛機(jī)以最大起飛重量正常起飛，盤旋并達(dá)到事先確定的穩(wěn)定平飛路徑;

2）飛機(jī)在試驗(yàn)飛行路徑以事先確定的速度和高度開始穩(wěn)定平飛，到切入點(diǎn)將飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率、螺旋槳轉(zhuǎn)速、構(gòu)型等調(diào)整至審定狀態(tài)，開始爬升;

3）調(diào)整飛機(jī)狀態(tài)直至切入目標(biāo)基準(zhǔn)航跡，飛機(jī)保持最佳爬升率速度±5kn（±9 km/h）爬升，直至飛越噪聲測(cè)量點(diǎn)，并繼續(xù)保持直至取得有效的噪聲;

4）飛機(jī)切出目標(biāo)航跡，盤旋并進(jìn)行調(diào)整，按照步驟1）至3）進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，直至1小時(shí)后或試驗(yàn)終止正常著陸。

一、試驗(yàn)狀態(tài)要求

試驗(yàn)前，飛機(jī)應(yīng)該裝載到最大起飛重量，本試驗(yàn)對(duì)飛機(jī)的重心無(wú)特別要求，按具體裝載情況進(jìn)行配置。試驗(yàn)過(guò)程中，若飛行時(shí)間達(dá)到1小時(shí)，應(yīng)停止試驗(yàn)，將飛機(jī)重量重新調(diào)整到最大起飛重量后再重新進(jìn)行試驗(yàn)。

二、試飛程序

按下述程序進(jìn)行試驗(yàn)：

1）地面噪聲和氣象測(cè)試系統(tǒng)布置到位，完成系統(tǒng)檢查，做好測(cè)試準(zhǔn)備;

2）飛機(jī)進(jìn)行飛行前檢查，做好飛行準(zhǔn)備;

3）機(jī)載飛行狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)和地面飛行參數(shù)遙測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)通電檢查，做好飛行保障準(zhǔn)備;

4）地面氣象測(cè)試系統(tǒng)開始?xì)庀髤?shù)采集和記錄，確認(rèn)氣象條件滿足要求;

5）地面噪聲測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行飛行前現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，分別采用粉紅噪聲和單頻聲源進(jìn)行測(cè)試通道校準(zhǔn);

6）在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)前2min內(nèi)，進(jìn)行背景噪聲測(cè)量，時(shí)長(zhǎng)不低于30s;

7）地面測(cè)試主管報(bào)告飛行指揮系統(tǒng)試驗(yàn)準(zhǔn)備完畢，試驗(yàn)開始;

8）飛機(jī)按正常起飛程序起飛;

9）采用航跡切入法，飛機(jī)到達(dá)的事先確定的航跡切入準(zhǔn)備位置，當(dāng)次噪聲測(cè)量試驗(yàn)點(diǎn)正式開始，開始噪聲測(cè)量;

10）飛機(jī)飛越噪聲測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)噪聲測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)確認(rèn)得到，地面測(cè)試主管報(bào)告本次噪聲測(cè)量試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)束;

11）飛機(jī)可以切出目標(biāo)航跡，飛出并遠(yuǎn)離噪聲試驗(yàn)區(qū)域待命飛行待命;

12）在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)完成后2min內(nèi)，進(jìn)行背景噪聲測(cè)量，時(shí)長(zhǎng)不低于30s，結(jié)束該次噪聲試驗(yàn)點(diǎn)的噪聲測(cè)量;

13）地面測(cè)試人員確認(rèn)飛機(jī)飛行狀態(tài)、飛行航跡、地面氣象條件等是否滿足要求，并通報(bào)地面測(cè)試主管;

三、數(shù)據(jù)處理方法

（一）數(shù)據(jù)處理任務(wù)簡(jiǎn)述

采用每次試驗(yàn)狀態(tài)點(diǎn)前后的通道校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)的靈敏度，確保級(jí)差不大于0.5dB，保證測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量的有效性。用試驗(yàn)狀態(tài)點(diǎn)前后的通道靈敏度校準(zhǔn)值的平均值作為當(dāng)次噪聲測(cè)量的系統(tǒng)靈敏度。

地面氣象參數(shù)、飛機(jī)航跡和飛機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)預(yù)處理，根據(jù)每次試驗(yàn)狀態(tài)點(diǎn)的最大A聲級(jí)出現(xiàn)的時(shí)間段，挑選地面氣象參數(shù)、飛機(jī)飛行航跡和飛機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)，用于噪聲修正計(jì)算。

（二）噪聲修正計(jì)算

基準(zhǔn)氣象條件修正，當(dāng)試驗(yàn)時(shí)的氣象條件在規(guī)定的范圍之外時(shí)，需要對(duì)噪聲進(jìn)行大氣吸聲修正，修正到15℃和70%相對(duì)濕度。

（三）審定噪聲級(jí)計(jì)算

1）審定噪聲級(jí)是在90%的置信度范圍以內(nèi)得出平均的噪聲級(jí)（LAmax）值。平均噪聲級(jí)就是對(duì)所有起飛測(cè)量點(diǎn)的有效試驗(yàn)飛行經(jīng)過(guò)修正的聲學(xué)測(cè)量值的算術(shù)平均值;

2）最少進(jìn)行6次起飛噪聲測(cè)量，建立統(tǒng)計(jì)上不超過(guò)±1.5dB（A）的90%置信度。

四、數(shù)據(jù)處理結(jié)果要求及合格判據(jù)

（一）試飛結(jié)果要求

得到以下噪聲結(jié)果：

1）修正到基準(zhǔn)條件下的起飛噪聲平均A聲級(jí)（LAmax）;

2）置信區(qū)間為90%的置信限。

（二）合格判據(jù)

數(shù)據(jù)處理結(jié)果的可接受判據(jù)為：

1）飛行航跡的橫向偏差在垂直方向不超過(guò)±10o，高度偏差在±20%范圍內(nèi);

2）氣象條件滿足要求，沒(méi)有影響噪聲測(cè)量的異常氣象;

3）每次飛行試驗(yàn)，以最佳爬升速度飛越噪聲測(cè)量點(diǎn)上空時(shí)，速度的變化不超過(guò)5kn;

4）獲得每次飛行的最大起飛A聲級(jí)LAmax;

5）噪聲測(cè)試結(jié)果為置信度90%時(shí)的置信限不超過(guò)±1.5dBA。

五、試飛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

試飛機(jī)組應(yīng)該熟悉飛機(jī)以及飛機(jī)的性能和相關(guān)的應(yīng)急處置程序。飛行試驗(yàn)開展前，試飛相關(guān)技術(shù)人員和其他專業(yè)技術(shù)人員參考AP-21-AA-2014-31R1文件完成試飛風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。另外，試飛機(jī)組和試飛工程師在試驗(yàn)開展前需完成試飛風(fēng)險(xiǎn)分析（THA）。

試飛前后應(yīng)分別召開飛行準(zhǔn)備和飛行講評(píng)會(huì)，會(huì)上需進(jìn)行試飛風(fēng)險(xiǎn)提示和講評(píng)。試飛過(guò)程若發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)超出之前評(píng)估的等級(jí)，應(yīng)該立即終止試驗(yàn)，并重新進(jìn)行試飛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

對(duì)每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)該制定相應(yīng)的試飛風(fēng)險(xiǎn)緩解措施，對(duì)本大綱規(guī)定試飛科目的風(fēng)險(xiǎn)緩解措施應(yīng)按照以下原則制定：按照CCAR 91部要求運(yùn)行，且僅在晝間目視氣象條件下進(jìn)行飛行試驗(yàn);試驗(yàn)前應(yīng)完成對(duì)相關(guān)性能和操縱特性的分析評(píng)估;

高風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目的機(jī)組應(yīng)該為最小機(jī)組;試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該遵循逐步逼近的原則。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張志超（1986.06-），男（漢族），本科學(xué)士，主要從事通用飛機(jī)試飛。