民用飞机失速速度适航审定试飞研究

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摘 要：鉴于失速速度试飞在民用飞机适航审定试飞中的重要性，该文对民用飞机失速速度适航审定试飞进行讨论。重点结合某型号民机的试飞数据，对数据处理方法进行讨论。失速速度是适航审定的重点试飞科目，也是I类风险试飞科目。该文的工作可能对后续型号失速试飞提供有用的参考

关键词：失速速度 适航审定试飞 民用飞机

中图分类号：V3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-02

失速试飞的进行主要出于两种目的，失速速度的确定和失速特性的分析。本为主要针对失速速度试飞。失速速度是民用飞机适航审定的重要试飞科目。许多适航条款是以失速速度作为基准的。例如要求纵向静稳定性试飞需在1.3 VSR到VMO之间进行，起飞、着陆性能需要选择1.13 VSR和1.23 VSR作为参考速度。正是由于这些原因，咨询通告对于失速速度试飞有着非常详细具体的试飞动作和数据处理要求。确保失速速度试飞结果的一致性、可重复性和准确性。

该文针对失速速度适航审定试飞的研究结合某型民用飞机试飞进行相关分析，该型飞机采用尾吊式涡扇发动机、T 型尾翼。为了减少巡航阻力、降低油耗，采用了较大后掠角的超临界下单机翼以及一体化设计的翼稍小翼飞机。该飞机装有失速保护系统（Stall Protection System），包含抖杆及推杆装置。

1 试飞数据分析

1.1 推力影响确定

失速速度通常在慢车推力下开展试验，但是条款要求评估零推力会不会对失速速度造成大于0.5 kt的影响.如果会，则必须将失速速度建立在零推力上。根据试验数据利用外推法（失速速度-推力曲线）确定零推力下失速速度与慢车推力下失速速度相差0.4 kt，推力影响可以忽略。

1.2 确定失速点CLMAX和NZW

根据公式

（1）

式（1）中W为试验时飞机重量，ρ0为标准大气密度，Ve为当量空速，S为参考机翼面积。由上式和对应NZW分别得到试验时的CL和NZW的时间历程曲线。如图1所示，可以得到失速点的明显特征，过载时间历程曲线的“断点”和升力系数时间历程曲线的“峰值”，而升力系数的第一个峰值即为CLMAX。

1.3 修正CLMAX从试验重心到最前重心

CLMAX = CLMAX（test C.G position）

[1+（MAC/lt）（CGstd-CGtest）]

-ΔCLT （2）

式（2）中MAC为平均气动弦长，lt为有效机尾长度（从25%机翼MAC点到25%平尾MAC点的距离），CGstd和CGtest分别为标准重心和试验点重心。ΔCLT是指由于推力不同导致的升力系数变化值（对于慢车和零位推力对失速速度影响小于0.5kt的飞机，可忽略）。

1.4 确定减速率对CLMAX的影响

减速率是由失速速度和110%失速速度连线的斜率确定。根据不同减速率时的CLMAX绘图如图2所示，确定减速率为1kt/s的点为最后的CLMAX。

1.5 确定不同重量下的CLMAX

对于不同重量下的失速试验，得到重量-最大升力系数CLMAX关系图如图3所示。

1.6 计算得到VSR

，如果存在推力影响，为推力影响修正。对于带推杆器的飞机，不得小于推杆器工作点的升力系数。

2 问题讨论

2.1 减速率的影响

传统试飞方法强调要把减速率均匀分布在0.5～1.5 kt/s之间，以便获得一致性较好的减速率-CLMAX曲线图。但是减速率和CLMAX理论上并没有线性关系，CLMAX对于减速率并不敏感。本次试飞时采用将减速率密集分布在1 kt/s左右的方法，如图2所示。虽然曲线一致性不如传统方法所得试验结果，但是由于试验减速率围绕在1 kt/s左右，所得试验误差

更小。

2.2 带推杆器飞机失速点法向过载特性

如图1所示，对于由于失速特性不好而采用推杆器的飞机，由于实际推杆点并没有迫近气动失速区，并不存在如传统飞机失速时约为0.9左右的NZW。这也验证了适航条款中，为了不降低飞机起降时关于V2（≥1.13VSR）和VREF（≥1.23VSR）所留的安全裕度，要求基准失速速度VSR 超过该装置作动时的速度应不小于2 节或者2%（取大者）的合

理性。

2.3 重量对CLMAX的影响

如图3所示的试验结果显示最大升力系数CLMAX并没有随着重量W的增加而增大，反而呈现下降的趋势。这说明CLMAX与重量并没有绝对关系，主要取决于翼形在不同燃油载荷下的形变情况。

3 结语

民机的失速速度是保证飞机安全运行的重要基准速度，必须通过飞行试验来演示和验证。失速试飞属于I类风险试飞科目，咨询通告对于失速速度试飞提出非常详细具体的试飞动作和数据处理要求，同时这些要求也随着飞机的设计特点不尽相同。必须在飞行试验前期就予以缜密准备。

参考文献

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[6] Fixed-Wing Performance Flight Testing，National Test Pilot School.