技术领域
[0001] 本发明属于航空器适航验证技术领域，尤其涉及一种民用直升机仪表纵向静稳定性验证试飞方法。
相关背景技术
[0002] 直升机飞行过程中会遇到各种各样的短时间的扰动，如阵风扰动、驾驶杆的偶然摇动等，都会使直升机的平衡飞行状态遭到破坏，平衡状态被破坏瞬间的直升机运动趋势，称作直升机的静稳定性。通常将直升机的静稳定性分为纵向静稳定性、横向静稳定性和航向静稳定性。直升机纵向静稳定性是指受到扰动后，纵向平衡受到破坏，直升机发生飞行速度及迎角变化，如果出现新的附加力矩使之自动恢复原来的飞行速度，则直升机是静稳定的，反之是静不稳定的。良好的纵向静稳定性是仪表飞行规则的一项关键要求，它能确保自动修正飞行速度响应，并使飞行员能意识到任何实际的飞行速度变化，也就是说飞行速度变化必须使飞行员能清晰地觉察到杆力(即可以感觉到的、可以量化的力梯度)。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
[0036] 一种民用直升机仪表纵向静稳定性验证试飞方法，包括如下步骤：
[0037] 步骤1：通过地面试验测得纵向操纵杆力与纵向操纵位置之间的关系
[0038] 在地面测量得到纵向操纵杆力与纵向操纵位置之间的关系，通常纵向操纵杆力随着纵向操纵位置增加而线性增加，以Y表示纵向操纵位置(单位％)，X表示对应Y的纵向操纵杆力(单位N)，则纵向操纵位置与纵向操纵杆力之间的转换关系式如下：
[0039] Y＝a1*X+b1
[0040] 步骤2：通过飞行试验验证加速段的纵向操纵杆力梯度
[0041] 在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，记录配平纵向操纵位置Y0，总距保持在配平值，前推驾驶杆，逐步增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到Z0+10kt、Z0+20kt，记录对应的纵向操纵位置Y+10kt、Y+20kt，通常速度随着纵向操纵位置增加而线性增加，以Z表示速度(单位kt)，Y表示对应速度的纵向操纵位置(单位％)，通过(Y0、Z0)、(Y+10kt、Z0+10kt)和(Y+20kt、Z0+20kt)三点拟合得出纵向操纵位置与速度之间的关系如下：
[0042] Z1＝a2*Y+b2
[0043] 根据步骤1测得的纵向操纵位置与纵向操纵杆力之间的转换关系式，可以换算出速度与纵向操纵杆力之间的关系：
[0044] Z1＝a1*a2*X+a2*b1+b2
[0045] 根据速度与纵向操纵杆力的梯度关系判定静稳定性，即a1*a2＞0则静稳定性为正，a1*a2＝0则静稳定性为中立，a1*a2＜0则静稳定性为负。
[0046] 步骤3：通过飞行试验验证减速段的纵向操纵杆力梯度
[0047] 在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，记录配平纵向操纵位置Y0，总距保持在配平值，后拉驾驶杆，逐步增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到到Z0‑10kt、Z0‑20kt，记录对应的纵向操纵位置Y‑10kt、Y‑20kt，通常速度随着纵向操纵位置增加而线性增加，以Z表示速度(单位kt)，Y表示对应速度的纵向操纵位置(单位％)，通过(Y0、Z0)、(Y‑10kt、Z0‑10kt)和(Y‑20kt、Z0‑20kt)三点拟合得出纵向操纵位置与速度之间的关系如下：
[0048] Z2＝a3*Y+b3
[0049] 根据步骤1测得的纵向操纵位置与纵向操纵杆力之间的转换关系式，可以换算出速度与纵向操纵杆力之间的关系：
[0050] Z2＝a1*a3*X+a3*b1+b3
[0051] 根据速度与纵向操纵杆力的梯度关系判定静稳定性，即a1*a3＞0则静稳定性为正，a1*a3＝0则静稳定性为中立，a1*a3＜0则静稳定性为负。
[0052] 步骤4：通过飞行试验验证加速段的配平速度恢复特性
[0053] 在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，总距保持在配平值，前推驾驶杆，增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到Z0+20kt，然后缓慢释放杆杆力，当杆力已经卸掉且速度已稳定时，记录此时速度Z3，判断是否恢复到配平速度的10％范围内，即Z3≤Z0+0.1*Z0；
[0054] 步骤5：通过飞行试验验证减速段的配平速度恢复特性
[0055] 在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，总距保持在配平值，后拉驾驶杆，增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到Z0‑20kt，然后缓慢释放杆力，当杆力已经卸掉且速度已稳定时，记录此时速度Z4，判断是否恢复到配平速度的10％范围内，即Z4≥Z0‑0.1*Z0。
[0056] 对于直升机仪表纵向静稳定性验证试飞，可分为纵向操纵杆力梯度验证和配平速度恢复特性验证。本发明公开了一种民用直升机仪表纵向静稳定性验证试飞方法，包括如下步骤：
[0057] 加速段的纵向操纵杆力梯度验证(参见图1)：在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，记录配平纵向操纵位置Y0，总距保持在配平值，前推驾驶杆，逐步增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到Z0+10kt、Z0+20kt，记录对应的纵向操纵位置Y+10kt、Y+20kt；
[0058] 减速段的纵向操纵杆力梯度验证(参见图2)：在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度z0和指定功率状态配平，记录配平纵向操纵位置Y0，总距保持在配平值，后拉驾驶杆，逐步增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到到Z0‑10kt、Z0‑20kt，记录对应的纵向操纵位置Y‑10kt、Y‑20kt；
[0059] 加速段的配平速度恢复特性验证(参见图3)：在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，总距保持在配平值，前推驾驶杆，增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到Z0+20kt，然后缓慢释放杆杆力，当杆力已经卸掉且速度已稳定时，记录此时速度Z3，判断是否恢复到配平速度的10％范围内；
[0060] 减速段的配平速度恢复特性验证(参见图4)：在指定的自动飞行控制系统模式，以指定速度Z0和指定功率状态配平，总距保持在配平值，后拉驾驶杆，增大纵向操纵杆力，使速度稳定达到Z0‑20kt，然后缓慢释放杆力，当杆力已经卸掉且速度已稳定时，记录此时速度Z4，判断是否恢复到配平速度的10％范围内。
[0061] 本方法的关键点在于，一是将将纵向操纵杆力梯度和配平速度恢复特性分开验证，消除纵向操纵杆力梯度验证和配平速度恢复特性验证之间的相互干扰，并给出了验证方法；二是通过地面试验测得纵向操纵杆力与纵向操纵位置之间的关系将飞行试验测得的操纵位置与速度的之间的关系转化为纵向操纵杆力与速度之间关系，以判定纵向操纵杆力梯度；三是分别对纵向操纵杆力梯度验证和配平速度恢复特性验证，分为加速段和减速段，给出了具体的试验步骤。
[0062] 本发明提出一种用于验证适航规章CCAR‑29‑R2附件B.Ⅳ仪表纵向静稳定性的适航符合性验证试飞方法，按本方法，可以消除操纵杆力梯度验证和配平速度恢复特性验证之间的相互干扰，便于开展仪表纵向静稳定性的试验验证，提高仪表纵向静稳定性验证试飞科目的成功率。
