三大Ⅰ类风险试飞科目

1、三大1类风险试飞科目在气动弹性动力学中，通常把由于气动弹性效应引起的飞机及其 部件在气流中发生不衰减的且振幅相当大的振动称为颤振。颤振是飞 机结构最危险的振动形式，是空气动力、弹性恢复力和惯性力三者耦 合作用下产生的一种振动形式，是飞行器飞行中发生事故较多并且常 常造成灾难性后果的一种气动弹性现象。与之对应的是气动伺服弹性， 就是在飞机飞行中考虑到飞行控制系统的耦合效应。世界航空工业领域把颤振、失速尾旋和空中停车称为“三大I类 风险试飞科目”，颤振比失速尾旋和空中停车更加危险，从飞机研制 和飞行试验角度讲，颤振是对飞机最大的挑战，因飞机一旦在空中发 生颤振，会在几秒甚至更短的时间内解体，飞行员

2、几乎无处置时间， 逃脱概率基本为零。据统计，数十年来，世界范围因颤振而造成的重 大事故时有发生。自从1996年发现当飞机达到一定速度后，飞机机 翼、尾翼和操纵面会产生颤振以来，迄今还未能从设计角度完全预测 和排除。1997年9月，美国一架F-117A “夜鹰”隐身战机发生机翼 颤振，使一个机翼的大部分脱落，导致了灾难性事故。现代高性能战斗机，普遍采用了带电传操纵系统的主动控制技术。 而在飞行控制系统的设计过程中，飞机是作为刚体来考虑的，即认为 飞机系统与飞控系统之间不存在耦合。但是随着现代飞机柔性的增大， 飞机系统与飞行控制系统之间耦合变得不可忽略。实际飞机结构在受 到扰动激励后会发生弹性振动

3、，飞机运动信号经传感器反馈给飞控系 统并使其发出附加操纵指令，通过液压伺服作动系统驱动舵面产生附 加偏转，偏转产生的气动力变化激励机体产生振动，这就形成了一个 闭环反馈机制。这种闭环反馈会影响飞机的操纵稳定性，通过液压伺 服作动系统向飞机系统输入了能量，也会影响飞机的颤振特性。颤振飞行试验是飞机设计中防颤振设计的最终环节。它既以各项 计算和地面试验的结果为基础，又是这些工作的补充和鉴定，即实物 验证试验。颤振试验使用实机在实际飞行条件下进行，对于新的型号 设计和型号改型都必须进行直至限制速度保险的各种速度下的全尺 寸颤振飞行试验，以验证在整个规定的飞行限制速度包线范围内，所 有的飞机临界构形都

4、无任何颤振现象，以及在通过外推飞行试验数据 得到的1.15倍限制速度之内，没有任何气动弹性不稳定性出现。颤振/气动伺服弹性试飞技术包括激励技术、飞行技术、测试技术和 数据处理技术等。在满足一定的飞行要求下，通过某种手段对飞机结 构进行有效激励，通过传感器记录飞机结构响应，通过应用一定的数 据处理方法对响应信号进行处理分析，得到飞机结构特性参数，对比 是否满足相应的要求。其中，激励技术和数据处理技术是颤振/气动 伺服弹性试飞技术的核心技术。消除颤振才是最终目的当然，飞行器发生颤振是极其危险的，消除颤振才是飞行试验的 最终目的。在I类风险科目中，颤振是唯一不能人为控制的情况（失 速和空中停车可以通过飞行员的操纵进行改出和重新启动），只能通 过恰当的结构设计来防止。所以，世界各国在新机研制的早期阶段就 要开始进行防止颤振研究，这种研究贯穿于新机研制的全过程。通常， 防止颤振研究包括颤振理论计算、缩比模型的高低速风洞实验、全机 地面共振实验以及飞机颤振飞行试验等。颤振飞行试验是颤振研究的 最终环节，它使用真实的飞机在真实的条件下进行试验，效果是最直 观和真实的。所以也是验证新机颤振安全性必不可少、最有说服力的 关键环节。颤振试飞既是对飞机结构和强度的考验，更是对颤振的认知程度、 试飞方法的科学性以及试飞员心理素质的综合考验，其过程充满了未 知和风险。进行颤振试飞时，试验机其实是在“亚临界