民机试飞计划编制研究

刘寒松

摘 要：该文研究了试飞计划编制方法，提出使用“主飞行计划-试飞支持计划”的模式进行计划编制。某型民机试飞的实践证明，使用“主试飞计划-试飞支持计划”的形式是可行的，且方便管理、节约资源。对后续民机型号试飞工作具有一定的参考意义。

关键词：试飞需求 机上工作 试飞计划

中图分类号：V217 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0011-03

随着民机技术的快速发展，航空电子、自动控制技术、动力装置等飞机系统愈加复杂，试飞过程中需要验证的内容也越来越多。现代飞机試飞周期大约是整个飞机研制周期的1/4～1/2[1]。试飞周期长短很大程度上决定了飞机推向市场的时间，对于抢占市场、节省研发资源、推动型号梯队顺利发展具有重要意义。而试飞计划直接决定试飞时间和试飞成本，合理的试飞计划能够合理调动试飞资源、满足时间要求、提高试飞效率[2]。

该文根据试飞工作实践，结合国内外飞机的试飞经验，研究试飞计划的编制方法。

1 计划编制方法

因试飞工作的复杂性，将试飞计划包括主飞行计划、备份飞行计划、试飞支持计划、机上工作计划几个部分。

1.1 主飞行计划

1.1.1 试飞科目分类

由于便于试飞计划编制，可将试飞科目按照不同的前置要求、测试改装或环境因素等内容，细化为顺序包、专项包、组合包等3个类型的任务包组合[3]。

（1）顺序包：有明确顺序要求的科目组合。

主要依据以下几点确定试飞科目顺序关系：①试飞科目的逻辑关系。试飞流程一般是由简单到困难，发现问题，解决问题。[1]飞机首飞完成后，一般开始进行飞机初步性能验证试飞，电子设备初步飞行试验，包线扩展试飞等，接着进行高难度科目：颤振试飞，失速试飞，无动力飘降等，确定失速速度后进行低高速操稳品质类、性能类试飞以及动力燃油、液压系统试飞，最后是功能可靠性试飞。②构型到位。民机试飞按目的可分为研发试飞、表明符合性试飞和审定试飞，无论哪种类型的试飞，均需在特定的构型下进行。在试飞阶段，飞机诸多结构和系统均处在不断更改中，飞机的构型是逐步到位的，与之相关的试飞科目也是逐步开展的。③试飞科目的特殊性。部分试飞科目有特定的时间点要求，如发动机推力确定试飞要确定发动机在各种飞行条件下的稳态安装推力，要求发动机性能稳定。由于随着工作时间发动机的性能会发生退化，因此一般要求此科目在飞机首飞后50飞行小时内完成。④试飞安全。为试飞安全起见，高度、速度、过载、迎角等包线扩展应循序渐进，逐渐扩展。

（2）专项包：有特殊的环境要求和测试要求，难以重复。一般包括排液试飞、高温试飞、高原试飞、自然结冰试飞、高寒试飞、大侧风试飞。

（3）组合包：无特殊要求，可插空进行组合的科目。一般包括结构载荷、照明系统、水废水系统、中央维护系统、起落架摆振、通信系统、指示记录系统、压调/氧气系统、空调系统、内饰和设备、防火系统、导航系统、自动飞行系统等。

试飞任务包框图详见图1所示。

1.1.2 计划确定

计划编制过程中，应按以下方法确定试飞科目编排顺序。首先，项目发展规划已确定首飞、TIA颁发、取证等重大零级节点；在此基础上，确定专项包在整个试飞周期中的时间节点，因其对气象条件、机场等资源有特殊的要求，专项包中的科目有固定的节点要求（如国内自然结冰试飞必须在每年3月份和11月份于乌鲁木齐进行）；专项包确定后，使用顺序包科目在剩余空白时间内填空。最后，顺序包科目之间使用组合包来进行补充。由于组合包科目的特殊性质，还可用来作为主飞行计划的备份计划来增加飞行计划的灵活性。

1.2 备份飞行计划

备份飞行计划是主飞行计划的一部分，合理的备份飞行计划能够增加试飞效率，提高飞行计划的灵活性。反之，不合理备份飞行计划可能导致试飞成本和时间大幅增加。如某型飞机在某段时间段安排了大量对风速有特殊要求的试飞科目，备份飞行计划仍为对风速有要求科目，然而此段时间试飞机场地区因为温度多变导致气流不稳定，风速较大。因风速过大导致该周期内60%的飞行日撤销，30%的飞行日部分撤销。

因此，备份飞行计划作为“保底计划”，需考虑与飞行计划的互补性。制定备份飞行计划的过程中，应综合考虑可能影响飞行计划正常执行的因素、试飞飞机的构型和测试改装到位情况、气象条件、试飞机场等相关因素，或直接使用组合包中的科目。

1.3 试飞支持计划

试飞工作属于系统工程，需要设计单位、制造单位、飞机供应商、试飞组织单位的相互配合完成，从事试飞必须有一个集研制方、试飞方和使用方于一体的联合试飞力量。基于这种理念，现代试飞的组织管理采用联合试飞法[4]。即飞机及其系统的研制厂所、试飞鉴定单位共同组织一个试飞队伍，从制定试飞方案和计划到处理和分析技术问题，分工负责，共同磋商，相互支持。

在某型飞机试飞分工中，设计单位负责提出试飞要求、保证飞机构型按时到位、处理试飞过程中遇到的问题、提供飞行限制条件、飞行手册、机组操作手册、飞机维护手册、向审查方说明飞机的安全性和符合性；制造单位负责飞机日常维护、飞机新发图纸和机上新增工作实施、向审查方表明飞机的制造符合性；飞机供应商应按照设计和制造单位的要求，处理飞机构型不到位项、处理试飞故障、协助提供试飞要求、试飞现场技术支持；试飞组织单位负责试飞方法、组织试飞实施、完成设计单位提出的设计要求、保证试飞安全。

飞行试验涉及多家单位，因此一般而言，仅编制飞行计划无法涵盖所有试飞工作内容。采用“飞行计划——试飞支持计划”的模式来制定计划更具有可操纵性。飞行计划规划了各个试飞科目的试飞开始结束时间，试飞支持计划规划了各试飞科目开飞前准备工作的时间要求。

试飞支持计划包括构型到位计划、测试改装到位计划、软件加载计划、试验室试验计划、地面试验计划、供应商现场支持计划等。各试飞支持计划由分别由不同的工作单位进行维护更新，并保持与飞行计划的匹配，出现延迟时，应及时评估飞行计划受到的影响。

试飞支持计划与飞行计划的关系如图2所示。

1.4 机上工作计划

机上工作计划是试飞支持计划的重要组成部分。

一般而言，机上工作包括以下几个部分：

（1）软硬件升级、新发EO贯彻。飞机交付进行试飞后，随着软硬件的到位，试飞现场需安排软硬件升级工作；另外，因设计原因导致的制造问题，或者试飞问题导致的工程更改，也需进行机上更改工作。

（2）特殊构型调整。针对部分试飞科目的特殊构型需求，需要进行构型调整。如部分操稳和飞控科目要求方向舵最大可偏转角度的小于飞机的正常使用值；水废水系统试飞要求飞机并安装完整盥洗室等。

（3）重量重心调整。对重量重心有要求的科目需安排重量重心调整工作。

（4）测试改装。飞机交付进行试飞后进行的改装工作称为架外改装工作。如为最小离地速度科目试飞安装的尾橇，为发动机冷却试飞安装的电负载箱，为自然结冰试飞加装专用的摄像头加装等。

（5）试飞故障处理。试飞故障处理是特殊的机上工作，其发生具有不可预知性，处理相对于其它工作也具有优先性。试飞计划编制和考核时，应考虑此类不可预知事件的预留时间。

2 计划调整

项目试飞过程中，各种人为因素或者不可抗力均可能造成试飞计划无法正常执行。在某型民机试飞中，对飞行计划影响较大的主要有构型到位计划、测试改装到位计划；不可抗力造成的试飞计劃无法执行的情况如大侧风试飞风速未满足要求，自热结冰试飞中未发现符合条件的结冰气象条件、连续阴雨天导致的试飞效率低下等。

对计划进行及时调整十分必要。计划的调整包括备份计划的使用，以及后续计划提前进行等手段。为方便计划调整，试飞计划编制应具有足够的灵活性，这需要计划编制者具有一定统筹能力和试飞工作经验。

3 建议

基于试飞工作实践对试飞计划编制工作提出以下建议。

3.1 试验需求合并

试飞需求包括科目构型到位需求、前置试验需求、测试改装需求、气象条件需求、机场资源需求等。试飞计划编制过程中可综合考虑各试飞科目的具体需求，通过将相同或相近需求合并同类项，将试飞科目合并安排或集中安排，缩短试飞周期和节约成本。

3.2 重视试飞支持计划

在试飞工作中，往往重视飞行计划，忽略了试飞支持计划，而实际制约飞行的往往是试飞支持计划的拖延。

试飞支持计划按时完成是飞行的前提，否则即使试飞飞机进行了飞行，结果也无法满足要求。在后续型号试飞中，应将试飞支持计划的优先级提高到与飞行计划的同等水平。

3.3 参试飞机互为备份

参试飞机出现故障甚至出现意外事故的可能性是存在的，为了不影响整个工程的进度，可采取参试飞机间相互备份的方法，两架飞机的测试参数要相互覆盖，在试飞工作开展的初期做好整个项目的规划。主要好处为：（1）可减少飞机故障导致的飞行延误；（2）可减少飞机的重量重心调整、特殊构型配置等机上工作，便于对试飞计划进行统筹安排；（3）可减少专项试飞因飞机故障或构型不满足要求导致错过气象条件的风险。

4 结语

试飞计划作为指导整个试飞工作的指南，具有非常重要的作用。该文给出了试飞计划的编制方法，提出使用任务包的形式进行试飞计划的编制，并根据试飞工作实践经验提出对试飞计划编制工作中的建议。某型民机试飞的实践证明，使用“主试飞计划-试飞支持计划”的形式是可行的，且方便管理、节约资源。

参考文献

[1] 周自全.现代战斗机的飞行试验[J].北京航空航天大学学报.2003，29（12）：1110-1114.

[2] 沈宏良，余勇军，刘昶，等.试飞科目的最优排序问题研究[J].南京航空航天大学学报，2000，32（3）：312-317.

[3] 袁冲，修忠信，田海玲，等.民用飞机试飞规划与管理技术研究[J].民用飞机设计与研究，2014（3）：1-4.

[4] 蒋佩英.如何使发展试飞时间和费用最少—美国空军试飞中心的经验[J].国外试飞，1991（2）：1-8.