[发明专利]运输类飞机进气道溅水试验方法

摘要

本发明用于运输类飞机溅水试验，溅水试验前，首先要根据相应的机型确定试飞的试验飞机构型、发动机的各种工作状态、试验要求的试验飞机滑行速度点，确定跑道上试验水池的修建材料、位置，机体涂色的位置和材料选取，视频摄制方法以及满足试验要求的试验飞机滑跑方式等,然后根据试验要求的试验飞机滑行速度进行逐次试验。本发明根据试验飞机适航规章的要求进行溅水试验，通过研究确定了溅水试验过程中试验飞机的构型状态、试验水池建设方法、能够判断试验结果的试验飞机涂色、试验视频摄制技术、试验关键数据的获取方法，以及数据的最后判读方式等，形成一套标准的运输类飞机溅水试验的方法和程序。

主权项

运输类飞机进气道溅水试验方法，其特征在于：溅水试验前，首先要根据相应的机型确定试飞的试验飞机构型、发动机的各种工作状态、试验要求的试验飞机滑行速度点，确定跑道上试验水池的修建材料、位置，机体涂色的位置和材料选取，视频摄制方法以及满足试验要求的试验飞机滑跑方式等,然后根据试验要求的试验飞机滑行速度进行逐次试验；具体试验步骤如下：步骤1试验准备阶段:分步骤1.1试验飞机构型确定:依据溅水试验的适航条款和试验飞机的研制要求，确定试验飞机的试验重量W，重心位置；试验要求的试验飞机滑行速度区间为0公里/小时～VR,VR为该型试验飞机的起飞抬前轮滑行速度，试验飞机的襟翼位置为起飞卡位和着陆卡位，发动机状态为起飞状态或者着陆状态；同时根据该型试验飞机可派遣的构型确定可影响试验结果的发动机的供电、引气、点火器构型状态，着陆构型下反推力装置的状态；试验前，要对试验飞机进行重量、重心调配，满足试验要求；分步骤1.2确定试验水池的长宽:在溅水过程中要求不同构型的溅水时间不小于1秒，为满足试验的所有滑行速度，试验水池的长度LC不小于VR*1秒,根据试验飞机的起落架结构，试验水池的宽度LK不小于试验飞机的主起落架轮胎外端距离LL，同时考虑试验飞机的滑跑偏离△LK，试验水池宽度LK≥LL+△LK；分步骤1.3试验水池位置和构建方式:根据试验要求的试验飞机滑行速度、发动机状态，通过试验飞机性能计算出试验飞机在试验构型状态下加速至试验要求的试验飞机滑行速度所需的场长LJIAS，为满足试验飞机的滑行速度和发动机状态要求，试验水池距离跑道一端的长度不小于LJIAS，试验水池位于距离跑道端头的LJIAS～LJIAS+LC处；同时，根据试验时顺风和温度升高对于试验飞机加速距离的影响对试验水池位置进行适当修正；试验水池的堤坝材料为具有弹性、韧性、可牢固粘接在跑道上的材料组成，确保不会对飞机的滑行和飞行员操纵造成影响，并能够防止水的泄露；如果该段跑道道面存在坡度，则采用格栅式布局，格栅的大小根据跑道坡度计算，每个分格内90％以上区域的水深达到适航条款要求深度；试验前，在试验区域完成试验水池的建设；分步骤1.4试验飞机涂色:确定涂色位置，材料、颜色；涂色部位包括试验飞机空速管位置、试验飞机进气道唇口周向、进气道内部的温度传感器区域、试验飞机襟翼前缘区域、环控系统的进气口区域、可能受影响的货舱门和行李舱门区域、APU进气口区域，根据试验飞机的结构不同，涂色部位可按需求增减；涂色材料为无腐蚀性、遇水后痕迹明显，易于清洗的水溶性液体；分步骤1.5摄影摄像:根据溅水试验水池的位置、试验飞机的构型、摄像机拍摄的对象和目的，布置相应的摄像机；其中第1、第3摄像机分别位于试验水池的两侧，采用广角摄像机，拍摄从试验水池入口到出口的所有影像；第2和第4摄像机分别位于试验水池出口端一侧，采用长焦摄像机，拍摄整个溅水过程视频；第5摄像机安装在客舱内，位于靠近发动机入口处的侧窗后，拍摄进气道唇口溅水视频；各摄像机的拍摄帧数不小于24帧/秒，基于拍摄的效果、安全和条件的限制，摄像机的位置可适当调整，在第1、第2、第3、第4号摄像机能够获得判断溅水情况的条件下，可选择安装第6摄像机位于跑道另外一端，采用长焦高清摄像机，拍摄试验飞机迎面的溅水视频；可选择第7摄像机安装在直升机上，在试验飞机滑跑前侧方空中俯拍整个溅水过程，安装第7摄像机的直升机可以在试验机上空侧前方同方向运动，尽可能保持和试验飞机同样的滑行速度；试验前，完成摄像机的安装及调试；分步骤1.6试验飞机进入和离开试验水池的滑行速度确定方法:在垂直于跑道的方向上，试验水池入口边和出口边的延长线上布置第一数字高速摄影A和第二数字高速摄影机B，记录试验飞机进入和离开试验水池的时间；数字高速摄影机和机载测试系统均采用GPS授时，时间同步，在机载测试数据中提取第一数字高速摄影机A、第二数字高速摄影机B记录的时间对应滑行速度值；分步骤1.7满足滑行速度、发动机状态的定点定速滑跑方法:1.7.1确定试验飞机滑行速度:试验首次试验要求的试验飞机滑行速度选取为VNO.1＝︱VR/2︱值，如果在VNO.1的滑行速度下出现不符合的试验结果，则减小滑行速度进行，直至试验认为试验结果满足要求，并取该滑行速度为VNO.1，然后按照此过程，逐步增加试验飞机的滑行速度进行试验，滑行速度依次为VNO.2、VNO.3直至VR，试验飞机两个临近滑行速度差值的绝对值≤20公里/小时；1.7.2确定试验飞机起滑点距离:根据试验的滑行速度VNO.1、VNO.2、VNO.3、……、VR，设计给出理论条件计算的不同温度时在试验要求的试验飞机构型、发动机状态下试验飞机的加速距离L1、L2、……、LR；然后选定两三个滑行速度进行模拟滑跑试验，确定该型试验飞机试验要求的试验飞机构型、发动机状态下，加速到该滑行速度时场温和风速对滑跑距离影响的偏离量△L，着陆构型时，发动机在最大状态加速，在大于试验要求的试验飞机滑行速度的某滑行速度下收发动机到试验所需的发动机状态，飞机进行减速滑行，待发动机状态和滑行速度达到试验要求的滑行速度时，该距离即为试验飞机着陆状态起滑点距离LZ；在试验飞机加速滑跑段向离开试验水池入口的方向依次标出各溅水各起滑点L1、L2、……、LR、LZ对应的起滑线1、起滑线2、……、起滑线VR、起滑线LZ；试验时，根据试验场的风速和场温在起滑线L1、L2、……、LR、LZ增加或者减少△L；步骤2试验阶段:在各项准备工作到位后，就可以进行试验；试验步骤如下：分步骤2.1:记录试验场地的风速Vwind、风向Dwind、场温T0；分步骤2.2:对试验水池注水并测量，确保试验水池面积90％的水深不低于适航条款的水深要求；分步骤2.3:机务对试验飞机进行航前检查，确认各系统正常；分步骤2.4:对试验飞机按照分步骤1.4确定的涂色部位进行涂色，按照一定的顺序、拍摄角度对试验飞机涂色部位进行拍照，并做好标记，确认溅水试验前的涂色部位状态；分步骤2.5:试验飞机滑行到起滑线1，刹停；设置试验飞机襟翼为试验要求的卡位，发动机试验状态，松开刹车试验飞机加速滑跑，以滑行速度VNO.1通过试验水池；采用分步骤1.5所述的各摄像机和分步骤1.6所述的数字高速摄影机程记录溅水影像；分步骤2.6:试验过程中飞行员、试飞工程人员监控试验飞机各系统的工作状态，如果出现系统工作异常，中止试验，待故障排除后继续进行该滑行速度点的试验，如果故障不能排出或者该故障影响到飞行安全，则终止试验；分步骤2.7:试验飞机离开试验水池后正常中断，滑回停机位，停车；分步骤2.8:以分步骤2.4的顺序、拍摄角度拍摄试验飞机涂色部位的照片，标记；分步骤2.9:机务检查试验飞机各系统是否正常；分步骤2.10:如果分步骤2.9检查正常，按照分步骤2.1～分步骤2.9进行滑行速度VNO.2的试验；如果分步骤2.9检查试验飞机机体损伤或者发现故障，排除或者不影响试验结果和安全，继续进行试验，否则，终止试验；分步骤2.11:所有试验点结束后，试验前后的涂色照片、视频、发动机工作参数、数字高速摄像机记录的进入和离开试验水池时间作为分析试验结果的数据资料；通过分析，确定该型试验飞机在不同滑行速度下的进气道进水情况、进水最为严重的临界滑行速度或者临界滑行速度区间；确定试验过程中空速系统的指示是否存在波动，静压系统的全静压管路积水器是否存在积水；分步骤2.12:在分步骤2.11确定的临界滑行速度左右或者临界滑行速度区间减小滑行速度间隔为10公里/小时、甚至5公里/小时，按照分步骤2.1～分步骤2.11重复试验，直至可以判断最严重的溅水情况和对应的临界滑行速度或者临界滑行速度区间。