影响飞机平衡性试飞因素的验证与探究

郝晨 朱超

摘要：飞机作为重要的交通运输工具，其不论是在气动外形，还是在系统性能方面都具备一定的独特性，这同样会让其试飞、评定工作产生较大的难度，飞机的平衡性是飞行试验工作中非常基础的指标内容。为保证投入使用后的性能良好，便需要对其影响因素进行分析，加大探究工作的力度。基于此，本文重点分析了平衡性的定义内容，以及试飞的方式，同时，细致阐述了对其平衡性产生影响的因素内容，供参考。

关键词：飞机;平衡性;试飞因素

引言：随着国内航空事业的不断发展进步，让飞机的性能研究工作受到了一定社会关注。在研究工作中最为关键的便是试飞，只有通过试飞工作表明其飞行品质及性能符合设计指标，才能让其投入到现实的使用中，由此能够看出其产生的重要程度。在飞机进行试飞时，平衡性是至关重要的，只有在飞行时稳定保持飞行航向，并平稳起飞落地之后，才算是经过基础性能考验，可以转入定型阶段。

一、平衡性的定义与试飞方法

（一）平衡性

所谓的平衡性，便是指飞机在飞行的过程中，能够不依据飞行员的操控，便能实现自身的稳定直线飞行，并在飞行中不会出现侧滑、滚转等不稳定的状况。总结来讲，便是在自然的行驶状态中，飞机的速度大小和方向都保持不变，也不绕重心转动，始终处于平衡状态。

（二）试飞方法

在试飞工作中，飞机上的操作人员通过使用驾驶杆，来进行飞机的俯仰、倾斜等方向调整工作;之后将驾驶杆、脚蹬松开，并切断倾斜与航向的阻尼，让整体处于平飞的状态中。该评价方式主要是依靠飞行的参数记录来开展。依据飞机内部的记录数据便能够了解到，驾驶杆的偏转方向需要小于全程的2.5、侧滑小于0.5、脚蹬调整的偏转角要小于全程的24%。在现实的试飞过程中，需要对其中的数据信息进行采集，分析飞机的整体状态，让其在标准的状态下进行试飞工作[1]。

二、影响飞机平衡性试飞因素的分析

在进行平衡性的试飞工作前，需要重点关注会对其产生影响的一系列因素。影响因素主要包括两方面：一，飞机重心;二，飞机气动焦点。通过对以上两方面内容进行了解，来进一步对整体的平衡性开展探讨。一，飞机中的三个轴向角运动时，都是将重心作为轴心，为此想要掌握其运动的情况，便要选找到整体重心、气动焦点之间的联系，以及了解加油总量对飞机重心产生的影响。加入的油量或多或少会对重心情况产生干扰，在试飞过程中，需要对初始加油量进行细致考量，之后还要依据飞行的距离，来对其油量剩余进行判断，知晓其是否会造成重心偏离，产生影响平衡性的效果。

通过相应的试验结果能够得知，在进行飞机的平衡性试飞工作时，其中的气动焦点为38%CAX，在该特性的基础上，使其能够处于中立、稳定的飞行状态。同时在平衡性试飞的过程中，原气动焦点与飞机重心较近，所以让其处于中立稳定的状态。

（一）纵向平衡性

在进行平衡性的试飞工作时，要在纵向角度上对调投机构肘平尾开展同步控制。处于亚音速平飞状态时，机翼位置上会产生抬头力矩，这需要相应飞行人员对驾驶杆进行推杆控制，并让水平尾翼处于向下偏移的情况，使飞机整体能够保持在平衡的状态中。在对传动系统的地面调查、调整规律内容能够了解到：在表速达到800km/h时，这时驾驶杆传动比大约是0.73、水平尾翼动压的配平角度是4.7。依据风洞的试验结果，能够知晓M数和水平尾翼配平角度之间的联系，根据相应的飞行参数得出，在该状态下进行飞行工作，相应操作人员需要进行的推杆量大约是在70左右。

（二）横向平衡性

在尾翼差动偏转倾斜影响无阻尼的情况时，水平尾翼位置同样处于该状态内。平尾位置的调节精准程度、副翼与机身本体的不对称性，都决定了横向的平衡性优劣，阻尼的断开并不会对差动平尾情况产生影响。水平尾翼前方较为偏上，会让表面中的空气流动速度增加、升力提高，水平尾翼的前缘偏下时，会降低升力上的数值，并因此产生滚动力矩。

侧滑对横向平衡性产生的影响。在飞机进入到右侧滑动作时，流过其左翼的有效分速度会大于右方位置，依据升力的公式内容能够得知，如果左侧高于右侧的机翼时，会形成向右的滚动力矩。

在副翼偏角时会因此引发滚动的力矩，这是让飞机做出翻滾运动的主要因素。在副翼的正向（左上右下）偏转角度，并且6>0时，会让右侧极易产生较大的弯曲，左侧的弯度降低。在此时，上下翼面空气薄速会产生非常大的差距，让升力因此提高;右侧机翼处的升力数值增加，左侧机翼降低，这会产生负的旋转力矩。依据该分析能够得出：如果在进行试飞的过程中，产生的倾斜方向、平衡性与标准规定产生差异，那主要是因为以下几种原因：一，水平尾翼处的差动较大，让飞机因此发生了滚转运动;二，副翼位置的零位偏差数值较大，让飞机产生的滚转的行为;三，方向舵的零位偏差数值大，飞机出现侧滑情况，从而导致滚转行为的出现。在以上所提及的原因中，造成飞机出现滚转力矩的主要因素是水平尾翼、副翼位置的偏差。由于水平尾翼零位能够进行调节的程度较小，需要将精准程度控制在0.25度以内，并且试飞过程中驾驶杆的2.50倾斜偏转，可以对水平尾翼的不平衡差动进行补偿，所以在飞行过程中，可通过对副翼位置机械零位进行调整，来良好解决侧向平衡性的问题。

（三）航向平衡性

在飞机无阻尼的情况下，想要保障航向的平衡性，便决定于方向舵的翼型本身、机体的对称性、方向舵的机械零位调节准确度，如果对称性较差，便极容易发生侧滑的情况。在开展平衡性的试飞过程中，飞行人员可利用脚蹬调校器，对航向的平衡性进行调节，所以在阻尼断开前，飞机自身便已经在气动地构形上获得了平衡，如果航向发生了不平衡的情况，那便是因为方向舵机械零位发生偏差，以及其面不对称而导致的。由于飞机在翻转运动时，同样会导致侧滑的情况出现，为避免该情况的发生，便需要对方向舵、飞机副翼进行一同调整[2]。

（四）加油的总量

飞机在进行平衡性试飞的过程中，主要使用了，公式。

由该公式内容能够了解到，在飞机自身的重量不断提高时，平飞的表速会因此提升。平飞过程中的表速代表在相同情况下，飞机自身的升力不断增加，会对平衡性试飞的条件产生破坏。

（五）平飞的状态

如果在试飞的过程中平飞状态较差，那会让飞机因此产生一定的仰角、俯仰角，增加机翼、水平尾翼处的下洗气流与角度，并让机体自身产生额外的俯仰力矩，让相应的飞行参数记录，超出规定的标准内容。

（六）速度的保持

飞机在进行亚音速的飞行时，主要具备以下几种升力特点：一，机翼位置的升力系数，以及其曲线斜率会与M数产生正比的关系。二，飞机的M数值越大时，机翼表面位置的吸力便会不断提高。三，各个点的吸力增加数值不相同。四，在最低压的位置周边，会因流速的增加，而让密度降低，吸力因此不断提高;在上表面位置的后缘处，吸力增加缓慢，于是随着M数的提高，让机翼表面后缘的压力要小于压力点位置、逆压梯度因此增大，让附面层的空气容易发生倒流情况。这会发生严重的气流分离、以及升力降低的问题。

总结：从以上文章中能够看出，飞机是当前较为重要的交通运输工具，想要保障人民生命、物品的安全性，便要提高其使用的质量，并在投入使用前开展严格的试飞工作。通过细致分析纵向平衡性、横向平衡性、航向平衡性、加油的总量、平飞的状态、速度的保持等因素产生的影响，为飞机平衡性调解工作提供了较为丰富的理论内容。当前国内已经掌握了多种的式样平衡状态的试飞技术，为研究工作的开展作出了有效保障。

参考文献：

[1]俞东锋，李江剑，管华盛.某轻型直升机应急医疗设备改装试验和试飞适航验证方法研究[J].航空维修与工程，2020，No.345（03）：40-42.

[2]曹煜国，周伟，王鹏.飞机综合热管理系统发展及试飞验证技术研究[J].中国科技信息，2020，No.623（05）：45-47.