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飞机模拟器地面效应及运动提示要求
2012年4月29日    评论:    分享:

    来源:第三维度

    中国民用航空总局《飞行模拟设备的鉴定和使用规则》(CCAR-60)已经2005年2月5日中国民用航空总局局务会议通过,现予公布,自2005年9月1日起施行。

    附录A 飞机飞行模拟机鉴定性能标准

    附件2  飞机飞行模拟机客观测试

    第60.A.2.7 条地面效应

    (a)在起飞和着陆期间,飞机有一短暂的近地飞行过程。由于流过飞机的气流受地面影响,使飞机的空气动力特性发生变化。贴近地面飞行时,地面对与产生升力有关的下洗气流造成阻碍,使下洗气流减弱。下洗气流的作用随高度变化而变化,当高度大于约一个翼展长度时,其作用可以忽略不计。下洗气流的减弱会造成三个主要影响:

    (1)对于常规构型,水平尾翼的气流下洗角减小;

    (2)由于升力系数与迎角关系的变化(升力曲线的斜率增大),机翼和水平尾翼的升力都增大;

    (3)诱导阻力减小。

    (b)在给定迎角的情况下,相对于无地面效应飞行,这些影响会导致地面效应中的飞机能产生更大的升力,并且使保持平飞的需用功率减少。由于对安定性方面产生了关联影响,贴近地面平飞还会导致升降舵(或水平安定面)角度和保持特定的升力系数所需的驾驶杆力发生显著变化。

    (c)用于起飞和着陆,特别是着陆训练的模拟机,应当如实地体现由地面效应引起的空气动力变化。模拟机鉴定所采用的参数应当能够明显地表示这些变化。地面效应纵向特性的主要验证参数是:

    (1)升降舵或水平安定面的角度;

    (2)平飞所需要的功率(推力);

    (3)对应于特定升力系数的迎角;

    (4)高或高度;

    (5)空速。

    上面的参数列表假定地面效应数据是在几个不同高度上有地效和无地效状态的贴近地面飞行测试中得到的。作为最低要求,测试高度通常应当为飞机翼展的10%、30%、70%和一个无地面效应的高度(例如翼展的150%)上。对D级模拟机要求做贴近地面平飞测试;虽然这些测试可用于所有级别的模拟机,但对C级和B级模拟机不做此要求。

    (d)如果对C级和B级模拟机不使用贴近地面平飞的方法而使用其他方法测试,例如采用以小角度下滑航线进近到地面并在下滑中保持一个选定参数不变,那么附加的验证参数就显得很重要。例如,如果选择固定姿态的小角度进近作为测试动作,那么就应将俯仰姿态和航迹角作为必需的附加验证参数。验证地面效应的测试方式和程序的选择由实施试飞工作的机构来决定,但是应当提供合理性说明,以便对所进行的测试是否能验证地面效应模型做出结论。

    (e)验证地面效应特性的(纵向参数)容差规定为:

    升降舵或水平安定面角度 ±1°

    平飞功率 ±5%

    迎角 ±1°

    高或高度 ±10%或1.5米(5英尺)

    空速 ±3海里/小时

    俯仰姿态 ±1º

    (g)地面效应也会改变飞机的横航向特性。例如,由于上面提到的升力曲线斜率发生变化,滚转阻尼也因此受到影响。滚转阻尼的变化将会影响到模拟机鉴定中通常要评估的其他动态模式。事实上,地面效应会影响荷兰滚的动态特性、螺旋稳定性以及设定横向操纵输入条件下的滚转速率。稳定侧滑也会受到影响。这些影响在模拟机建模时应当加以考虑。某些测试,例如“侧风着陆”、“一台发动机失效着陆”以及“起飞时发动机失效”,由于这些测试的部分阶段是在地面效应还具有明显作用的过渡高度以下完成的,所以可使用这些测试来验证地面效应对横航向性能的影响。

    第60.A.2.9条运动提示的可重复性

    (a)客观测试标准中的运动系统特性研究的是系统的基本能力,而不是驾驶员提示方面的能力。在用于确定运动提示能力的客观测试程序出现之前,运动系统的调试仍将继续采用主观调试的方法。这里所涉及的运动提示只限于为驾驶员执行任务提供感觉支持,并使驾驶员做出反应所必需的提示。如果运动系统已经过调试,那么很重要的一点就是测试标准中应包含一个测试,以确保该系统能持续地保持初始鉴定时的表现。偏离初始鉴定基准的任何运动性能变化都可以被客观地测量出来。

    (b)按照下面的测试程序,至少每12个日历月完成一次对运动系统性能变化的客观评估。

    (1)通过与初始鉴定时记录的测试数据进行比较,评估运动系统现在的性能;

    (2)记录的参数为运动驱动算法的输出值和作动筒位置传感器的输出;

    (3)测试中使用的输入信号应在全部运动方程整合之前的一个合适点上切入(参见本附件图3);

飞机模拟器地面效应及运动提示要求
图3 加速度测试信号

    图3注:如果模拟机重量发生变化(例如视景系统改变或结构改变),应对运动系统基准性能重新进行测试,新的测试结果应作为以后比较的基准。

    (4)调整测试信号的特性(参见本附件图4),以确保在每个轴上的运动幅度能够达到最大位移能力的约三分之二。t0至t1应是一个具有足够长持续时间的时间段,能够保证稳定的初始条件。

飞机模拟器地面效应及运动提示要求
图4 加速度测试信号

    图4注:如果模拟机重量发生变化(例如视景系统改变或结构改变),应对运动系统基准性能重新进行测试,新的测试结果应作为以后比较的基准。

标签:飞行模拟CCAR60
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