民用飞机PIO工程预测准则及试飞方法研究

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1、第7卷第3期2016年8月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGVol-7No．3Aug．2016文章编号：1674—8190(2016)03—343—06民用飞机PIO工程预测准则及试飞方法研究刘军，付琳，徐南波(中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海201210)摘要：驾驶员诱发振荡(PIO)是备受关注的适航安全性问题之一。以某民用飞机为研究对象，设计阶段通过工程预测准则计算分析其工类、Ⅱ类PIO趋势，适航验证阶段参考AC25—7A给出民用飞机的PIO

2、试飞方法与评价标准。通过试飞验证的飞行数据，结合飞行员评价，表明该民用飞机在试飞期间不存在PIO趋势，满足CCAR25规章要求，且试飞结果与理论预测结果一致。关键词：民用飞机；驾驶员诱发振荡；预测准则；试飞方法；试飞评价标准中图分类号：V271．1文献标识码：ADOI：10．16615／j．cnki．1674—8190．2016．03．012ResearchonEngineeringPredictionCriteriaandFlightTestMethodofPIOforCivilAircraftLiuJun。FuLin。X

3、uNanbo(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，CommercialAircraftCorporationofChina，Ltd．，Shanghai201210，China)Abstract：Pilotinducedoscillation(PIO)isasafetyissuewhichisconcernedbyairworthinessauthorities．Acivilaircraftistakenastheresearchobject．IandIIPIOsuscepti

4、bilityofacivilaircraftarecalculatedandanalyzedbyengineeringpredictioncriteriaindesignphase．Inflighttestphase，flighttestmethodsandevaluationcriteriaofPIOareproposedaccordingtOAC25—7A．ResultsshowthatthereisnoPIOsusceptibilityinthiscivilaircraftbyflightdataandpilotcom

5、mentsanditmeetsCCAR25regulationrequirements．Furthermore，theflightresultsareconsistentwithpredictions．Keywords：civilaircraft；pilotinducedoscillation；predictioncriteria；flighttestmethod；flighttestevaluationcr；teria0引言在民用飞机的安全性、经济性和舒适性设计要求中，安全性是首要且关键的要求。驾驶员诱发振荡(PilotI

6、nducedOscillation，简称PIO)是影响航空飞行器安全的重要因素之一[1。2]。AC25-7A试飞指南[33明确指出，为了保证飞机能够满足适航规章CCAR25．143(a)和(b)所要求的飞行品质，必须由驾驶员通过高增益闭环任务评定飞机以确定遇到不利PIO趋势的可能性是极小的。PIO趋势是收稿日期：2016-06—04；修回日期：2016-06—30通信作者：刘军，liujun2@comac．cc由于非正常的飞机和驾驶员动力学特性相互影响，使得人一机系统闭环失稳而造成的L4]。根据产生的机理不同，PIO可分为三

7、类[5]：工类——线性的人机耦合振荡；II类——带位移／速率非线性特性的准线性人机耦合振荡；m类——由模态转换等瞬态变换导致的非线性人机耦合振荡。欧美国家十分重视PIO问题，并针对该问题开展了深入研究，提出了多种有效的PIO工程预测方法[61]，还通过分析不同飞机的试飞数据确定了PIO发生的边界条件，其研究成果已经被应用于民用飞机的设计阶段与适航取证阶段。针对PIO问题，国内重点研究了Ⅱ类PIO的预测与抑制，开展了电传飞机的飞行试验等研究[8。11I，但关344航空工程进展第7卷于民用飞机适航取证方面的研究较少。民用飞机的P

8、IO问题是民航审查十分关注的适航安全性问题之一。如何在民用飞机的设计阶段规避潜在的PIO趋势，以及在试飞验证阶段通过合理的试飞方法证明飞机存在PIO趋势的可能性是极小的成为研究的热点和难点问题。本文以某民用飞机为研究对象，设计阶段通过工程计算方法预测其I类、Ⅱ类PIO趋势，适航验证阶段参考