大型水陆两栖飞机铁鸟襟翼系统综合试验简述

大型水陆两栖飞机铁鸟襟翼系统综合试验简述

刘梦超

中国特种飞行器研究所

摘要：襟翼是现代飞机上必不可少的部分，在飞机的起飞和降落过程中起着至关重要的作用。充分的地面襟翼模拟试验能够提前暴露前期设计中存在的缺陷，为下一阶段的空中试验奠定结实的基础。目前，已成功应用于某大型水陆两栖飞机3代机的研制工作中，对后续的试飞工作具有重要的参考价值。

0引言

襟翼是现在飞机上飞行控制系统中不可或缺的分系统之一，良好的襟翼控制系统能够大幅度提升飞机的起飞和着陆能力，对飞机的机动性和安全性都有着重要的影响。

目前，国内大型民用飞机在设计阶段都会对飞机的进行充分的地面模拟试验，其中最重要的就是飞行控制系统的相关性能测试，而飞行控制系统测试中襟翼控制系统的试验也占有很大的比重。充分的襟翼系统地面试验是飞机首飞前的必要条件，能够验证机上信号的传输是否正确，控制逻辑功能是否正常，在正常或加载的情况下是否能够正确工作等多方面的功能和性能，是型号研制，适航取证的必经之路。

1平台简介

1.1测试平台

某大型水陆两栖飞机的铁鸟试验台具有目前国内现有的第一个大型水陆两栖飞机飞行控制系统测试平台。该铁鸟试验台按照1：1的比列搭建了某大型水陆两栖飞机各试验件和设备，配有试验管理系统，测试采集系统，信号仿真系统，飞行仿真系统，主飞行控制系统，襟翼控制系统，自动飞行控制系统等多个相关系统，集成度高，能够最大程度的支撑地面试验的开展。其中，该试验平台示意图如图1中所示。

图1 试验平台示意图

1.2襟翼控制系统试验器

襟翼控制系统试验器是襟翼控制系统实施的载体，能够完成襟翼控制计算机与其他机载设备之间的互联，实现开关量信号、直流模拟量信号、交流模拟量信号、总线信号的传输。在进行铁鸟地面试验时，如果出现航电、主飞控等系统的机载设备不具备或部分具备试验条件的情况，可以采用信号切换设备将襟翼控制系统的对外接口切换至信号仿真接口，利用试验器模拟其内、外部信号环境，通过试验器输入/输出信号的旁路输出、断连测试、故障注入等方式，以及试验器的数据采集设备实现对机载信号的采集、存储、分析，从而完成对襟翼控制系统的试验验证工作。

试验器设计采用上下位机结构，上位机实现与试验人员交互，下位机实现与外部交联设备、信号交互。且考虑到下位机与真件实物之间的信号有一定实时性要求，故下位机设计时选用VxWorks实时操作系统，保证在进行试验时，系统内外数据交互能模拟出机上信号/数据真实的交互周期。襟翼控制系统试验器架构设计如图所示。

图2 襟翼控制系统试验器架构设计

2襟翼控制系统验证试验

2.1襟翼试验控制系统技术指标

襟翼试验控制系统的技术指标，是验证襟翼控制系统功能是否正常齐全的重要判据，主要有以下几个方面：

1. 襟翼控制系统两侧运动的同步性应满足不大于±1°；

2. 襟翼控制系统控制襟翼操纵面全行程运动时间15-30s之间；

3. 襟翼控制系统左、右襟翼操纵面不对称值不超过5°；

4. 襟翼控制系统各档位收放逻辑与对应的标牌速度保持一致；

5. 襟翼控制系统在不对称载荷，正常载荷，VF+9节载荷等不同类型载荷下，能够正常完成襟翼的收放功能。

2.2襟翼控制系统试验测试内容

襟翼控制系统试验测试项主要分为大类：BIT功能测试，接口检查，模态转换功能检查，余度管理试验，控制功能与逻辑检查，安全保护功能测试等。

BIT功能测试：主要检查襟翼控制系统的PUBIT（上电启动自检测），IFBIT（飞行中自检测），MBIT（维护自检测）功能是否正常。

接口测试：通过接口试验检查试验器与襟翼计算机之间通讯是否正常，传输信号是否一致。

模态转换功能测试：检查襟翼控制系统的正常工作模式，降级工作模式，以及备份工作模式三者间的切换逻辑是否正常，以及三种模式下的控制功能是否正常。

余度管理测试：验证各信号的余度功能是否正常，在某一路信号缺失或故障时仍然能够保证襟翼的正常工作状态。

控制功能与逻辑测试：检查襟翼控制系统分别在正常状态和加载情况（如不对称载荷，正常载荷，VF+9节载荷等）下是否能够正常控制襟翼舵面的收上和放下。

安全保护功能测试：检查襟翼控制系统在出现不对称、卡阻或者非指令运动等突发情况时，控制系统处理逻辑是否正常。

3结束语

襟翼控制系统综合试验是大型水陆两栖飞机地面试验的重要组成部分，本文从试验平台、技术指标、试验项目及意义等三个方面介绍了该型号飞机的襟翼地面试验，囊括了BIT功能，接口功能，模态转换功能，余度管理功能，控制功能与逻辑，安全保护功能等6方面的测试内容，充分保证了首飞前襟翼相关的功能的正确性，为后面适航试验的开展奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]朱妍, 郭润兆, 安刚. 大型运输机高升力系统安全控制策略研究[J]. 航空科学技术, 2016(9):5.

[2]陈伟. 某型飞机襟翼控制系统的设计与研究[C]// 中国航空学会控制与应用学术年会. 中国航空学会, 2002.

[3]张晓燕, 张巍.飞机襟翼控制系统故障分析及改进设计[J]. 航空科学技术, 2013(6):3.

[4]马媛. 襟翼非对称故障模式建模与仿真研究[J]. 测控技术, 2019, 38(11):4.

[5]刘国庆. 某型公务机襟翼控制系统设计载荷分析[J]. 科学技术创新, 2020(5):2.

[6]秦明. 某型飞机襟翼系统操纵电路设计综述[J]. 科学与信息化, 2019(31):2.

[7]韩瑞美, 王立纲. 某型飞机襟翼系统典型故障研究[J]. 内燃机与配件, 2021(4):2.