本帖最后由 ↑抢劫?武库_ 于 2022-11-24 18:18 编辑
大家好！我是正经的776！上期给大家讲解了局方模拟机鉴定人员是怎么对模拟机的等级进行鉴定的，期间我一直提到一个短语——“实机试飞数据”，那么，这个“实机试飞数据”是怎么来的？它和一般的航线飞行数据（FDR或运控数据）、定型试飞、适航取证试飞、验收试飞有什么区别？别的类型的试飞数据能不能直接用于模拟机的研发中？模拟机研发如何使用实机试飞数据？晕了没？晕了吧？！没事！赶紧坐下！热腾腾的知识马上喂到！来~~~啊~~~
要讲清楚模拟机专用项的试飞数据，我们就得了解针对模拟机的专项试飞的基本要求是什么，模拟机专项试飞数据的主要要求有以下几点：
1.科目——由于模拟机需要仿真出飞机的每一种响应关键细节，因此在针对模拟机的专项试飞中，工程师需要添加大量的针对飞机某种响应的特殊试飞科目，比如：机动3211（在单向操纵输入3秒，再反向输入2秒，再回到“3秒输入”的方向操纵输入1秒，最后再反向操纵输入1秒，全部操纵均为满行程）、机动5321（与3211类似，只不过把时间换为5秒、3秒、2秒、1秒，一般用于大型电传飞机）等；
除此以外，模拟机专项试飞科目还包含大量的CCAR60部及AC-60-FS系列咨询通告中的鉴定专用的特定科目，具体请自行查阅相关规章；
2.操纵——由于模拟机需要仿真出飞机的每一种响应的关键细节，因此需要飞机的响应均为自由响应，既：操纵输入完成前就需要脱离飞机自动控制系统和增稳辅助等装置，采用人工配平方式将飞机调整至能够自主平飞状态，然后再进行操作输入，在操纵输入后，飞机需要在没有人工干预的条件下自由响应，展示出飞机自身的气动特性（收敛或发散）；
3.数据采样率——由于2点的气动特性原因，针对模拟机的专项试飞数据需要完整展现飞机的气动特性，假设某个科目飞机的气动特性只在0.02秒内展示出来，若采用20Hz的外接传感器或1Hz的飞参数据就很容易忽略这个气动特性的展示，既：如果气动特性展示并消失在传感器两次采样中间，那么这样的数据就不能完整记录飞机的气动特性。那么对于模拟机来说什么样的采样率才是比较合适的呢？答案就在60Hz~120Hz之间，这个幅度是业内公认的最优解，低于此范围难以保证记录效果，高于此范围则后期处理难度大，这个原因我将另开一期来给大家细细道来；
4.条件——由于模拟机需要针对飞机的全飞行包线甚至部分过包线飞行特性进行模拟，因此用于模拟机模型修正的试飞数据，应当包含飞机飞行包线内所涉及到的飞行条件都必须要涉及到，例如：重量、重心位置、襟翼构型、发动机推力设定、速度、高度、爬升率等条件。
既然说了那么些模拟机试飞数据的要求，那么别的飞行数据为啥不能用于模拟机的模型修正和鉴定呢？要了解这一点，首先我们要了解试飞数据应该都包含哪些类型，不同类型的试飞或飞行数据之间有什么区别：
1.设计定型试飞数据——是指在飞机设计定型过程中，通过试飞回传或直接记录的试飞数据，它可以是飞参记录仪的数据、遥测数据、外接传感器回传数据等等，这一类数据对数据由于它只是用于验证某种设计或改进是否达到预期目标，因此对于数据采样率的要求可大可小，甚至是没有要求；
2.适航取证试飞数据——是指在飞机在申请取得型号合格证期间，通过特定科目试飞回传或直接记录的试飞数据，它可以是飞参记录仪的数据、遥测数据、外接传感器回传数据等等，这类数据与设计定型试飞数据的作用类似，只是用于证明在某种特定条件下，飞机有足够的安全裕度来保证飞机整体的飞行安全，因此它的数据采样率虽然也有要求，但是并不会太高，一般是在24Hz~50Hz左右，而且重点关注的飞参数据、科目等与模拟机重点关注的飞参数据、科目等内容和类型不同，因此不能用于模拟机的模型修正需求；
3.航线飞行数据（FDR数据）或运控监控数据——是指飞机在正常飞行过程中，通过与地面或星基通讯回传或直接在FDR上记录的飞行数据，虽然它不是“试飞数据”，可它也属于“飞行数据”的范畴，但由于航线飞行要保证飞行平稳、安全等因素时不可能加装其他的外接数据监测和采集的设备且不可能完成模拟机专项试飞的特定大过载机动，因此这类数据采样率、飞参数据量等完全不能够满足模拟机仿真模型修正的需求；
这下子就有飞友要问了：76叔！你说了那么半天，标题上说的玩命的活，在哪呢！搁这玩标题党呢！小心我们献祭你哦？（76叔：永封警告！）
别急，这不就来了嘛！
所谓“玩命的活”，是指在模拟机专项试飞采集过程中，接近或处于包线边界上的测试点以及特定的可能会引起安全事故的试飞动作。这里我就不列举那些特殊的专门针对飞机特别性能制定的试飞科目和飞行条件了，我就列举几个AC-60-FS-2019-006《飞机飞行模拟机鉴定性能标准》里面的科目和飞行条件吧！
顺便提一句：我，76叔，之前在某模拟机研发单位一线工作，干的就是模拟机专项试飞规划、实机跟飞、试飞数据分析的活儿，如果你觉得下面我说的还不够刺激，那可以通过站内私信、QQ、微信、线下寻仇（？）等方式向我了解更多模拟机专项试飞中的玩儿命的狠活儿~
1.飞行科目——在模拟机鉴定过程中，局方需要针对部分非常极端的且能够代表模拟机能够达到培训和考核要求的科目进行鉴定
例如：在AC-60-FS-2019-006《飞机飞行模拟机鉴定性能标准》“模拟机客观测试标准”中的1.b.2和1.b.3（详见图例1）
图例1:
1.b.2：地面最小操纵速度
1.b.3：最小离地速度
地面最小操纵速度是指飞机在地面上使用气动控制面，能够控制飞机进行横向偏转的最小速度，这个科目的操纵方式是首先在跑道上加速，然后保持蹬舵持续加速，记录飞机发生偏转的瞬间速度。大家都知道，气动力作用在飞机上是逐渐增大的，但由于有其他的力克服它，使得气动力与其他力的合力无法对飞机做功，可气动力一旦超过某个临界值，飞机的动作将是迅速且剧烈的，如果飞行员不迅速修正，那么就会有冲出试飞跑道的危险。
最小离地速度这个就不用说了，其实这个科目和适航试飞的操作和要求是一样的，只不过记录间隔不同而已，如果想了解的话可以去找找关于ARJ21最小离地速度试飞的视频讲解。
啥？不够刺激？
好！你们舍得死，那我就舍得埋~~~上狠活！
我们来看看测试科目组1.c爬升的科目都有哪些吧（详见图例2）
图例2：测试科目组1.c 爬升
大家都看到了，除了1.c.1还算比较正常之外，别的科目都是单发失效的科目，为了保证准确性，在试飞过程中都是采用真·关闭关键发动机的方式进行。在双发飞机横着走的今天，关闭一发是什么状况，大家应该心里有数吧？如果在测试过程中另一发突然真·失效…阎王都觉得这死的冤。。。
好！继续！再看科目编号2.c.8 振杆器、机体抖振和失速速度（详见图例3）、
图例3：2.c.8 振杆器、机体抖振和失速速度
解释啥？关键词失速就已经很说明问题了，由于现代模拟机的复杂状态模拟需求，通常进行这个科目的时候，并不是一进入失速状态就立马改出，都需要保持几秒，要知道，在这个状态下几秒就有可能要老命了。
其实还有很多，因为篇幅原因，我就不多说了，具体可以查阅AS-60-FS-2019-006《飞机飞行模拟机鉴定性能标准》
2.试飞条件——在模拟机鉴定过程中，部分科目局方需要在指定的飞行条件下进行鉴定，而这些飞行条件通常是一些极端条件，例如：测试科目2.e.2 最小或无襟翼着陆（详见图例4）
图例4：2.e.2 最小或无襟翼着陆
我们看看他的飞行条件：经审定的最小襟翼着陆构型。简简单单的几个字，但涵盖信息非常巨大，什么样的重量重心条件？如果审定仅仅是正常重量中重心或者是可供参考的计算数据不可信的情况下，按照模拟机仿真模型修正对试飞数据的要求，是不是就得全部状态都得飞一遍呢？再说了，局方鉴定也不一定只看正常重量中重心的数据，有可能选择看大重量前中心的数据呢？
那么我们设想一下：如果是大重量前中心的状态下，接近光洁构型着陆，那么就可以认为接近失速速度了，一般接近失速速度的时候飞机的舵面效应都会变差，着陆改出时，就会有很大几率会无法改出或直接进入失速状态，造成安全事故。
上面的都只是表面上看起来很有风险的科目和试飞条件。76叔就列举一两个我个人觉得潜在风险比较大的科目吧！
1.科目编号2.d.7 荷兰滚（图例5）
图例5：2.d.7 荷兰滚
这个科目看起来平平无奇，实际凶险异常。要求飞机在不打开增稳系统的情况下，进行方向舵的双侧极限输入操作，既：左（或右）蹬到极限位，然后迅速右（或左）蹬到极限位，然后松开踏板，使飞机自由响应至少6个震荡周期。那么各位飞友们可以回顾一下ACI，是不是有某集飞机垂尾断裂导致坠机的操作与这个科目的操作是一样的？
2.科目编号2.c.6 中向机动稳定性（图例6）
图例6：2.d.4 螺旋稳定性
这虽然是一个纵向机动的飞行科目，但确实要带有坡度进行，要求飞行员使飞机处于坡度大约20、30、45或更大的坡度使用升降舵完成转弯机动，有点类似于战斗机的横向大过载机动，这个动作感觉上好像没啥，但是在动作进行过程中，参试人员需要承受非常高的G值，受过训练的战机飞行员可以承受9G或更高，但作为试飞工程师来说，一般能达到3、4G就已经属于天赋异禀了，同时作为民航机，设计之初就没有考虑过载飞行过程中会有那么大的G值出现，因此在操作过程中稍有不慎就会有空中解体的风险。PS：当年76叔参加的那次试飞出现过一次45度坡度，接近4G的重力加速度，当时我的感觉就是“啊~第一次休克怎么是会在天上？”
好了~本期关于试飞数据的内容就是这些。当我们的模拟机研发人员拿到这些数据之后通常都是带有大量的电流噪音，他们是怎么把数据变成局方需要看到的丝滑德芙一般数据的？又是怎么来修正仿真模型的？敬请期待《【硬·科普·原创】喂到嘴边的模拟机知识——脑浆沸腾》！
前几期回顾：
ciao！
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千斤顶
发表于 2022-11-18 00:45:38
，对了线下寻仇（1/1145141919810）
