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第1章 绪论 1

1.1 现代飞机及其试飞 1

1.2 现代飞机飞行试验的特点 4

1.2.1 飞机飞行试验是大系统工程 4

1.2.2 试飞内容极其复杂 5

1.2.3 必须试飞考核各种使用边界 5

1.2.4 试飞风险大，且具有风险重复性 6

1.2.5 试飞耗费巨大 7

1.3 飞行试验的分类 7

1.3.1 研究性试飞 8

1.3.2 调整和鉴定试飞 8

1.3.3 试用和使用试飞 9

1.4 试飞机构和试飞管理 10

1.4.1 航空大国的试飞机构 11

1.4.2 试飞项目管理 14

1.5 飞行试验发展的历史和趋势 16

1.5.1 世界飞行试验发展 16

1.5.2 中国飞行试验技术发展 19

1.5.3 飞行试验发展趋势 20

1.6 本章小结 23

第2章 试飞安全技术 25

2.1 试飞安全和风险评估 25

2.2 试飞安全管理 26

2.3 保证试飞安全对试飞队伍的素质要求 27

2.4 试飞顺序选择安排 27

2.4.1 领前试飞研究对保证试飞安全具有重要意义 28

2.4.2 型号试飞任务安排顺序 28

2.5 试飞限制要求 30

2.5.1 构型限制 30

2.5.2 重量、重心和非对称限制 31

2.5.3 速度高度飞行包线限制 31

2.5.4 迎角限制 32

2.5.5 起飞和着陆阶段的速度限制 32

2.5.6 载荷限制 32

2.5.7 局部振动值的限制 33

2.5.8 发动机试飞限制 34

2.5.9 燃油系统工作限制 34

2.5.10 飞控系统工作限制 34

2.5.11 起落架工作限制 35

2.5.12 环控系统工作限制 35

2.5.13 液压系统工作限制 35

2.5.14 座舱盖和弹射座椅工作限制 35

2.5.15 电源系统工作限制 35

2.5.16 试飞电磁环境限制 36

2.6 地面遥测监控 36

2.7 专业试飞安全技术 38

2.7.1 颤振试飞 38

2.7.2 飞控试飞 39

2.7.3 飞行品质试飞 40

2.7.4 大迎角试飞 41

2.7.5 发动机试飞 42

2.7.6 航电武器系统试飞 43

2.7.7 关于人素工程的考虑 44

2.8 试飞安全设施 46

2.8.1 试飞员学院（校） 46

2.8.2 遥测监控站 46

2.8.3 地面飞行模拟器 47

2.8.4 反尾旋装置 47

2.8.5 试飞现场安全保障设施 47

2.9 本章小结 48

第3章 试飞员和试飞员驾驶技术 50

3.1 试飞员的作用 50

3.1.1 试飞员的素质和水平关系着试飞安全和试飞效率 50

3.1.2 试飞员对于优化飞机设计起着举足轻重的作用 50

3.1.3 试飞员对新机使用起着承上启下的作用 51

3.2 对试飞员的要求 51

3.2.1 对试飞员的基本素质要求 51

3.2.2 对试飞员的基础理论要求 52

3.2.3 对试飞员的工程要求 54

3.2.4 试飞技术 55

3.3 驾驶员属性分析 61

3.3.1 驾驶员是传感器 61

3.3.2 驾驶员是信息处理器 62

3.3.3 驾驶员是伺服作动器 62

3.4 试飞员培养 64

3.4.1 试飞员成长之路 64

3.4.2 理论和工程培训 64

3.5 试飞员的座舱鉴定任务 66

3.5.1 概述 66

3.5.2 座舱鉴定的内容 66

3.5.3 关于座舱性能的试飞员评述 68

3.6 本章小结 69

第4章 试飞准备 71

4.1 试飞总体方案 71

4.1.1 试飞目的 71

4.1.2 试飞对象 72

4.1.3 试飞依据 72

4.1.4 试飞工作内容 73

4.1.5 试飞方法 79

4.1.6 承试飞机任务分配 79

4.1.7 试飞工作计划安排 80

4.1.8 地面试验 82

4.1.9 试飞保障 83

4.1.10 试飞组织管理 83

4.2 试飞大纲 84

4.2.1 试飞大纲的分类 84

4.2.2 设计定型试飞大纲与试飞总体方案的区别 85

4.2.3 制定试飞大纲的依据 86

4.2.4 试飞项目选择 86

4.2.5 试飞项目举例 87

4.2.6 试飞构型选择 88

4.3 试飞计划 89

4.4 试飞队伍的建立和培训 91

4.5 试飞设施建设 93

4.5.1 试验机和通勤飞机 93

4.5.2 大型通用地面试验设备 94

4.5.3 专用试飞设施 95

4.6 本章小结 95

第5章 首飞、飞机性能和发动机试飞 97

5.1 概述 97

5.2 首飞 98

5.2.1 试飞准备 98

5.2.2 地面滑行 101

5.2.3 首飞 103

5.3 大气数据校准试飞 104

5.4 飞机性能试飞 110

5.4.1 飞机性能试飞的意义、内容和状态 110

5.4.2 飞行性能换算 111

5.4.3 起飞和着陆特性试飞 113

5.4.4 飞机爬升性能试飞 114

5.4.5 巡航性能试飞 116

5.4.6 作战性能 117

5.4.7 下降特性 117

5.5 发动机试飞 118

5.5.1 发动机系统使用性和相容性及影响因素 118

5.5.2 动力装置试飞的输入技术文件 120

5.5.3 典型的试飞技术 122

5.5.4 发动机使用性能试飞技术 125

5.5.5 发动机试飞测试和数据处理分析 126

5.5.6 发动机试飞的特殊考虑 128

5.5.7 发动机推力 128

5.6 性能、能量与机动性 131

5.7 本章小结 137

第6章 飞行品质试飞 139

6.1 概述 139

6.1.1 飞行品质要求 139

6.1.2 影响飞行品质的基本环节 139

6.1.3 飞机设计过程中飞行品质规范的应用 141

6.1.4 飞行品质规范等级的应用 142

6.2 飞行品质试飞的典型操纵 142

6.3 飞行品质开环试飞 146

6.3.1 纵向稳定性 147

6.3.2 飞机短周期响应特性试飞 147

6.3.3 机动飞行中的操纵感觉和稳定性 150

6.3.4 横航向模态特性 151

6.3.5 横航向动态响应特性 152

6.3.6 横航向的操纵性能 153

6.4 驾驶员诱发振荡 154

6.4.1 驾驶员诱发振荡现象 154

6.4.2 驾驶员诱发振荡原因分析 154

6.5 PIO判据及其应用 157

6.5.1 姿态带宽准则 157

6.5.2 Gibson平均相位速率准则 159

6.5.3 Gibson最大APC频率增益准则 160

6.5.4 Smith-Geddes准则 160

6.5.5 R.Smith准则 161

6.5.6 回路分离参数法（LSP）准则 163

6.5.7 进场着陆最优姿态响应准则 163

6.5.8 航迹带宽准则 164

6.5.9 Neal-Smith准则 165

6.5.10 等效系统参数准则（时域） 167

6.5.11 等效系统参数准则（频域） 167

6.5.12 姿态回落准则（时域） 168

6.5.13 GM/PM准则 169

6.5.14 航迹超调准则 170

6.5.15 姿态带宽（频域）加回落（时域）准则 171

6.5.16 姿态带宽（频域）加回落（频域）准则 172

6.5.17 杆力梯度、阻尼比准则 174

6.5.18 俄罗斯A准则 174

6.5.19 俄罗斯N准则 175

6.5.20 OLOP准则 179

6.5.21 横航向APC的预测准则 181

6.6 人机闭环系统试飞 184

6.7 大迎角试飞 188

6.7.1 第三代战斗机的大迎角特性 188

6.7.2 大迎角特性的有关定义 190

6.7.3 大迎角飞行试验阶段划分 192

6.7.4 一种典型飞机的试飞情况 194

6.7.5 反尾旋伞 196

6.8 敏捷性和过失速机动试飞 199

6.8.1 概述 199

6.8.2 敏捷性判据及试飞评定方法 200

6.8.3 过失速机动试飞 203

6.9 本章小结 209

第7章 飞行包线和结构完整性试飞 210

7.1 概述 210

7.2 飞机结构完整性试飞内容 212

7.2.1 飞机结构静载荷和静强度试飞 212

7.2.2 飞机结构动载荷和动强度试飞 214

7.2.3 飞机结构疲劳载荷和疲劳／断裂强度试飞 215

7.2.4 飞机结构热载荷和热强度试飞 215

7.2.5 飞机结构可靠性和维修性验证试飞 215

7.3 飞机结构载荷和强度试飞 216

7.3.1 飞机结构载荷和强度试飞的目的 216

7.3.2 飞行载荷和结构强度试飞的技术准备 216

7.3.3 飞机载荷和强度试飞机动方法 217

7.4 颤振和气动伺服弹性 218

7.4.1 颤振和气动伺服弹性的机理和模型迭代 218

7.4.2 颤振／ASE要求 220

7.4.3 颤振／ASE试飞方法 221

7.4.4 颤振边界预测 224

7.4.5 安全考虑 224

7.5 振动飞行试验 225

7.5.1 飞机振源、振动特性及危害 225

7.5.2 振动飞行试验的意义 226

7.5.3 飞机振动环境飞行试验 227

7.5.4 飞机炮振飞行试验 229

7.5.5 可靠性环境测量 230

7.6 本章小结 232

第8章 航空电子系统试飞 234

8.1 概述 234

8.2 航空电子系统综合功能试飞 235

8.2.1 航电系统的试飞阶段 235

8.2.2 主要试飞内容 236

8.3 导航系统的鉴定试飞 241

8.3.1 战术导航 241

8.3.2 自动返航方式 242

8.3.3 特殊功能 243

8.4 空／空主模式鉴定试飞 243

8.4.1 多功能火控雷达（MFCR）试飞 243

8.4.2 空空航炮精度试飞 246

8.4.3 导弹操作 246

8.4.4 关于空空导弹试验的几点说明 246

8.5 空／地模式鉴定试飞 248

8.5.1 多功能火控雷达 248

8.5.2 轰炸精度 249

8.5.3 航电和火控雷达试验数据的统计原理 249

8.6 一种主动雷达制导空空导弹试飞 252

8.6.1 导弹功用和性能 252

8.6.2 制导模式 252

8.6.3 载机对导弹的控制 253

8.6.4 载机导弹系统试飞的目的和内容 253

8.6.5 试飞方法 254

8.7 频谱空间特性的试飞 257

8.7.1 频谱空间 257

8.7.2 雷达试飞补充说明 259

8.7.3 雷达截面积测量试飞 262

8.7.4 光电系统试飞 265

8.7.5 红外目标特性试飞 270

8.7.6 电子战试飞 273

8.8 本章小结 276

第9章 试飞测试 278

9.1 概述 278

9.1.1 试飞测试系统的作用 278

9.1.2 现代试飞测试的通用要求 279

9.1.3 试飞测试的分类 280

9.2 一种典型的ADAS系统 281

9.2.1 基本原理和结构 281

9.2.2 ADAS达到的目标 287

9.3 地面数据采集系统 287

9.3.1 系统原理结构 287

9.3.2 数据处理 288

9.3.3 显示监控和指挥 290

9.4 试飞测试技术的发展 291

9.4.1 F-22的机载测试系统 291

9.4.2 F-22和F-35新的机载测试系统 293

9.4.3 A380试飞机载测试系统 295

9.4.4 飞行试验遥测技术的发展趋势 296

9.5 外部参数测量 301

9.5.1 光电经纬仪 302

9.5.2 测量雷达 302

9.5.3 激光雷达 303

9.5.4 卫星导航定位测量 303

9.5.5 摄影测量 304

9.6 本章小结 305

第10章 虚拟试飞 306

10.1 概述 306

10.1.1 虚拟试飞和飞行模拟 306

10.1.2 飞行模拟的发展 307

10.2 飞行模拟的作用、限制与对策 310

10.2.1 飞行模拟的作用 310

10.2.2 飞行模拟的限制 314

10.2.3 克服飞行模拟限制的对策 315

10.3 飞行模拟的分类 316

10.3.1 非实时飞行模拟 316

10.3.2 人在回路中的飞行模拟 317

10.3.3 硬件在回路中的飞行模拟 321

10.3.4 空中飞行模拟 325

10.4 研制模拟器需要考虑的因素 326

10.4.1 需求定义分析 326

10.4.2 建模 327

10.4.3 座舱 328

10.4.4 视景 329

10.4.5 数据记录、显示和分析 331

10.4.6 模拟和飞行试验的综合 331

10.4.7 验证和确认（V＆V） 332

10.5 试飞模拟的试验程序 334

10.5.1 确定试飞模拟目标 334

10.5.2 建立模型和实施验证与确认 335

10.5.3 确定试飞矩阵的模拟 335

10.5.4 开发试验机动动作和安全考虑 336

10.5.5 故障模态效应试验 336

10.5.6 培训试飞队伍 336

10.5.7 比较试验结果和更新模拟 337

10.6 本章小结 337

第11章 试验研究机 339

11.1 概述 339

11.1.1 定义与分类 339

11.1.2 试验研究机在航空技术发展中的作用 339

11.1.3 不同历史时期试验研究机发挥的作用及工作重点 341

11.1.4 试验研究机发展状况 343

11.2 X系列飞机 347

11.2.1 X-1促使X飞行器家族的诞生 348

11.2.2 X-15首次实现临近空间的有人驾驶飞行 349

11.2.3 X-29A前掠翼方案 350

11.2.4 X-31A过失速机动试飞 350

11.2.5 X-36A无尾飞行器的试飞研究 351

11.2.6 X-43A“Hyper-X”高超声速试验飞行器 351

11.2.7 X-45A和X-47A无人作战飞机的起步 352

11.2.8 X-51高超声速计划的延续 352

11.3 气动力试验研究机 354

11.3.1 气动力试验研究机发展 355

11.3.2 气动力试飞验证的价值和范围 357

11.4 飞控和飞行品质试验研究机 359

11.4.1 飞控系统的悖论和研究途径 359

11.4.2 现代飞机飞行控制系统的功能和性能要求 362

11.4.3 现代飞控系统的研发和试验途径 362

11.4.4 空中飞行模拟试验研究机 368

11.5 发动机试验研究机——飞行试验台 377

11.5.1 发动机飞行试验台的分类和特点 377

11.5.2 俄罗斯飞行试验台试飞研究 378

11.5.3 美国飞行试验台试飞研究 381

11.5.4 法国发动机试飞 383

11.5.5 英国、德国、意大利的发动机试飞 384

11.5.6 关于飞行试验台能力的讨论 385

11.6 机载系统试飞验证平台 387

11.6.1 机载系统的发展和试飞验证 387

11.6.2 典型的机载系统试飞验证平台 389

11.6.3 机载系统试飞验证平台的作用 401

11.6.4 机载系统试飞验证平台的研究内容 403

11.6.5 多机协同攻击／防御信息网和数据链系统演示验证 404

11.7 本章小结 406

附录Ⅰ 典型的试飞员驾驶技术 408

附录Ⅱ 试飞员人为因素及其防范 454

参考文献 462