第1章 航空器飞行试验研究综述 1
1.1航空器飞行试验研究的地位和作用 1
1.1.1飞行试验研究是航空科学技术领域的重要支柱 1
1.1.2飞行试验研究贯穿于新型航空器研制的全过程 3
1.1.3飞行试验研究在航空技术发展中的作用 6
1.2航空飞行试验研究的特点 6
1.2.1飞行试验研究凸显试验结果的真实性 6
1.2.2飞行试验的高度风险性 6
1.2.3飞行试验内涵的复杂性 7
1.2.4飞行试验周期的紧迫性 9
1.2.5飞行试验工程管理的艰巨性 10
1.2.6飞行试验耗资强度的巨大性 11
1.3航空器飞行试验研究分类 12
1.3.1新概念探索试飞 12
1.3.2型号预先研究性试飞 16
1.3.3新技术和新系统验证试飞 17
1.3.4鉴定试飞 18
1.3.5使用试飞 19
1.4航空器飞行试验的主要专业结构 20
1.5未来航空器飞行试验技术研究的范畴 20
1.6未来航空器飞行试验技术研究的发展趋势 21
1.6.1利用研究试验机开展演示验证技术 21
1.6.2综合系统试飞 22
1.6.3飞机设计—制造—试飞一体化 22
1.6.4空天一体化飞行试验 23
1.6.5网络信息化武器系统飞行试验 23
1.6.6无人机飞行试验 23
1.6.7飞行试验测试 23
1.6.8航空器试验群相关性研究 24
第2章 飞行品质动态特性评估 25
2.1概论 25
2.2等效系统评估方法研究内容 26
2.2.1等效系统拟配模型建立 26
2.2.2等效系统频域拟配计算方法 27
2.3等效系统模型 27
2.3.1纵向模型 27
2.3.2横航向模型 31
2.4等效系统频域拟配方法 40
2.4.1高精度时频变换 40
2.4.2频域拟配算法 43
2.4.3时域拟配方法 45
2.5等效系统拟配软件设计 50
2.5.1软件流程设计 50
2.5.2软件算例 50
第3章 虚拟飞行试验 58
3.1概论 58
3.2为什么飞行模拟今天比过去更重要 60
3.2.1虚拟飞行试验技术产生的背景 60
3.2.2飞行模拟相关技术的发展 61
3.3定义 61
3.4虚拟飞行试验方法的特点 63
3.5虚拟飞行试验的类型 65
3.6虚拟飞行试验的实例 66
3.6.1德国EADS试飞中心的虚拟飞行试验 66
3.6.2飞行仿真测试系统（FETS） 67
3.6.3 STISIM飞行模拟器 68
3.6.4新型空中试车台 70
3.7虚拟飞行试验的今后发展 71
3.7.1试验设备和设施 71
3.7.2飞行模拟器 71
3.7.3变稳机和试验机 72
3.7.4航空专业的虚拟飞行试验 72
3.7.5试验科目 72
3.8虚拟飞行试验系统的设计 73
第4章机/尾翼应变计载荷校准技术 75
4.1概论 75
4.2结构对象 75
4.3飞机结构的校准案例 82
4.3.1 YF-12机翼 82
4.3.2超临界机翼 84
4.4试验设计 90
4.4.1应变计安装位置 90
4.4.2加载点选择 91
4.4.3载荷方程中应变计电桥的数量 91
4.4.4载荷方程推导 91
4.4.5自动选择应变计电桥 91
4.4.6载荷校准的加面总面比和载荷测量误差 92
4.4.7点载荷校准和分布载荷校准 93
4.4.8平面形状展弦比 93
4.4.9响应系数图 93
4.4.10根部的局部影响 94
4.4.11计算应变 95
第5章 热载荷与热强度试飞技术 99
5.1概论 99
5.2测试系统设计 99
5.3加热技术 100
5.4样本固定和边界条件模拟 101
5.5温度测量 101
5.6高温应变测量 101
5.7热结构无损检测 102
5.8 YF-12A飞机热载荷测量评价 102
5.8.1 YF-12A飞机载荷测量构思 103
5.8.2 YF-12A飞机热载荷校准 103
5.8.3加热YF-12A飞机 103
5.8.4 YF-12A载荷校准 105
5.8.5热载荷和变形 105
5.8.6结论 106
第6章 飞机结构载荷/环境谱测量和编制技术 107
6.1概论 107
6.2飞机飞行载荷谱实测 109
6.2.1确定实测典型任务剖面 109
6.2.2确定实测参数 110
6.2.3试验飞机改装 113
6.2.4飞行试验 114
第7章 飞机结构耐久性严重使用载荷谱编制技术 116
7.1概论 116
7.2严重谱含义 116
7.2.1载荷谱的统计分析特点 116
7.2.2载荷谱的分散性 117
7.2.3严重谱概念 117
7.2.4严重谱的表示方法 118
7.3编制严重谱的原始数据 118
7.3.1编制严重谱所需数据 118
7.3.2数据来源 118
7.4严重谱编制方法 119
7.4.1方法概述 120
7.4.2搜集编谱原始数据 120
7.4.3曲线拟合 120
7.4.4计算平均值和标准差 122
7.4.5计算置信度谱 123
7.4.6检验谱的分布 128
第8章 飞机结构健康监控 133
8.1概论 133
8.2飞机结构的使用寿命的分散性 133
8.3单机寿命监控 134
8.4飞机结构健康状况 135
8.5飞机结构健康监控技术发展概况 136
8.6飞机结构健康监控技术研究方向 138
8.7结束语 141
第9章 航空器颤振飞行试验 142
9.1概论 142
9.2激励技术 142
9.2.1脉冲激励 143
9.2.2扫频激励 143
9.2.3突发—衰减激励 145
9.2.4火箭激励 145
9.2.5大气湍流激励 145
9.3试飞方法 145
9.4数据事后处理 147
9.5外挂颤振试验 148
9.6原则 148
第10章 抖振试飞技术 150
10.1概论 150
10.2 F-22飞机双垂尾抖振飞行试验 150
10.2.1飞行试验方法 150
10.2.2飞行试验结果 151
10.3 F-18飞机抖振飞行试验 152
10.3.1飞行试验方法 152
10.3.2飞行试验结果 153
10.4 F-16飞机垂尾抖振减缓飞行试验 155
第11章 气动伺服弹性试飞新技术 158
11.1概论 158
11.2控制理论 159
11.2.1基本概念 160
11.2.2补偿（compensation） 161
11.3表示方法 162
11.3.1根轨迹 162
11.3.2伯德图 163
11.3.3奈奎斯特图和极点图 164
11.4分析 165
11.5地面试验 166
11.6飞行试验 168
第12章 航空器振动声学研究 170
12.1概论 170
12.2一般振动 171
12.3声学基础 171
12.4声的测量 173
12.5飞行试验 175
12.5.1初期地面试验 176
12.5.2测试理念 176
12.5.3数据分析 177
第13章 航空推力矢量发动机飞行试验 179
13.1概论 179
13.2推力矢量关键技术 180
13.3推力矢量控制技术的演示验证 180
13.3.1 F-15 STOL/MTD（F-15 S/MTD）验证机 181
13.3.2 F-15 ACTIVE（先进综合控制技术）验证机 184
13.3.3 F-18 HARV（大迎角气动特性）验证机 187
13.3.4 X-31EFMD（增强战斗机动性验证机） 191
13.4推力矢量发动机的飞行试验验证总体思路 198
13.4.1飞行台试飞初步研究 199
13.4.2推力矢量研究机验证 204
13.5推力矢量发动机关键技术试飞 208
13.5.1尾喷管偏转试飞技术 208
13.5.2飞机—推进综合控制技术（IFPC） 212
13.5.3短距起飞/着陆试验 214
13.5.4机动飞行试验 216
13.5.5 FADEC及PHM技术 217
第14章 超燃冲压推进系统飞行试验 220
14.1概论 220
14.1.1超燃冲压发动机与传统航空发动机 220
14.1.2亚燃冲压发动机与超燃冲压发动机 221
14.2超燃冲压发动机原理 224
14.3超燃冲压推进系统的飞行试验 227
14.3.1超燃冲压推进系统飞行试验特点 228
14.3.2飞行试验系统 229
14.3.3飞行试验要求 230
14.3.4飞行试验技术 230
14.4超燃冲压推进系统飞行试验内容 233
14.4.1推进系统性能确定 233
14.4.2发动机控制系统 234
14.4.3纵向控制器 237
14.4.4横向控制器 238
14.5试验过程及试验方案验证 238
14.5.1级间分离控制逻辑 239
14.5.2级间分离准备工作 241
14.6分析及预测设计工具的验证 243
14.7飞行试验前子部件特性试验 244
14.7.1前体压缩面试验验证 244
14.7.2进气道部件试验 244
14.7.3燃烧室部件试验 244
14.7.4热防护部件试验 245
14.8飞行试验规划及实施 245
14.8.1参数测量方案 246
14.8.2超燃冲压发动机飞行试验参数测量 247
14.8.3测试需求及技术准备 249
14.8.4数据系统工作环境 250
14.8.5边界层转捩 250
14.8.6大气参数测试方法 251
14.8.7数据采集 253
14.9参数测量方法 253
14.9.1内流流场测试 253
14.9.2大气数据采集 254
14.9.3边界层转捩测量 255
14.9.4新型测量方式 257
14.9.5状态参数的精度要求 257
14.10飞行轨迹 258
14.11飞行过程控制 259
14.11.1推进系统控制 259
14.11.2各飞行阶段控制及过程衔接 260
14.11.3飞行姿态控制 261
14.11.4风险评估 261
14.12飞行试验实施方法 262
14.12.1飞行过程监控 262
14.12.2数据传输与储存 262
14.12.3级间分离 264
14.13飞行试验的安全控制 265
14.13.1高超声速飞行器热防护 265
14.13.2被动式热防护技术 266
14.13.3半被动式热防护技术 267
14.14测试设备 267
14.14.1气动加热的地面模拟及测量 267
14.14.2稳态热流率测量原理 268
14.14.3模型表面辐射热流率测量方法 269
14.14.4穿过模型的传导热流率测量方法 269
第15章 航空雷达试飞技术 270
15.1概论 270
15.2相控阵雷达分类 270
15.3相控阵雷达系统构成 271
15.4雷达工作基本原理 271
15.4.1电磁环境下的综合感知能力 272
15.4.2低截获概率技术 272
15.4.3操作战术 273
15.4.4设计的对策 273
15.4.5增强的LPI设计技术 273
15.4.6 LPI的代价 274
15.4.7目标识别技术 274
15.5试飞技术和方法 275
15.5.1复杂电磁环境构建及试飞任务剖面建立 275
15.5.2测试参数采集 276
15.6鉴定程序和评估 276
15.6.1确定各分指标的权重 277
15.6.2建立多级评估模型 277
第16章 体系作战能力试飞技术 278
16.1概论 278
16.2体系的概念 278
16.2.1体系的存在与现象 278
16.2.2体系的理解与认识 279
16.2.3体系的典型定义 279
16.2.4体系对抗的概念 281
16.2.5体系作战能力的概念 282
16.3体系作战能力试飞研究的意义 282
16.3.1体系作战能力研究的不足 282
16.3.2体系对抗是信息化战争的基本对抗形式 283
16.3.3体系作战能力试飞研究的内容 283
16.4试飞对象分类和系统构成 285
16.4.1通信能力 285
16.4.2导航能力 285
16.4.3雷达探测识别能力 286
16.4.4光电探测能力 286
16.4.5射频无源探测能力 286
16.4.6攻击能力 286
16.5基本原理 286
16.5.1体系作战能力分析和评价方法 287
16.5.2评估方法的优劣分析 290
16.6复杂电磁环境下武器装备作战能力试飞研究 291
16.7雷达作战能力 292
16.7.1雷达工作面临的复杂电磁环境 292
16.7.2复杂电磁环境对雷达作战能力的影响 293
16.7.3应对措施 295
第17章 机载电子对抗系统 297
17.1概论 297
17.2电子战的分类 299
17.3机载电子战系统构成 300
17.4雷达侦察原理 301
17.5雷达告警原理 301
17.5.1雷达告警特点及用途 301
17.5.2雷达告警设备组成及基本原理 302
17.6无源定位原理 303
17.6.1无源定位特点及用途 303
17.6.2无源定位组成及基本原理 304
17.7有源干扰原理 304
17.7.1有源干扰特点及用途 304
17.7.2有源干扰分类 305
17.7.3有源干扰系统组成及原理 306
17.8无源干扰原理 306
17.9总体试飞技术和方法 307
17.10有源拖曳式诱饵试飞技术探讨 310
17.11与雷达孔径综合试飞技术 310
17.12鉴定程序和评估 311
17.12.1载机测试 311
17.12.2地面雷达测试 311
17.12.3数据分析和评估 311
第18章 空地一体化试飞 312
18.1概论 312
18.2空地一体化影子试飞 314
18.3空地一体化虚拟试飞 314
18.4空地一体化战术试飞 314
18.5模拟器飞行包试飞验证 315
18.6空地一体化试飞网络系统 316
18.7空地一体化试飞系统整体构架 316
第19章 航空环控系统试飞技术 319
19.1概论 319
19.2环境控制系统组成 320
19.3环境控制系统原理 322
19.3.1座舱压力调节系统 322
19.3.2座舱空气调节系统 328
19.3.3飞机设备与设备舱空气调节系统 331
19.3.4综合热能管理系统 332
第20章 航空救生系统试飞技术 334
20.1个体防护系统概论 334
20.2空投空降系统概论 334
20.3飞机环境防护系统 335
20.4个体防护装备与航空医学 336
20.5空投空降系统 336
20.5.1空投系统 336
20.5.2空降系统 342
20.6 C-130空投系统 342
20.7空投空降系统试飞技术和方法 343
20.7.1飞机的空投能力 343
20.7.2飞机空投系统的工作情况 344
20.7.3飞机空投系统与货台系统的匹配性 344
20.7.4试验方案制定 345
20.7.5测试系统 345
20.7.6空投试验安排 345
20.8空投空降鉴定程序和评估 346
第21章 电磁隐身试飞测试技术和隐身效能评估 347
21.1概论 347
21.2隐身技术发展 347
21.2.1隐身技术的探索阶段 348
21.2.2隐身技术的全面发展阶段 349
21.2.3隐身技术的实用阶段 349
21.3雷达隐身测试技术发展 350
21.3.1 RCS测试技术的发展需求 350
21.3.2国外RCS测试技术发展 351
21.4雷达隐身技术 353
21.4.1军机的散射机理 353
21.4.2雷达截面积缩减技术（RCSR） 354
21.5 RCS测试技术 355
21.5.1缩比模型测试 356
21.5.2全尺寸目标室外静态测试 356
21.5.3 RCS动态测试技术 358
21.6 RCS动态测量 358
21.6.1测量原理 358
21.6.2测量雷达标校技术 359
21.6.3 RCS动态测量的技术要求 361
21.6.4 RCS测量不确定度分析 363
21.6.5 RCS动态测量试飞过程 364
21.7雷达目标特性动态测量试飞 364
21.7.1试飞目的 365
21.7.2试验准备 365
21.7.3地面试验 365
21.7.4试飞方法 366
21.8隐身性能对比试飞 367
21.8.1试飞目的 367
21.8.2试验准备 367
21.8.3对比试飞测试技术指标 368
21.8.4试飞方法 368
21.9数据处理方法 368
21.9.1 RCS统计处理 368
21.9.2宽带数据处理 368
21.9.3探测距离统计处理 369
21.10隐身性能鉴定和作战隐身效能评估 369
21.10.1国外有关标准的要求 369
21.10.2雷达隐身性能鉴定程序 369
21.10.3与隐身性能相关的其他鉴定内容 370
21.10.4作战隐身效能评估概念 371
21.10.5飞机敏感性评估 371
第22章 飞行试验机载测试技术 373
22.1概论 373
22.2未来试飞测试的特点 373
22.2.1网络化 373
22.2.2海量数据处理 373
22.2.3双向数据链 374
22.2.4开放性 375
22.2.5中央控制 375
22.2.6实时性 375
22.2.7非接触 375
22.2.8经济性 375
22.3测试系统体系的架构发展 376
22.4 P-8A“海神”数据采集系统 379
22.4.1概述 379
22.4.2总体结构 380
22.4.3数据采集系统 380
22.4.4记录系统 381
22.4.5控制系统 381
22.4.6数据处理系统（DPS） 381
22.4.7显示系统 382
22.4.8智能总线 382
22.4.9功能实现 383
22.5以太网 383
22.5.1 IEEE 802.3-2005 383
22.5.2快速以太网（FE） 384
22.5.3吉比特以太网（GbE） 384
22.5.4 100BaseT和1000BaseT 385
22.5.5以太网MAC层 386
22.5.6地址解析协议 387
22.5.7以太网流量控制 388
22.6基于INET标准的网络记录存储技术 389
22.6.1机载记录技术的发展 389
22.6.2网络记录器的基本功能 389
22.6.3网络记录器的必备条件 389
22.6.4数据包捕获（Packet CAPture， PCAP）文件格式 390
22.6.5记录介质 391
22.6.6文件分配表（FAT） 32系统 391
22.6.7采用实时流协议（RTSP）实现写后读 392
22.6.8利用一般文件传输协议（TFTP）传输文件 393
22.6.9网络记录器的远程控制 394
22.6.10以太网电缆 394
22.6.11带锁圆形的以太网连接器 395
22.6.12电源插头 395
22.6.13机载网络记录系统介绍 396
22.7试飞中的网络测试系统 400
22.7.1概述 400
22.7.2 SNMP概述 401
22.7.3管理信息（MIB） 402
22.7.4 SNMP的操作 402
22.7.5 SNMP的使用 402
22.7.6检测 403
22.7.7健康和状态监视 404
22.7.8小结 405
第23章 飞行试验遥测技术 406
23.1概论 406
23.2国内外航空飞行试验遥测技术研究与应用 407
23.3发展飞行试验遥测网络的几点对策 407
23.4遥测技术的发展展望 408
23.4.1遥测标准展望 408
23.4.2航空飞行试验遥测技术的发展趋势 409
23.5未来试飞遥测传输技术 410
23.5.1遥测载波频段的有效利用和管理 410
23.5.2网络传输技术 411
第24章 飞行试验数据处理技术 413
24.1海量试飞数据的存储与管理技术 413
24.1.1分级存储的特点 414
24.1.2分级存储系统 415
24.2存储系统架构 415
24.2.1直接连接存储 415
24.2.2附网存储 416
24.2.3存储区域网 416
24.2.4统一存储 416
24.3试飞数据处理的新架构与新模式 417
24.3.1以统一数据管理为中心的分布式网络计算 418
24.3.2基于SOA的集成化、标准化、系统化的数据处理应用 419
24.4多数据流的同步分析处理 420
24.4.1总体架构 420
24.4.2 100% 1553B的同步分析处理 420
24.4.3 AFDX总线数据处理 422
24.5云技术的发展与应用 426
24.5.1“云存储”架构与飞行试验数据的耦合 427
24.5.2 SOA下的“云计算”架构与试飞数据处理应用的耦合 428
24.6高性能计算技术的发展与应用 429
24.6.1分布式计算 429
24.6.2分布式计算技术 430
24.6.3分布式计算技术的应用 431
24.7海量试飞数据挖掘 431
24.7.1数据挖掘 431
24.7.2试飞数据挖掘 434
第25章 空天飞行器飞行试验 437
25.1高超声速飞行器机载测试设备 437
25.1.1 Hyper-X计划任务中的测试设备 437
25.1.2 Falcon计划任务中的测试设备 437
25.1.3 HyFly计划任务中的测试设备 437
25.1.4 SHEFEX计划任务中的测试设备 438
25.1.5 Hyshot计划任务中的测试设备 439
25.1.6 H IFiRE计划任务中的测试设备 440
25.1.7 Kholod计划任务中的测试设备 440
25.2测试设备特点 440
25.3测试技术特点 442
25.4 Hyper-X试飞 443
第26章 高速飞行器气动力特性飞行试验 446
26.1概论 446
26.2 HSFD验证机飞行试验 447
26.2.1 HSFD验证机系统 448
26.2.2测量项目 448
26.2.3任务剖面 450
26.3飞行试验 451
26.4气动力性能参数估算 453
26.4.1纵向性能 453
26.4.2升降舵 453
26.4.3底部压力 455
26.4.4评述 456
26.5小结 457
第27章 空天一体化协同试飞技术 458
27.1概论 458
27.2国外研究现状及发展趋势 459
27.2.1国外研究现状 459
27.2.2发展趋势 460
27.2.3国外航空装备信息一体化发展现状 461
27.3试飞对象分类和系统构成 462
27.3.1航天器与太空武器 462
27.3.2航空数据链系统 463
27.3.3空中作战平台的信息化建设 464
27.4总体试飞技术和方法 465
27.5主要分系统试飞技术和方法 465
27.5.1航天器与太空武器试飞 465
27.5.2航空数据链系统试飞 467
27.5.3空中作战平台综合航空电子武器系统试飞 469
第28章 空天飞机及临近空间飞行器试飞 470
28.1概论 470
28.2空间飞行器性能和应用 472
28.2.1 X-37B空天飞机（飞行器） 472
28.2.2临近空间飞行器 474
28.3空天飞机的分类和应用 476
28.3.1空天飞机的分类 476
28.3.2空天飞机的应用 476
28.4临近空间飞行器的分类和应用 477
28.4.1临近空间飞行器的分类 477
28.4.2临近空间飞行器的应用 478
28.5空间飞行器及其相关设备的飞行试验 479
28.5.1通用空间飞行器（CAV）设计方案的发展和试验 479
28.5.2推进系统的飞行试验 481
28.5.3伞的精确空投试验 482
28.5.4控制室飞行模拟训练和试验 485
28.5.5 X -43系列飞行器的飞行试验 488
28.6空天飞机的核心技术 490
28.6.1空天飞机的关键技术 490
28.6.2临近空间飞行器关键技术 491
28.7空间飞行器飞行试验的基本要求和内容 492
28.7.1飞行试验的基本要求 492
28.7.2飞行试验内容 492
28.8空间飞行器的飞行模拟技术 497
28.8.1模拟试验的目的 497
28.8.2模拟试验技术 497
28.9模拟试验的基本配置要求 497
28.9.1结构体系顶层的基本要求 498
28.9.2计算机硬件 498
28.9.3软件工具和系统 498
参考文献 500