第1部分 性能飞行试验 3
第1章 绪论 3
1.1 飞行试验介绍 3
1.2 飞行试验的种类 3
1.3 飞行试验的顺序 4
1.4 飞行试验计划 4
1.4.1 试验项目计划 4
1.4.2 单次飞行计划 5
1.4.3 飞行数据卡 5
1.5 规范与要求的管理 6
1.5.1 FAA条例 7
1.5.2 FAA飞行试验指导 7
1.5.3 其他要求 8
1.6 大气 8
1.6.1 标准大气 9
1.6.2 大气变量 9
1.7 飞机的重量和重心 11
1.7.1 称重与配重方法 11
1.7.2 测试中重量和重心的要求 12
1.7.3 如何确定和使用平均气动弦长 12
1.8 飞行测试的公差 14
参考文献 15
第2章 减少飞行试验数据误差的方法 17
2.1 简介 17
2.2 误差的来源及大小 17
2.2.1 仪器误差 17
2.2.2 飞行速度误差与高度误差 18
2.2.3 读数误差或分辨误差 19
2.2.4 大气环境导致的误差 19
2.2.5 由驾驶员技术导致的误差 19
2.2.6 不准确的推力或功率设置导致的误差 19
2.2.7 控制系统内的摩擦力或迟滞导致的误差 19
2.3 避免和减小误差 20
2.3.1 仪器校正 20
2.3.2 样本量大小 20
2.3.3 避免读数误差的方法 20
2.3.4 降低大气误差 20
2.3.5 减小由驾驶员技术导致的误差 21
2.3.6 减小由不精确的推力和功率测量导致的误差 21
2.3.7 减小摩擦力误差 21
2.4 误差分析 21
2.4.1 一致性试验 22
2.4.2 理论验证试验 22
2.4.3 相关性试验 22
参考文献 23
第3章 空速系统理论和校准方法 25
3.1 简介 25
3.2 联邦航空局条例 25
3.2.1 民用航空条例3.663空速显示系统 25
3.2.2 民用航空条例3.665静通气孔系统 25
3.2.3 联邦航空条例23.1323空速显示系统 25
3.2.4 联邦航空条例23.1325静压系统 26
3.2.5 咨询通告23-8A 26
3.3 空速系统理论 26
3.4 位置误差 27
3.5 延迟误差 28
3.6 高度计位置误差 28
3.7 飞行校准方法 29
3.7.1 航线速度方法 29
3.7.2 塔台测试方法 30
3.7.3 标准机同步飞行方法 30
3.7.4 雷达方法 30
3.7.5 机上参照方法 31
3.7.6 GPS方法 31
3.8 温度探测计校准 31
参考文献 32
第4章 失速速度的测量 33
4.1 引言 33
4.2 联邦航空局条例 33
4.2.1 民用航空手册要求3 33
4.2.2 联邦航空条例第23部 34
4.3 失速理论 35
4.3.1 二维因素 35
4.3.2 三维因素 37
4.4 飞机载荷 39
4.5 安全考虑因素 40
4.6 飞行测试方法 40
4.6.1 配平空速 40
4.6.2 动力设置 40
4.6.3 减速速率 41
4.6.4 定义失速 41
4.6.5 静态样本 41
4.7 数据简化方法 41
4.7.1 重量修正 41
4.7.2 减速速度修正 41
4.7.3 重心位置修正 42
4.7.4 平均修正数据 42
参考文献 42
第5章 飞行中的发动机推力测定 44
5.1 简介 44
5.2 飞行中内燃机的动力测量 44
5.2.1 扭矩表方法 44
5.2.2 发动机推力表法 45
5.2.3 燃油流量法 48
5.3 安装马力损失及其如何影响推力测量 48
5.3.1 进气系统损失 48
5.3.2 排气系统损失 49
5.3.3 附件损失 49
5.3.4 冷却损失 49
5.4 推力修正 49
5.4.1 高度修正 49
5.4.2 非标准温度修正 49
5.4.3 湿度修正 50
5.4.4 全油门修正 50
5.4.5 在总压一定时由涡轮转速和背压引起的推力修正 50
5.5 临界高度 50
参考文献 51
第6章 螺旋桨理论 52
6.1 引言 52
6.2 螺旋桨理论 52
6.2.1 动力理论 52
6.2.2 桨叶剖面理论 53
6.3 螺旋桨特性图 55
6.4 定常速度或可控的螺旋桨 55
6.5 活性因素 55
6.6 螺旋桨噪声 56
参考文献 56
第7章 飞行中的喷气推力测量 57
7.1 简介 57
7.2 基本理论 57
7.3 飞行推力测试方法 59
7.3.1 喷气流测量法 59
7.3.2 发动机手册数据 59
7.3.3 风洞测量 59
7.3.4 爬升性能方法 60
参考文献 60
第8章 平飞性能理论 61
8.1 导论 61
8.2 需用推力 61
8.3 需用推力中变量的影响 62
8.3.1 重力的影响 62
8.3.2 空气密度的影响 63
8.4 需用功率 63
8.5 需用功率曲线中变量的影响 64
8.5.1 重力的影响 64
8.5.2 密度的影响 64
8.6 高马赫数的影响 65
8.7 可用推力或功率 65
参考文献 66
第9章 螺旋桨飞机平飞性能飞行试验和数据简化方法 67
9.1 导论 67
9.2 联邦航空局的要求 67
9.3 PIW-VIW方法 67
9.4 飞行试验方法 68
9.4.1 定速螺旋桨飞机的试验方法 68
9.4.2 定螺距螺旋桨飞机的试验方法 69
9.5 简化观察到的数据 69
9.5.1 定速螺旋桨 69
9.5.2 PIW对VIW的标准化 70
9.5.3 定螺距螺旋桨 71
9.6 扩展观察到的数据 72
9.6.1 定速螺旋桨飞机数据扩展 72
9.6.2 定螺距螺旋桨飞机数据扩展 75
参考文献 77
第10章 喷气式飞机的平飞性能 78
10.1 导论 78
10.2 相关理论 78
10.3 飞行试验技术 81
10.4 数据简化 82
参考文献 83
第11章 航程和续航时间 84
11.1 导论 84
11.2 航程——螺旋桨飞机 85
11.2.1 螺旋桨飞机航程理论 85
11.2.2 普通的吸气往复式发动机 86
11.2.3 涡轮增压往复式发动机 88
11.2.4 涡轮螺旋桨发动机 88
11.3 航程——喷气式飞机 89
11.4 风对航程的影响 92
11.5 续航时间——螺旋桨飞机 93
11.6 续航时间——喷气式飞机 94
参考文献 95
第12章 爬升性能理论 96
12.1 导论 96
12.2 爬升理论 96
12.2.1 矢量方法 96
12.2.2 能量方法 100
参考文献 100
第13章 爬升性能数据简化和扩展方法 102
13.1 简介 102
13.2 联邦航空局条例 102
13.2.1 民用航空条例 102
13.2.2 联邦航空条例第23部 103
13.2.3 咨询通告23-8A 103
13.3 测试方法 104
13.3.1 稳定爬升 104
13.3.2 带有惯性导航系统的单向爬升 106
13.4 稳定爬升的数据缩减方法 106
13.5 数据扩展法 113
参考文献 116
第14章 飞行性能测试的能量法 118
14.1 简介 118
14.2 理论 118
14.3 爬升性能的应用 120
14.4 能量法的其他应用 120
14.5 水平加速飞行试验方法 123
参考文献 123
第15章 盘旋性能 124
15.1 简介 124
15.2 飞机水平盘旋时的受力情况 124
15.3 盘旋性能限制 125
15.3.1 推力和阻力限制 126
15.3.2 CLmax限制 126
15.3.3 结构限制 127
15.4 飞行试验方法 127
15.4.1 起飞前的程序 127
15.4.2 数据采集 127
15.4.3 数据简化 127
15.4.4 规范化 128
参考文献 129
第16章 飞行中阻力的测定方法 130
16.1 简介 130
16.2 速能法 130
16.3 顺桨下沉或滑行曲线 132
16.3.1 联邦航空局要求 132
16.3.2 理论 132
16.4 阻力增量法 134
16.5 功率增量法 134
参考文献 135
第17章 动力增升飞机的空速—航迹角性能方法 136
17.1 简介 136
17.2 V—γ方法 136
参考文献 140
第18章 起飞和着陆理论及方法 143
18.1 简介 143
18.2 联邦航空局条例 143
18.2.1 民用航空条例3.84起飞 143
18.2.2 CAR 3.84a起飞要求——重量不大于6000lb的飞机 144
18.2.3 CAR 3.86着陆 144
18.2.4 CAR 3.87着陆要求——重量不大于6000lb的飞机 144
18.2.5 FAR第23部起飞 144
18.2.6 FAR第23.73部参考着陆进场速度 144
18.2.7 FAR第23.75部着陆距离 145
18.2.8 咨询通告23-8A 145
18.2.9 咨询通告23-15 145
18.3 理论 145
18.3.1 起飞 145
18.3.2 着陆 148
18.4 试验方法 148
18.4.1 观测杆方法 148
18.4.2 航线式相机法 148
18.4.3 电影经纬仪方法 150
18.4.4 机体经纬仪法 150
18.4.5 Del Norte Trisponder方法 150
18.5 试验程序 152
18.5.1 起飞 152
18.5.2 着陆 152
18.6 数据简化 152
18.6.1 起飞 152
18.6.2 着陆 156
18.7 中断起飞距离 156
参考文献 161
第2部分 稳定性和操纵性飞行试验 165
第19章 稳定性和操纵性的飞行试验简介 165
19.1 简介 165
19.2 条例 165
19.3 参考坐标系 165
19.4 稳定性和操纵性的定义 166
19.4.1 静稳定性 166
19.4.2 动稳定性 166
19.4.3 配平 167
19.4.4 操纵性 168
19.5 飞机重心包线与稳定性和操纵性之间的关系 169
19.6 操纵系统特征 170
19.6.1 操纵系统摩擦 170
19.6.2 操纵系统起动力 170
19.6.3 操纵系统传动装置 170
参考文献 170
第20章 纵向静稳定性理论 171
20.1 简介 171
20.2 握杆纵向静稳定性 171
20.3 纵向操纵 175
20.4 升降舵位置稳定性 177
20.5 松杆纵向稳定性 178
20.6 操纵力稳定性 179
20.7 不可逆操纵系统的松杆纵向静稳定性 181
参考文献 181
第21章 纵向静稳定性的飞行试验方法 182
21.1 简介 182
21.2 联邦航空管理条例 182
21.2.1 民用航空条例3 182
21.2.2 联邦航空条例第23部 182
21.2.3 咨询通告23-8A 183
21.3 握杆中性点的确定方法 183
21.4 松杆中性点的确定方法 183
21.5 确定中性点的飞行试验方法 188
21.6 其他纵向静稳定性试验 189
21.6.1 速度稳定性 189
21.6.2 飞行轨迹稳定性 190
参考文献 191
第22章 纵向动稳定性理论 192
22.1 简介 192
22.2 理论 193
22.3 长周期或长周期振荡模态 194
22.4 短周期模态 197
22.5 升降舵短周期运动 200
参考文献 200
第23章 纵向动稳定性飞行试验方法与数据简化 201
23.1 简介 201
23.2 联邦航空局条例 201
23.2.1 民用航空条例3 201
23.2.2 联邦航空条例第23部 201
23.2.3 咨询通告23-8A 201
23.3 评估长周期振荡的飞行试验方法 202
23.4 长周期模态数据简化 202
23.5 短周期飞行测试法 203
23.5.1 飞机短周期模态 204
23.5.2 升降舵短周期模态 205
23.6 短周期模态数据缩减 205
参考文献 206
第24章 纵向机动稳定性理论 207
24.1 简介 207
24.2 升降舵位置机动稳定性 208
24.3 杆力机动稳定性 210
24.3.1 杆力机动稳定性——可逆操纵系统 211
24.3.2 杆力机动稳定性——不可逆操纵系统 212
24.4 压缩性影响 213
参考文献 213
第25章 机动稳定性的飞行试验方法和数据简化 214
25.1 简介 214
25.2 联邦航空局条例 214
25.2.1 联邦航空条例第23.155部机动作业时的升降舵控制力 214
25.2.2 咨询通告23-8A 214
25.3 驾驶员主观评估 215
25.4 定量评估的飞行试验方法 216
25.4.1 稳定拉起 216
25.4.2 稳定进入俯冲 216
25.4.3 带推力盘旋（缓慢改变g法） 217
25.4.4 匀速盘旋（固定g法） 217
25.4.5 常g法 217
25.5 数据简化技术 217
参考文献 219
第26章 纵向操纵和配平原理及飞行试验方法 220
26.1 引言 220
26.2 联邦航空局条例 220
26.2.1 民用航空条例3 221
26.2.2 联邦航空条例第23部 222
26.2.3 咨询通告23-8A 222
26.3 纵向操纵 223
26.4 纵向配平 224
参考文献 227
第27章 提高纵向稳定性和操纵性的方法 229
27.1 引言 229
27.2 操纵系统调校机构 229
27.2.1 驾驶杆回中弹簧 229
27.2.2 升降舵下偏弹簧 230
27.2.3 配重 230
27.2.4 弹簧配重组合 231
27.3 升降舵补偿片 232
27.3.1 补偿片 232
27.3.2 伺服片 232
27.3.3 弹簧补偿片 233
27.3.4 弹簧加载补偿片 234
27.4 空气动力补偿 234
27.4.1 凸出翼或铰轴后置补偿 235
27.4.2 凸角补偿 235
27.4.3 弹性密封的内补偿 236
27.4.4 钝式后缘或光滑后缘 236
27.4.5 斜边式后缘 237
参考文献 237
第28章 横侧稳定性原理和飞行试验方法 238
28.1 引言 238
28.2 联邦航空局条例 238
28.2.1 民用航空条例3 238
28.2.2 联邦航空条例第23部 239
28.2.3 咨询通告23-8A 239
28.3 原理 240
28.4 航向稳定性 241
28.5 横向稳定性 242
28.6 侧力 245
28.7 横侧松杆稳定性 245
28.8 飞行试验方法 247
28.8.1 定常侧滑直线飞行 247
28.8.2 FAA横向和航向方法 247
参考文献 249
第29章 横侧动稳定性原理和飞行试验方法 250
29.1 引言 250
29.2 联邦航空局条例 250
29.2.1 民用航空条例3 250
29.2.2 联邦航空条例第23部 250
29.2.3 咨询通告23-8A 250
29.3 原理 251
29.4 螺旋模态 252
29.5 滚转模态 253
29.6 荷兰滚模态 253
29.7 横侧运动参数对横侧动稳定性的影响 254
29.8 评价横侧动稳定性的飞行试验方法 256
参考文献 258
第30章 横向操纵能力（滚转性能） 259
30.1 引言 259
30.2 联邦航空局条例 259
30.2.1 联邦航空条例第23部 259
30.2.2 咨询通告23-8A 260
30.3 单自由度滚转响应 260
30.4 不同参数对滚转性能的影响 262
30.4.1 横向操纵偏度 262
30.4.2 滚转转动惯量 263
30.4.3 高度 264
30.4.4 速度 265
30.5 实际情况下的横向操纵 266
30.5.1 荷兰滚影响 266
30.5.2 滚转耦合影响 267
30.5.3 气动弹性影响 268
30.6 滚转操纵的其他方法 269
参考文献 270
第31章 航向操纵 271
31.1 引言 271
31.2 联邦航空局条例 271
31.2.1 民用航空条例3 271
31.2.2 联邦航空条例第23部 272
31.2.3 咨询通告23-8A 272
31.3 航向操纵——单发动机飞机 274
31.4 航向操纵——多发动机飞机 274
31.5 确定CNδr的方法 279
参考文献 282
第32章 飞行品质 284
32.1 引言 284
32.2 联邦航空局条例 284
32.3 库珀－哈珀驾驶员等级尺度表 284
32.4 飞行品质的等级 285
32.5 飞行试验步骤 286
32.5.1 设计试验 286
32.5.2 预备飞行指令 286
32.5.3 进行试验 286
32.5.4 飞行后询问情况 286
32.5.5 评价结果 286
参考文献 287
第3部分 危险性飞行试验 291
第33章 失速特性 291
33.1 引言 291
33.2 联邦航空局条例 291
33.2.1 民用航空条例3 291
33.2.2 联邦航空条例第23部 292
33.2.3 咨询通告23-8A 294
33.3 失速特性理论 295
33.4 飞机装载 295
33.5 安全因素 296
33.5.1 紧急出口 296
33.5.2 失速改出伞 296
33.5.3 单人装备 296
33.5.4 最低试验高度 296
33.5.5 伴随机 296
33.6 飞行试验方法 296
33.6.1 飞机试验构型 296
33.6.2 配平空速 297
33.6.3 动力设置 297
33.6.4 减速速率 297
33.6.5 操纵方法 297
33.6.6 失速告警 298
33.6.7 定义失速 298
33.6.8 改出技术 298
33.7 数据规定 298
33.8 潜在的问题 299
33.8.1 机翼下沉或机翼自动倾斜 299
33.8.2 进入深失速或自动抬头 299
33.9 问题调整 299
33.9.1 失速条 299
33.9.2 翼刀 301
33.9.3 下偏前缘 301
33.9.4 固定式辅助水平安定面 302
33.9.5 电力机械调整 302
参考文献 302
第34章 飞机尾旋试验 304
34.1 引言 304
34.1.1 尾旋定义 304
34.1.2 尾旋种类 304
34.1.3 尾旋模态 305
34.2 联邦航空局条例 305
34.2.1 民用航空条例3.124尾旋 305
34.2.2 联邦航空条例23.221尾旋 306
34.2.3 咨询通告23-8A第8部分第100节尾旋 307
34.2.4 咨询通告23-15 309
34.3 尾旋理论 310
34.3.1 引起自旋的因素 310
34.3.2 飞机的转动惯量效应 312
34.3.3 尾翼效应 313
34.3.4 机身效应 315
34.3.5 机翼的贡献 319
34.3.6 高度的影响 320
34.3.7 动力、起落架和襟翼的影响 321
34.3.8 重心位置的影响 321
34.4 尾旋试验计划 322
34.4.1 尾旋改出伞和其他改出装置 322
34.4.2 飞机的逃生计划 323
34.4.3 伴随机 325
34.4.4 仪表设备 325
34.4.5 操纵偏度和关键的公差 325
34.4.6 重量和重心位置 325
34.5 飞行试验方法 326
34.5.1 飞行前讲解 326
34.5.2 常规种类的尾旋矩阵 326
34.5.3 特技种类的尾旋矩阵 326
34.5.4 进行试验 326
参考文献 330
第35章 颤振、振动和抖振的俯冲试验 333
35.1 引言 333
35.2 联邦航空局条例 333
35.2.1 民用航空条例3 333
35.2.2 联邦航空条例第23部 333
35.2.3 咨询通告23-8A 334
35.2.4 咨询通告23.629-1A 335
35.3 气动弹性理论 335
35.3.1 操纵反效 335
35.3.2 发散 335
35.3.3 颤振 335
35.4 安全考虑 337
35.4.1 个人应急装备 337
35.4.2 飞机出口 338
35.4.3 最低安全试验高度 338
35.4.4 紧急程序 338
35.4.5 伴随机 338
35.4.6 地面工作人员 338
35.4.7 弹道降落伞 339
35.5 仪表设备 339
35.6 飞行试验方法 339
35.6.1 逐次增加技术 340
35.6.2 问题应对方法 340
35.7 数据分析 340
参考文献 341