eVTOL测试

 

大飞机被誉为“工业皇冠上的明珠”，是一个国家科技能力、工业水平和综合实力的集中体现。C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，于2007年立项，2017年首飞，2022年9月份完成全部适航审定工作后获中国民用航空局颁发的型号合格证。

那么，国产大飞机在一系列研制开发过程中都经历了哪些测试？简单梳理，以此类推哪些适用于eVTOL飞行器。

飞机在安装过程及正式交付之前，主要需要做气密淋雨试验、通压试验、全机通电试验、航电试验、全机静力试验、总装测试、起落架收放试验、技术滑行试验等试验。

 

 

 

 

01 气密淋雨试验

 

 

气密淋雨实验，是对飞机结构气密性的检查，是为了验证飞机在淋雨气候环境中仍然能够实现设计性能。1977年，FAA对1964年到1976年的25起与低空风切变有关的飞机事故进行了研究，发现25起事故中飞机都遭遇了降雨或者降雪天气，其中有17起事故与大雨有关，从此降雨对飞机的危害被重视起来。国外从20世纪40年代开始对飞机进行包括淋雨试验在内的试验室气候环境试验。

 

 

 

 

02 通压试验

 

 

 

通压试验考核的是飞机在瞬间失压状态下机载设备是否能够保持正常功性能的能力。例如运输机在运输过程中要实现空投作业，那么舱门就会被瞬时打开，机内压力就会和外界压力一样（随着高度的升高，大气压力会逐渐降低）。​

 

 

 

 

 

 

 

03  全机通电试验

 

 

飞机的航电系统、动力系统是飞机的关键机载系统，全机通电试验是飞机研制流程的一个重要里程碑，同时又是飞机系统级验证的一个必要环节，目的是通过航电、动力之间的系统交联，针对供电子系统、配电子系统、机载设备等试行人在环、自动等运行模式，初步验证航电、动力系统的系统级功能和性能是否达到预期总体设计要求。

 

 

 

 

04 全机静力试验

 

 

全机静力试验是验证飞机结构静强度是否满足设计要求的地面试验，主要是验证飞机结构的承载能力和安全裕度。全机静力试验重点考核主承力结构及部件之间的连接强度，如机身、机翼、起落架、发动机及其与机体连接等，通常分为首飞前、首飞后两个主要阶段，首飞前一般只进行影响首飞安全的最直接的试验项目，包括功能验证试验、各项目限制载荷试验及发动机、起落架等高载试验，首飞后进行全部限制载荷和极限载荷试验。

 

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05 航电试验

 

 

随着通用航空产业的发展，通用飞机上正逐渐大量安装综合航电系统。综合航电系统功能先进、可靠性高，但系统相对较为复杂，特别是综合化的设计思想，使得航电系统在深度维修方面存在很多困难。

 

 

 

 

06 总装实验

 

 

总装测试技术主要分为系统件安装测试技术和系统功能试验测试技术。系统件安装测试技术主要用于对飞机的大部件、系统件进行安装测试，如发动机、起落架的安装检测、线缆线束的安装导通测试、管路管道的安装、耐压等测试，以及敏感系统件的安装检测。系统功能试验测试技术分为综合航电测试技术、机电系统功能测试技术、电气系统功能测试技术、动力系统功能测试技术和飞机总体测试技术。​

 

 

 

 

 

 

07 起落架收放试验

 

 

 

 

飞机的起落装置是飞机结构中非常重要的部分之一，是支撑飞机在起飞、降落和滑行过程中重要的组成部分，在飞机的起飞和降落时发挥着至关重要的作用。制造起落架的材料通常是高强度金属，如钢、钛或铝合金。起落架也要经过严格的测试和认证，以确保其安全性和可靠性。起落架在起飞和降落时将起落架收起来或者放下来的飞机起落架系统，也需要经过严格的测试。​

 

 

 

08  技术滑行试验

 

 

 

地面滑行是飞机首飞前必须进行的一项验证试验，按照低速、中速、高速循序渐进。低速滑行，是检验飞行器能否依靠自身动力进行运动的最基础的滑行试验，主要测试飞行器主动力系统的工作能力，测试起落架系统、机轮和刹车系统，测试飞机实际地面转弯半径，以及简单测试部分气动舵面的工作是否正常。低速滑行状态良好之后，飞机将进入中速滑行，不同机型测试的速度范围略有不同，飞机越大，上限越高。中速滑行是为了飞行器自主偏航纠错能力，这项测试涉及飞行控制系统，同时还初步检验了飞机气动设计是否合理；此外，中速滑行也测试了飞机起落架、刹车等行动部件、系统在中高速度下的功效。最后，飞机将进入高速滑行状态。高滑试验主要是为了测试与验证飞机的气动性能是否与设计值吻合，高滑试验项目中有一个科目就是抬起飞机前起落架，再落地减速，检验发动机反推效能。

 

 

 

 

 

09 其他试验

 

 

 

除了以上所提到的试验，民航飞机主要还涉及以下试验：

 

（1）失速试飞。失速测试是一项重要的测试，失速试飞确定的失速速度作为飞机的基准速度，既决定着飞机安全飞行的速度范围，又决定着飞机的使用性能和飞行品质，是飞机设计中首先需要确定的基准数据。

 

（2）侧风试飞。抗侧风能力是飞机一项非常重要的性能。强烈的侧风会严重影响飞机的起飞和降落。飞机能够在多大的侧风气象条件下安全起飞和降落必须通过试验试飞来验证。

 

（3）自然结冰试飞。自然结冰试飞，就是要检测飞机的机翼、风挡、发动机短舱等部位的防、除冰功能，是民用飞机型号合格审定试飞中十分重要也是试飞风险大的验证科目。

 

（4）溅水试飞。溅水测试目的是测试雨天飞机在湿滑跑道上的性能以及确定机身上的雨水和主起落架溅出的雨滴不会进入发动机造成发动机熄火。

 

（5）最大刹车能量审定试飞。试飞要求以不小于最大起飞重量，加速到最大刹车能量后中断起飞，可能导致飞机轮胎起火、冲出跑道，属于高风险科目。

 

（6）撞鸟试验。飞鸟与飞机的撞击后果有直接效应和间接效应两类。直接效应方面，与飞鸟直接撞击的结构往往会发生局部大变形甚至破坏，严重时会导致飞机失去完成任务的能力。间接效应方面，当局部结构发生损伤，可能导致结构相关部位安装的设备或系统出现失效，从而威胁飞行安全。

 

（7）擦尾试验。又称最小起飞速度测试，要求飞行员在飞机不同配置条件下确定飞机的最小起飞速度。因为飞机从跑道上起飞的速度基本上都会低于预期，所以机尾很有可能会与地面擦碰因而发生事故，所以该操作对飞行员而言存在一定难度。

 

（8）雷击测试。大部分飞机机身使用的是可导电的铝材料，飞机在进入风暴云中，收集大量的静电后会将其释放，但是由于严格的航空规定，所有的飞机都必须具备电屏蔽的功能以保证飞机内部免受雷击影响。

 

（9）极端天气测试。极端天气测试泛指飞机必须接受的高温、低温以及有风、雨天和雪天条件下的测试，该测试目的是为了确保飞机的发动机、材料和控制系统能在极端天气条件下正常运行，此外，飞机还将在高海拔和低海拔地区展开飞行。