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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