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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 802.3-2005383

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1000BaseT385

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