HB8702-2023飞机水上迫降拖曳水池模型试验方法.docx

ICS49.020V35HB中华人民共和国航空行业标准HB8702-2023飞机水上迫降拖曳水池模型试验方法Ditchingtestmethodwithmodelofairplaneintowingtank20231229发布2024-07-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义、符号13.1 术语和定义13.2 符号24试验要求34.1 试验目的34.2 试验原理34.3 试验项目34.4 试验任务书34.5 试验大纲34.6 试验相关文件、记录44.7 试验模型44.8 试验环境54.9 试验设备54.10 试验场地54.11 试验人员64.12 适航要求65试验程序65.1 试验准备65.2 试验步骤75.3 试验中断及故障处理要求86试验数据记录和处理86.1 试验数据采集86.2 试验数据处理87试验有效性的评定98试验报告编写9附录A（资料性）试验表格样式记录10-IX.刖三本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国航空综合技术研究所归口。本文件起草单位：中国特种飞行器研究所、湖北省标准化与质量研究院、中国航空综合技术研究所。本文件主要起草人：何超、张家旭、廉滋鼎、陶威、李继雄、吴彬、王明振、刘丽丽、万蓉、高家鸣、林志昆。Ill飞机水上迫降拖曳水池模型试验方法1范围本文件规定了运输类飞机水上迫降拖曳水池模型试验的要求与方法。本文件适用于运输类飞机缩比模型在拖曳水池中的水上迫降模型试验，其他飞机可参照使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差CB/T3675-2006水面船模耐波性试验规程AP-21-AA-2011-03-R4航空器型号合格审定程序CCAR-25-R4中国民用航空规章第25部运输类飞机适航标准3术语和定义、符号3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1水上迫降ditching着陆场在海洋、湖泊等水面上的应急降落，分为有计划水上迫降和无计划水上迫降。3.1.2模型投放高度modellaunchheight试验用垂直速度实现装置达到要求的垂直速度并稳定所需要的高度。3.1.3模型距离水面高度modeldistancefromwatersurface试验模型安装到试验支架后，模型离水面最近的点距离静水面的高度。3.1.4 1.4规则波regularwave可用单一正弦(余弦)函数表示的波浪。3. 1.5弗劳德数Froudenumber流体力学中表征流体惯性力和重力相对大小的一个无量纲参数，记为Fr0它表示惯性力和重力量级的比。如公式(1)所示。Fr=VgV3(1)式中：V速度，单位为米每秒(m/s);g重力加速度，lg=9.81ms;体积，单位为立方米(m3)。3.2符号下列符号适用于本文件。a线加速度，单位为重力加速度(g);F力，单位为牛顿(N);Hjs模型距离水面高度，单位为米(m);Hrr模型投放高度，单位为米(m);h波高，单位为米(m);I一一惯量，单位为千克米的平方(kg-nf)；1.模型长度，单位为米(m);1一一波长，单位为米(m);m)模型试验时实际质量，单位为千克(kg);m一一模型质量，单位为千克(kg);Va垂直速度，单位为米每秒(ms);Vs试验水平速度，单位为米每秒(ms);11P过载峰值，单位为重力加速度(g)；no初始过载，单位为重力加速度(g);An过载变化值，单位为重力加速度(g);P压强，单位为牛顿每平方米(Nm2);Pr压力峰值，单位为千帕(kPa);P0初始压力，单位为千帕(kPa);P一一压力变化值，单位为千帕(kPa);T3水温,单位为度();7;气温，单位为度CC);t时间，单位为秒(三);XX模型重心位置，单位为百分之平均气动弦长(%MAC);ry前缘缝翼偏角，单位为度0;iy襟翼偏角，单位为度(“)；6pw平尾偏角，单位为度(。);z升降舵偏角，单位为度(°);p俯仰角峰值，单位为度(°);o一一机身初始俯仰角，单位为度0；0试验前实际测试的俯仰角，单位为度()；0俯仰角变化值，单位为度(。)；缩尺比例；r横滚角峰值，单位为度(。);o着水初始横滚角，单位为度(“)；A横滚角变化值，单位为度(”)。4试验要求4.1 试验目的按照CCAR-25-R4§25.801要求开展试验。水上迫降模型试验的目的主要是通过一系列的试验来确定飞机在水上应急迫降时应采用的最佳状态（飞机的最佳入水角度、着水速度、襟翼位置、起落架收放状态等），并测量水载荷，用于评估飞机的结构强度和水上漂浮特性。4.2 2试验原理水上迫降模型试验是按照弗劳德（Fr）相似模拟实机水上迫降全过程，通过对模型的运动姿态幅值、过载幅值、底部压力幅值等参数进行测量。4.3 试验项目按试验内容可分为稳定性试验、着水载荷试验、漂浮特性试验。其要求如下：a）稳定性试验，主要是测定飞机水上迫降时最有利的入水状态，包括入水角度、构型、重量、重心位置、水平速度、垂直速度、襟/缝翼偏角、升降舵偏角和起落架收放状态等，为制定飞机水上迫降应急操作程序提供依据；b）着水载荷试验，主要是测量飞机在水上迫降过程中的我荷，包括机身结构着水压力分布、过我，为飞机水上迫降结构设计和强度分析提供设计载荷；O漂浮特性试验，主要是测量飞机水上迫降时的漂浮特性数据，包括飞机入水后的水面滑行时间、稳定前的状态、在水中下沉过程中的姿态、水线位置和漂浮时间等数据。4.4 试验任务书试验任务书由委托单位提出，一般包括：a）试验目的；b）试验项目；c）试验模型；d）试验工况；e）试验要求：f）试验测试参数；g）试验完成形式：4.5试验大纲试验大纲包括以下内容：a） 试验任务来源；b） 试验目的和范围：O试验模型；d）试验测试参数；e） 试验设施及试验装置；f） 试验要求；g） 试验步骤；h）试验记录项目；i）测试设备；j）试验数据处理原则与方法；k）试验成功与否的评判标准；D试验报告编写要求。注：若该试验为适航验证试验，试验大纲应经过适航审查代表批复后方可开展试验。1. 6试缝相关文件、记录试验承担方应提供试验所需的技术文件、图样、工艺文件、试验依据性文件以及试验过程中需用的各类记录表格，需试验委托方对其进行确认。注：若该试验为适航验证试验，上述文件需通过适航工程符合性检查。2. 7试验模型4. 7.1模型相似准则模型制作按弗劳德（Fr）相似准则组织开展，试验模型必须同时满足几何相似和运动相似，各参数比例关系见表1所示。表1横型比例关系名称全尺寸值比例模型值长度1.X1.力FaF惯量I5ZI质量IB入×m时间tZPat试验水平速度Vsa,zzVs线加速度a1a压强Pp5. 7.2缩尺比例入的确定尽量选择大尺寸模型进行试验，试验模型的缩尺比例入的确定应考虑水池宽度、模型内部空间、拖车速度等相关要求，包括：a）满足几何尺寸和重量及惯量相似的条件下，模型加工实现的可能性；b）与人值有关的模型试验速度应不大于水池拖车所能达到的最大稳定运行速度；O保证模型在池中有回旋余地，模型的横向尺寸应不大于0.6倍的水池宽度；d）模型内部应有足够的空间以容纳各种测试仪器。6. 7.3制作要求试验模型的制作应考虑以下相关要求，包括：a）模型制作材料可为木头、玻璃纤维、碳纤维等材料，模型制作要求其刚度和强度应能保证试验过程中不发生破损，模型各部件自身重量应能控制，同时满足试验任务书规定的重量、重心及惯量状态或试验区间要求；b） 模型触水部分，包括试验时可能被水浸湿的部分应确保水密性（固定开1.l除外）c） 模型外形检验按照CB/Z244对试验模型外形要求执行：d） 襟翼、缝翼、方向舵等可转动部位应保证转动顺畅并且转动角度可调；e）模型表面光滑无裂纹，外形光顺。注：若为适航验证试验，模型制作方还应提供相关技术文件供适航代表进行审查。4. 7.4试验模型组装按照设计图样进行模型组装，在组装完成后，将试验模型在平台上调至水平状态，测量模型上各测量点的坐标（飞机模型的坐标参照实机坐标进行确定）。各测量点坐标与其理论值的公差应符合GB/T1804的相关要求。注：模型移交时应提供模型质量合格证明文件及模型加工材料清单、模型制造生产环境i味、模型制造配糅记录、模型生产工序流程卡等相关记录文件。4.8 试验环境拖曳水池试验环境包括试验环境温度、试验水温和试验波浪等。试验波浪的模拟要求按CB/T3675-2016中4.1的要求，波浪试验前应按波浪要求对造波机进行标定：浪高仪定点测量时离开造波机的距离大于最大波长的2倍，离开池壁的距离不小于1.5m。4.9 试验设备试验设备主要包括拖车、造波机、投放支架、试验模型保护装置、试验投放装置、测试系统等。设备功能如下：a）拖车提供模型的水平速度；b）试验投放装置提供模型的垂直速度；c）造波机生成符合试验参数要求的波浪；d）测试系统包括数据采集器、加速度传感器、压力传感器、陀螺仪、浪高测试系统、摄像机、数显水平仪等。主要测试设备量程和精度应满足表2中的要求。«2主要测试设备程和精度要求序号设备名称相关参数量程精度要求1拖车试验水平速度0.lms20ms不低于0.2%2试验投放装置垂直速度Omslms不低于1%3造波机波高、波长、波周期波长:0.5m15m;波高：0.03m0.5m波高横向误差：5%:波高稳定性误差：4%;波高重复性：2%;波周期的稳定性和重复性：2%4浪高测试系统波高Omm500mm2%5加速度传感器过载TOgIog不低于0.5%FS频响不低于IkHZ6压力传感器压力OkPa500kPa不低于1.0%频响不低于IkHZ7陀螺仪角度俯仰：-80°50横滚：-90°'90不低于0.5%8数据采集器电压-10VDC-IOVDC不低于0.5%最高采样率不低于3kHz9数显水平仪角度0°'±90°不低于0.1°4.10 试验场地试验场地应便于开展试验模型安装、拆卸、状态调整、数据采集等工作，具体要求如下:a）拖戋水池应具有一定的深度和宽度，以避免池壁效应对试验数据的干扰；