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科技论文标题

(注:这篇技术论文最近在实验试飞员协会的年度会议上发表。为保持原汁原味,报纸仍未编辑。)

F-22飞行测试程序更新

Steven M. Rainey中校,美国空军(M), F-22作战官
第411飞行测试中队,F-22联合测试部队
爱德华兹空军基地,

中校(陆军)(M) Allen E. Kohn Jr.前指挥官
第411飞行测试中队,F-22联合测试部队
爱德华兹空军基地,

介绍

F-22猛禽已经进入EMD飞行测试项目。去年,F-22首席试飞员保罗·梅茨(Paul Metz)发表了一篇论文英石" F-22A猛禽的首次飞行准备和测试"今天文章的目的是提供自去年以来的飞行测试计划的更新。首先,为了让大家跟上进度,我们将总结F-22猛禽的独特之处。然后我们将回顾过去一年的总体进展和一些具体的飞行测试结果。最后,我们将预览F-22飞行测试项目未来几年的情况。

背景

F-22猛禽是一个非常独特而革命的新战斗机。它将是第一个生产战斗机,用于体现一个平台中的几个高科技特性。这些包括:1)低可观察到或隐身,2)超识字,维持超音速的能力,无后调,3)高敏捷和失速后的推力矢量,4)高级,集成,传感器融合的航空电子。

这些特性中的许多已经在研究或原型车辆上进行了演示,或在其他生产车辆上进行了集成。尽管F-22将所有这些关键技术提升到了一个新的水平,但其最后一个特点——高度先进的、集成的、传感器融合的航空电子设备,是前所未有的。这种能力不同于当今任何其他航空电子系统。它本质上是人工智能。因此,在本文中,你会听到我们用两种不同的方式来指代F-22的“大脑”。它具有髓质或“脑干”功能,如起落架、液压、电气、飞行控制等,由集成车辆子系统控制器(IVSC)控制。需要推理的“额叶”功能由通用集成处理器(CIPs)控制。仅这一点就使F-22非常独特,但结合隐形、超级巡航和失速后的高敏捷性,猛禽是真正的革命性的。这些综合特性的协同效应使猛禽非常致命,极具生存能力,并将通过确保21的空中优势最终拯救生命英石世纪。

1997年9月7日,F-22 4001或Raptor 01,在Dobbins Arb,Marietta Ga的Marieta Ga与Paul Metz进行了控制。由于仪器故障,猛禽的第二次飞行重大不太成功,因为强迫早期着陆,基本上没有数据。乔恩贝斯利先生的试点定性评估验证了F-22展示了弗尔德制度优异的飞行品质。在第二个飞行之后,将F-22放入修改状态。

修改F-22 4001

在F-22的初始设计阶段,为了提高性能,在关键设计审查之前,重量显著减轻。因此,F-22比原型机要轻得多。CDR之后,后续分析确定了结构未提供足够裕度的区域,需要重新设计。这导致了F-22 EMD计划的两种结构配置。前两架飞机是Block 1结构飞机,具有一些与之相关的结构载荷限制。飞机4003是第一架Block 2或100%装载飞机。需要对4001和4002进行几次结构修改,以确保其准备就绪并安全地进行外壳膨胀试验。机身改装完成,飞机被拆解,放置在C-5上,并于98年2月6日交付给加利福尼亚州爱德华兹空军基地。

在爱德华兹空军基地进行首次飞行前的地面测试

飞机重新组装完成,飞机的第一次动力是在98年4月22日。第一次怠速动力发动机运行是在4月27日TH.其次是4月29日的MIL电力TH.AB在4月30日TH..这架飞机在结构上不同于它在GA的第一次飞行期间,它还具有新的软件配置;因此,需要充分的地面测试来确保它已准备好在爱德华兹机构的首次飞行。进行30,60和110个结租车测试以评估地面处理特性并验证制动操作和功能。

去年,保罗梅斯详细介绍了他的使命控制室(MCR)培训计划,这是一个有助于保证安全第一飞行的培训计划。八个月以来自第一飞行以来已经过滤;因此,在LMTAS的车辆系统模拟器中进行了四次额外的任务控制室培训课程。用F-15s和F-16飞行着衣服排练。

在爱德华兹空军基地的首次飞行(视频)

98年5月17日,F-22猛禽在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行了首次飞行,由史蒂夫·雷尼中校控制。保罗·梅茨是主要的安全追踪艾尔·科恩中校是后备的安全追踪和主要的照片追踪。飞行非常成功,包括15000英尺、10000英尺和5000英尺的飞行质量。速度制动瞬态和飞行质量进行了评估。在CRUISE配置和POWER进近配置中评估了编队飞行质量。

信封扩展测试

信封扩展测试的初始目标是清除F-22飞行信封的E-0 / E-1区域。这些是要从玛丽埃塔,GA到Edwards Afb,CA的前两个要清除的地区。(展示信封的幻灯片)(讨论清除信封和航班和时间所需的测试点的数量和类型)。计划大约7个航班完成E-0和E-1包络间隙,但实际飞行了12个。信封扩展测试首先进行了飞行质量,发动机瞬变进行了进展。模拟单一发动机飞行质量在5月29日评估TH..第一次副翼滚转于6月5日进行TH..6月6日TH.科恩中校驾驶“猛禽”进行了首次飞行。这是一个图片完美的飞行和模拟短场最大制动演示。6月19日TH.第一次飞行APU启动、第一次发动机关闭和空气启动均取得了良好的效果。利用驾驶员可选择飞行试验控制律对滚转加速度进行了评估。

与此同时,猛禽02号于6月29日在佐治亚州玛丽埃塔进行了首次飞行TH.(提前11天),由保罗·梅茨(Paul Metz)控制。它在7月1日进行了第二次飞行英石- 再次完美无瑕。

7月14日TH.(飞行1-14),颤振激励系统首次在飞机4001上使用。包络扩展通常包括一个前缘集成测试块(LEITB),它由双线和侧滑组成,以确保控制响应,随后是一系列FES突发和/或在预定条件下识别关键模式的扫描。在颤振试验之后,进行了一个完整的测试块(ITB)。这包括双侧,最大侧滑,突然释放,最大突然方向舵输入,45-45岸对岸滚转与释放,左180度全棒滚转与释放,左360度滚转与释放,右360度滚转与完全检查,和一个上弯。随着迅猛龙最大速度的提高,飞行质量继续保持卓越。到目前为止,猛禽的最高速度是8月29日达到的423 KCASTH.

猛禽还开始于7月14日在海拔地区扩张TH.(航班1-14)。扩展了高度功能,并在七个航班上验证了发动机性能,以获得40,000英尺的最大高度。在相当短的时间内实现了这种能力,与其他战斗机相比,由Pratt&Whitney F-119发动机提供动力的F-22,展示了在海拔高度的优异的性能和飞行品质,其他飞机往往没有反应和缓慢。事实上,随着高度和速度的增加,飞行员变得非常明显,即F-22“想要”更快地走得更快。飞机更快地加速,它的速度越快。事实上,这可能是运营猛禽飞行员的问题。有一个“Airspeed Icaw”来提醒飞行员,即他即将超速飞机 - 在F-22中的实际可能性。为了在猛禽中攀爬或攀爬期间比较,F-15和F-16在AB中试图跟上。

除了飞行质量评估以提高F-22的速度和高度,测试还包括起落架在所有速度和高度(飞行1-22,1-24,2-2),起落架下降(飞行1-13,2-2)和速度刹车延长时的飞行质量。F-22没有专门的速度刹车表面,但使用标准飞行控制表面的速度刹车功能。在巡航配置中,副翼偏转向上,副翼向下,方向舵偏转出去或“谷仓门”模式。这在减慢飞机速度方面非常有效。相比之下,并排编队的F-22和F-15都展开了速度刹车,而F-15则排在了前面。在功率接近或AR配置,只有方向舵用于速度制动功能。(航班1-13 (PA和着陆),1-15,1-23 (CR), 1-29)。测试总是包括编队机动(飞行1- 12,1 - 20,1 -22),这对猛禽来说仍然是一个令人愉快的任务。

模拟的单一发动机处理质量已经在巡航和PA配置中进行了评估,速度制动器进出。对于这些测试,通过将一个发动机放置在空转中以用于处理素质测试来模拟故障引擎。可选择控制法选项可用于选择单一发动机控制法。在这种模式下,F-22飞行控制系统重新配置单个发动机。襟翼从35度重新配置到20度。卷率降低,并且在12到11.5度AOA中重置速度指示。(1-14架,1-17(着陆),1-22,1-23(着陆),1-24,m 2-2)。

自从前几种航班以来,着陆的复杂性增加了复杂性,这飞往直接全面的止损着陆。在正常配置(飞行1-14,1-20,1-23,1-25,1-28)中,偏移校正的偏移方法已经在模拟发动机故障(飞行1-17,1-17,1-24,1-27)和速度制动器延伸(航班1-27。触摸和去登陆(航班1-18,1-14)。最后,精密着陆触摸任务已经飞行一致在所需标准中的性能(飞行2-11)。

为了提高测试效率和准备飞机4002的轮渡,飞机4001的初始空中加油资格于7月30日完成TH.(航班1-21)在20000英尺和300千卡的高度飞行。初始空中加油鉴定包括在接触前位置(HQDT)的动臂跟踪任务,随后是整个AR/动臂包线内的动臂控制机构任务,无需接触。接下来,通过触点和加油机启动的断开,然后是另一个触点和接收器启动的断开,验证飞机/吊杆的兼容性。然后通过触点和断开装置绘制中、长和短动臂位置的整个动臂包络线。在实际燃料转移过程中,作为闭环飞行质量评估,进行了位置保持。因为我不相信完美的HQR-1,所以我给了猛禽一个HQR 1.5。这是一架非常稳定的飞机,用于空中加油任务,也是我所驾驶过的吊杆上操控性最好的飞机。8月6日TH.(航班1-23),AR资格30,000英国公报和300克CCA,将AR信封从18,000到31,000英尺处开放300 kcas +/- 10克斯。

“猛禽02”经过短暂的停机时间进行预定的修改工作后,于7月30日恢复飞行测试TH..对于这个项目来说,这是一个相当具有纪念意义的日子。我们第一次在两个不同的操作地点试飞了三架F-22战机。当飞机4001忙于清理空中加油包络线和E-0/E-1包络线右侧的颤振时,飞机4002正在进行适航和交付测试,以包括一些飞行质量包络线扩展工作。在猛禽02完成了6架次飞行后,人们对飞机和它的系统有了足够的信心,可以进行长时间的飞行,这是8月23日前往加利福尼亚州爱德华兹空军基地执行任务的先决条件理查德·道金斯,猛禽02飞行4.6小时,迄今为止最长的分类,空气加油两次。在此持续时间,飞行质量,发动机瞬变,速度功率点,空气加油等速度,以及快速下降到测试飞机的最大缺点能力都是测试的。持续时间非常成功,作为渡轮飞行的连衣裙排练。

8月26日TH.1998年,Raptor 02从多巴斯Arb,Ga到Edwards Afb,CA.Rick 50,Edwards AFB KC-135e,在大约1030次离开的Dobbins Arb中离开了。在1033时,安全追逐(F-15中的保罗梅斯)和照片追逐(在F-16中的Jon Beesley)进行了空中拾取出发。猛禽02,由LT Col Steve Rainey驾驶,在1035 EST发布了刹车,以防止瑞克50.瑞克49瑞克49,从爱德华州的备用KC-135R,然后在Raptor 19飞行中取出了一辆赛车.

该Armada为飞机渡轮提供了巨大的应变选择。实时遥测仅在大约100纳米玛丽埃塔,GA。洛克希德马丁特派团控制室被载人并验证了所有主要F-22系统的运营和健康。在渡轮使命时,没有飞行参数的安全。在使用洛克希德Martin Mission Control Room失去TM覆盖率之前,将特派团的控制送到飞行员和特派团控制室队伍上乘坐KC-135。从板载仪器系统中的飞行员可获得渡轮临界参数。每个学科都会生成一个“渡轮关键”参数页面,以便在试点飞行试验仪表显示器上演示。在空运之间的预先确定的间隔,试点将这些参数读到载于载于载体任务控制室团队。在通信故障的情况下,试点的测试卡包括正常,最小值和最大允许值。在紧急情况下,主要计划是为了使得大型仪器的特派控制室工程师根据集成小心和警告系统(ICAWS),来自试验仪表的仪表系统的参数,以及系统设计携带货物的文件。 Either chase was sufficient to continue the mission. If the primary tanker had to divert, the spare tanker had sufficient (although limited) mission control room personnel to safely continue the flight under most circumstances.

总的来说,猛禽02的飞行非常成功,标志着F-22项目的一个里程碑。随着第二架飞机的增加,F-22 CTF将能够同时在两个不同的方向扩展包络线——4001高快速和4002慢或高AOA。

自抵达爱德华兹空军基地以来,“猛禽02”已经执行了XX次测试任务,继续清理飞行质量包络线,进行速度功率性能测试,起搏器和塔架飞行性能测试,以及发动机瞬态测试。另外还添加了额外的仪器,以支持持续的包络扩展测试。目前,正在4001飞机上进行全面地面振动测试(GVT)、武器舱门校准以及摩擦和自由发挥测试。

参考图XX,我们已经清除了E-0/E-1envelope区域。如图所示,测试已经在E-2中启动。迄今为止,“猛禽01”已飞行29架次、40.2小时,“猛禽02”已飞行11架次、21.2小时,总计40架次、61.4小时。F-22 1998飞行测试要求在下一张幻灯片中显示。我们第一批产品的长期领先资金的退出标准包括几个特定的测试事件以及飞行时间要求。具体的活动包括在6月29日开始在4002飞机上进行测试TH..E-0/E-1信封已于8月18日清关TH..E-2 / E-2A信封的航班于7月16日进行TH.和8月6日TH..第一次空中加油于7月30日完成TH.7月7日,首次飞越3万英尺高空TH..另外,我们还有三个项目没有完成。4001飞机的地面振动测试(GVT)目前正在进行中,将于9月底完成。我们已经在猛禽02号上进行了18度的飞行测试。在AOA 20度以上的首次飞行也将在9月底完成。第一次超音速飞行将于10月进行。我们还要求在年底前达到183个飞行小时;我们团队的目标就是尽早实现这一目标。

我们希望这能让大家了解F-22测试项目的最新进展。现在,我们想展示一些到目前为止我们测试的具体结果。换句话说,是时候说说我们的秘密了。总的来说,本文讨论的结果代表了F-22飞行测试计划的经验教训和成功。

飞行测试结果

生活中我最喜欢的一条公理就是“保持简单,傻瓜”。在我们试图整合F-22上几乎所有系统的过程中,我们已经多次违背了这个公理。例如,简单地降低起落架需要集成车辆子系统控制器(IVSC)或“脑干”中的“全球管理器”软件。在进一步深入之前,让我来更详细地解释一下IVSC或“脑干”功能。

髓质,脑 - A.K.A.集成的车辆子系统控制器(IVSC)

IVSC的功能是协调涉及多个子系统功能的操作,并为没有专用控制器的子系统充当控制器。为了提高飞机的尺寸和生存能力,IVSC被分为六个组件。IVSC组件及其功能如图XX所示。从图中可以看出,物理位置为这些功能提供了一些生存空间。此外,程序集的位置更靠近它们所控制的功能。这还减少了行长,最终减轻了重量。底线是这种架构为F-22提供了重要的能力和冗余。不幸的是,副产品是我们需要电脑来做一些简单的事情,比如放下起落架。这已经被证明是一个比预期更大的挑战,但最终将导致一个难以置信的弹性和优越的战斗飞机。现在,我们将回顾一些与我们的“脑干”功能和它们所控制的系统有关的问题的具体例子。

环境控制系统(ECS)

F-22 ECS非常独特。从设计的角度来看,我们对这个系统的要求比历史上任何其他战斗机ECS都要高。它被设计为满足MIL 210C 1%标准,而不是要求较低的10%标准,为大多数当前系统指定。

飞机系统产生的热量由飞机燃料,冷藏空气或液体冷却剂带走。由液体冷却剂(PAO)吸收的热量以及由空气循环机产生的热量被转移到燃料系统中。然后通过将发动机中的燃料燃烧或使用RAM空气热交换器将热量转移到环境空气中来控制燃料温度。最简单,最可靠的冷却方法具有冷藏空气;因此,诸如飞行控制转换器 - 调节器等关键飞机系统,以及28个VDC转换器是空气冷却的。为了减少发动机的出血空气需求,其他系统是液体冷却(PAO)。如果冷藏空气不再可用,可用的RAM空气冷却,其有效性随环境条件而变化。ECS拥有并继续成为最多的系统之一。如果空气循环机器出现故障,冷却空气损失飞行控制转换器 - 稳压器和28个VDC转换器,则有限的飞行时间可用。出于这个原因,我们非常关注空气冷却icaw。

在第一次飞行期间,保罗有一个空气冷却iCAW。这可以指示我们非常关注的早期讨论的空中循环机器故障。它还可以表明其他不太关键的故障。飞行员唯一的迹象表明它是空中循环机器故障将是因为Obogs失败的无法呼吸。保罗可以,实际上呼吸,控制室确定了ACM没有失败。真正发生的是,在该测试条件下,通过入口转向管道(所示)可获得12度AOA,空气流量不足,用于冷却初级RAM空气热交换器。这导致比普通空气更热到空气循环机。由于该问题,在停机期间对飞行器进行的一个修改是改进的入口转向器管道(所示)。随后的测试表明,这种修改成功。该图显示了第一架飞行上的空气流量,并且在相同条件下使用分流器MOD的气流。 Mass flow is improved with a subsequent increased cooling effect and no AIR COOLING ICAW - at least not for this reason.

为准备第三次猛禽01的飞行(爱德华兹AFB的第一次飞行),在飞机上装入了一个新的OFP。在初始地面运行期间,我们发现猛禽非常像我的五岁,并且有一个非常艰难的时刻“醒来”。通过电池电量,并非所有六个IVSC组件都是供电的。ECS在备份控制器上,IVSC A3。在APU启动期间,ECS自动测试并使控制到IVSC A4,主控制器。不幸的是,在这个版本的软件中,时序和“握手”并不完全协调。我们的工作是为试点开始使用ECS启动APU,然后在系统有机会“唤醒”(大约10秒)后选择规范。这将在稍后的ofp更新中修复,但是用于说明在这种情况下,几乎每个系统都集成的时,在这种情况下,允许飞机“大脑”或“脑干”,允许控制每个和每个飞机子系统功能具有多个冗余。

另一个宝贵的教训是,追求快速、廉价、轻量的解决方案通常不是正确的答案。雷尼对这一公理的推论是:“如果一件事看起来好得令人难以置信,那它很可能就是真的。”不幸的是,我们有四次飞行中出现空气冷却ICAW,与进口转向管无关。这些都是项目早期决策的直接结果。再次参考ECS图,您可以看到,基本上有四个支路接收用于冷却的空调。这些支腿不是由支腿上冷却的组件内的温度传感器控制的,也不是通过测量流量来控制的。温度控制将需要每个组件上的传感器,这就需要更多的线路和更大的重量。测量腿内的delta压力被认为是ECS空气冷却控制中更便宜、更容易的方法。驾驶舱增压腿和19A腿(直流转换器和其他关键电子设备)被认为是最关键的,本质上直接控制空气循环机。换句话说,如果他们没有收到足够的冷却空气,这是由他们的腿的相关三角洲压力决定的,分支需要从空气循环机更多的空气。 If the cooling requirements (DPs ) for these legs are satisfied, the ECS goes into a conserve mode and reduces airflow. Unfortunately, if the DPs for the other legs without control of the ACM (i.e. 19B and 19C) are not adequate, they have no way of demanding more air. The result is issuance of the AIR COOLING ICAW. While the DPs in the 19A leg were predicted to be the worst case, they are not. Insufficient system modeling and simulation was completed to insure that the delta pressure command system would work in the actual aircraft.

将三角洲压力控制系统与实际冷却效果相关联的工具类型是ECS流量平衡架。同样,为了节省资金,没有使用ECS流量平衡试验台。对于上面提到的四次飞行,“解决办法”是欺骗“脑干”,让“脑干”认为其中一个指挥腿(驾驶舱或19A)不满意,因此ACM将再次被指挥到一个更高的流状态。通过部分关闭座舱手动流量分流阀或通过选择最大冷或热座舱温度选择器,ACM产生更多的流量,满足饥饿腿不能要求更多的空气本身。

我们的解决方案是对系统进行重新设计,以优化三角洲压力指挥系统。我们目前正在重新评估ECS流量平衡架的潜在用途。其他人得到的教训是,在设计过程的早期开发和使用适当的建模和模拟设施,以避免设计问题和随后的飞行测试延迟。

这里学到的另一个教训是,模拟设施和飞机之间的配置控制是必不可少的。F-22上的其他子系统使用了德克萨斯州沃斯堡的车辆系统模拟器;然而,飞机和SIM之间的配置控制在初始集成到飞机时也产生了问题。

给我刹车!

F-22的刹车系统也非常独特。制动控制系统(BCS)是一个冗余的,线控制动,减速指令系统。去年,保罗·梅茨(Paul Metz)展示了一段关于首次出租车测试的视频,在视频中,一个简单的软件逻辑错误导致保罗在一边接收到的踏板加速度是另一边的40倍。显然,我们在第一次飞行前就解决了这个问题。我们发现了迅猛龙刹车的更多独特特征。

在1-11航班上,我将猛禽降落,燃料量略重;然而,不是什么被认为是重量重量的降落。从120 kCas的气球开始并在地面上启动前轮,并将118 kcas在地面上,约为120kg。制动踏板命令以118公斤开始。可以看出在HUD视频上,制动似乎是正常的。在着陆期间有一个轻微的螃蟹,最初有利于方向考虑的右制动器,但是飞行员所感知的Delta Pedal命令非常小。我选择释放制动压力并继续在Edwards的跑道22末端释放制动压力而不是最大制动器。在滑行道B之前,这一决定备于留下至少8000英尺的跑道停止。飞行员认为这是一个基于略高毛重的保守决策。大约一分钟后,再次启动制动,并在最后出口带出租车速度。 Both the pilot and the control room identified that the brakes were hot. While the HUD video and pilot perception indicated normal braking technique, erring on the conservative side, the result was a hot brake condition. Looking at the data reveals another software logic problem that will be changed with the next F-22 OFP update.

在正常制动期间,飞行员正在命令减速率。BCS使用车轮速度和惯性参考系统(IRS)速度反馈,以确定是否正在产生所需的减速度并主动控制制动器的液压以实现命令减速率。这听起来很好,很好;但是,当制动器上的飞行员步骤时,他想要一些减速。如果他在踏板上踩到了很多,那么他想要很多减速。此逻辑未将其交给我们的BCS软件。

对于飞行1-11,图表显示飞机的正常空气动力减速率为3.1英尺/秒2.制动前15秒驾驶员踏板指令从右踏板的35%增加到75%,左踏板的15%增加到70%。制动前6秒,左踏板指令小于35%。下一个图表显示,命令的减速速度超过3.1英尺/秒2(当时飞机的空气动力学减速率),所需的踏板挠度为38%。因此,即使飞行员正在指挥一些减速,而且从他的角度来看,飞机响应,该命令小于BC产生实际制动压力所需的命令。所有的高速能量都被右制动器吸收。结果是一个明显的正常着陆卷到飞行员,在14,000英尺的跑道结束时具有热制动器。这显然是与正常的试验感和期望相反。我们的下一个软件更新将包括“Delta”减速命令BCS,以便任何导频指令的踏板偏转将导致一些减速并提供正常的导频感。

此外,根据驾驶员技术的不同,刹车的反应也不同。下一个图表说明了起落架小组所要求的技术。猛禽的剩余空速推力随仰角变化,但在爱德华兹空军基地是显著的。空速推力足以滑行,飞机在没有飞行员的情况下继续加速。具体来说,地面速度允许达到35公斤,然后飞行员将飞机减速到大约10节。使用这种技术,制动响应是非常可预测的,数据分析是可能的。在踏板压力释放的时间内,一些制动冷却实际上正在发生,并在下一个图表中描述。相反,更难以预测,但也许正常的驾驶员刹车技术会导致噪音和不可预测的刹车反应,这使得分析几乎不可能,因为条件变化如此之快,而BCS试图对这些变化做出反应。制动压力不允许完全释放,结果是明显较高的制动温度,相当正常的飞行员行动。这种情况将随着“猛禽03”上的刹车新软件和新硬件配置而改善。 The hardware changes are designed to improve thermal heat protection, reduce brake vibration, and increase durability. More to follow on this in another paper.

总的来说,我们已经发现了刹车的一些缺陷;但是,他们让飞机停得很好,我们通常能在爱德华兹空军基地B滑行道之前停飞机。首选的技术是一个对称的,2秒速率,充分应用制动器从100公斤到大约30公斤,然后在20公斤过渡到手动制动之前释放,然后重新应用手动制动使飞机停止。在我们继续测试的过程中,我们将努力打造一款能够适应各种驾驶技术的BCS,同时还能提供特定的制动能力。

“让我出去!”- 夹在驾驶舱里

飞机正常关机顺序为:

    1. 节流 - 关闭
    2. APU–关闭
    3. ——从垫
    4. OBOGS——从
    5. 树冠 - 解锁
    6. 树冠开放

在爱德华兹空军基地4001飞机的一次发动机运行中,飞行员按照检查表的步骤,发现舱盖打不开。冠执行器刚刚被更换,这个异常归因于新的执行器在一开始。另一名飞行员在2000英里外的玛丽埃塔也被困在“猛禽02”中。虽然还有比被困在世界上最先进的战斗机驾驶舱里更糟糕的地方,但当外面的温度超过100华氏度,而且舱盖下每秒钟都在变热时,这不是一个理想的条件。经过进一步的研究,我们再次发现,系统握手是非常依赖时间的。我们现在知道,如果发生这种情况,等待10秒钟握手发生,然后尝试重新打开雨棚。在飞机所有电源关闭后,从舱盖开关发出的命令需要等待5秒钟。即使飞行员关掉了电池开关,仍有一些风扇会持续供电几秒钟。在此期间试图打开遮罩会导致忽略命令。

虽然到目前为止在我们的飞行测试中发现了许多其他小的子系统设计缺陷,但这些是最有趣的,也许是最清楚地提供了测试飞行员需要参与设计过程的每一步的信息。当然,“保持简单,愚蠢!”

飞行品质

迅猛龙的飞行品质在迄今为止的飞行条件下是非常出色的。很少进行闭环评估。编队飞行任务、空中加油(包括吊杆跟踪任务)、偏置着陆任务和精确着陆任务已经在测试计划中进行了评估。人们认为,跟踪任务、BFM练习和初始BFM评估确实需要更大的G和AOA信封。这些有限的军事用途任务将在年底前加以评价。

鼻子踢,翻滚,或鼻子漂移

每一个猛禽的试飞员都观察到在翻滚动作中出现的翻滚挺举、前踢或前倾。在较高的速度下,通常可以观察到滚转开始时的快速急转。在较高的攻角和较低的速度下,这一特性可以观察到在滚转开始时的鼻踢或侧踢,以及在完全检查的滚转时从正反踢到正反踢的beta踢。在PA配置的着陆进近中,有偏航机头漂移和滚转输入。

这个异常现象可以在下面的视频中看到。HUD视频显示横向偏航在滚转开始增加,然后踢到逆向偏航释放或检查。虽然在HUD视频中很微妙,但在试点站中却非常明显和令人反感。这一点通过条形图所示的飞行测试数据得到了验证。实线表示预测的响应,虚线表示实际的飞行试验结果。对于全杆滚转起始,显示了横向偏航。β值随滚转角的增加而增加,但控制得很紧。虽然侧滑角相对较小,但完全检查的滚转导致鼻翼踢到不利偏航(或检查输入)高达4-6度。这显然是令人反感的,并将使良好的跟踪任务非常困难。

通过对预测数据的分析,确定航向稳定性和舵控制功率均大于预测。这其实是个好消息。在DEM/VAL过程中,样机飞行测试数据与飞行测试结果不匹配。将校正因子应用到ATLAS模型中,以解决风洞和飞行试验数据之间的差异。在F-22风洞试验结果中应用了基于原型飞行试验数据的工程假设和修正。F-22飞行试验结果与F-22风洞数据密切相关。因此,这些修正将从ATLAS模型和飞行控制律中删除。

飞行员可选择的飞行控制律选项可用于研究副翼方向舵互连(ARI)减少以考虑变化。现有方案包括减少20%和40%的急性呼吸道感染。以下数据是减少40%急性呼吸道感染的数据。对完全控制杆滚转的反应要正常得多,并显示出轻微的不利偏航,这是严格控制的。在完全检查的滚动过程中,beta瞬态要小得多。该数据验证了方向稳定性高于计划,并且在没有修正的情况下,F-22风洞数据与飞行测试结果相符。

最终,这些调查结果将作为F-22更新中的基线控制法的一部分纳入其中。

闭环飞行品质评估

迄今为止,闭环飞行质量评估相当有限。随着信封的扩展,更多的闭环任务将被执行。到目前为止,已经完成了空中加油保持任务和精确着陆任务的评估,以及编队飞行质量的主观评估。

AR-理想的标准基本上是保持最佳或“船长杆”位置,仅与单个绿色向上或向下箭头存在瞬时偏差。多个偏差或超过一个绿色箭头的偏差构成了足够的性能,而带有瞬时极限位置的红色箭头被认为不令人满意。飞行质量非常出色,基本上没有飞行员的工作量来维持期望的标准。飞行员在操纵杆上越放松,性能越好。飞机非常稳定,不需要改变配平,并且对飞行员的小修正反应良好。通过盲人感觉很难识别AR开关,HUD AR指示不在瞬时FOV中,需要头部移动才能看到。也许是因为这些小的不便,也许是因为我不相信HQR 1存在,我给猛禽HQR 1.5的AR评级为300千卡和20000英尺。

精密着陆 - 通过瞄准涂在跑道表面上的精密着陆正方形来评估精密着陆。跑道上的现有跑道剩余标记用于定义所需和充分的性能。该飞机具有浮动需要飞行员将飞机放在地上而不是将其飞行到地面(HQR-3)上的倾向。

编队飞行——一般来说,编队飞行非常容易,只需要飞行员很少的补偿。操作质量评级还没有分配,但所有猛禽试飞员对编队任务都有非常好的主观评价。

F-22的未来

F-22飞行试验计划的前景是光明的。1998年余下的时间将集中于实现满足DAB长期融资退出标准所需的测试目标。此外,飞行试验团队已经制定了今年将飞行试验扩展到E-3区的目标。最后,F-22飞行试验台(FTB)是一架波音757,经过改装,配备了F-22雷达罩、传感器机翼、雷达功能、F-22航空电子套件、F-22模拟驾驶舱和多个工程工作站。FTB将在猛禽上安装航空电子设备之前进行F-22航空电子设备测试,以降低风险。

这是F-22飞行试验计划计划。下一个F-22将在大约14个月内完成。飞机4004到4009是我们的航空电子试验飞机,并将拥有我们前面提到的共同的集成处理器(CIPS)或“正面叶片”。开发测试和评估计划于2002年结束,并启动专用IOT&E。初始运营能力(IOC)于2004年11月加入。

总的来说,F-22测试项目迄今为止非常成功。前方有许多挑战,该队已准备好迎接挑战。我们正在努力从我们的错误中吸取教训,我们希望你们也能从我们在今后几年里所吸取的教训中受益。我们的论文到此结束;有什么问题吗?


1999年4月9日