【摘要】：操縱品質(zhì)等級評估對飛機(jī)適航審定具有重要意義,其評估要素包括飛行包線、大氣擾動(dòng)和系統(tǒng)狀態(tài),目前國內(nèi)對于操縱品質(zhì)等級評估的研究依然缺乏操作層面的指導(dǎo),這個(gè)難題一直困擾著申請人和局方。提出了飛行包線狀態(tài)的確定方法,細(xì)化了正常、使用和限制飛行包線輪廓下的飛機(jī)過載、姿態(tài)、高度和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)等因子的特性。從飛行包線等級、大氣擾動(dòng)等級以及系統(tǒng)故障狀態(tài)等飛機(jī)所處狀態(tài)入手,分析系統(tǒng)多狀態(tài)故障的概率計(jì)算方法,為操縱品質(zhì)等級狀態(tài)和故障清單的確定提供了具體實(shí)施流程。建立了操縱品質(zhì)等級與飛機(jī)所處狀態(tài)之間的關(guān)系模型,并針對升降舵的不同故障狀態(tài)案例,求解了不同狀態(tài)故障的發(fā)生概率,得出了不同飛行包線和大氣擾動(dòng)狀態(tài)下飛機(jī)的最低操縱品質(zhì)等級要求。該方法可用于確定整機(jī)操縱品質(zhì)等級評估的故障清單,為操縱品質(zhì)等級評估提供技術(shù)支持。在構(gòu)建的模擬飛行試驗(yàn)平臺中進(jìn)行起飛階段的操縱品質(zhì)評估試驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中測量受試人員的呼吸、脈搏和心電信號,通過對生理參數(shù)與受試人員主觀評價(jià)的分析發(fā)現(xiàn),受試人員主觀評估等級越高,呼吸頻率越慢、脈搏頻率越快、心電低頻高頻比越大,說明受試人員所付出的努力程度越大�；谑茉嚾藛T生理參數(shù)和主觀評價(jià)等級建立線性的回歸模型,研究主觀評價(jià)等級與生理參數(shù)的關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果表明呼吸、脈搏和心電與受試人員主觀評價(jià)等級有著顯著的線性關(guān)系,模型結(jié)果可靠�；陲w機(jī)飛行參數(shù)和主觀操縱品質(zhì)評價(jià)等級建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以飛行參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,受試人員主觀評價(jià)作為輸出,分析評價(jià)等級與飛行參數(shù)之間的關(guān)系。利用該網(wǎng)絡(luò)評估飛行參數(shù)對于操縱品質(zhì)的貢獻(xiàn)率,分析不同參數(shù)對操縱品質(zhì)等級的影響程度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練后的迭代曲線、訓(xùn)練樣本與測試樣本對比結(jié)果說明模型訓(xùn)練結(jié)果較為成功,輸出結(jié)果可靠。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V212.128
【圖文】：

它對于操縱品質(zhì)的影響會從飛行包線方面分析，變化風(fēng)對飛行的影響主要有兩個(gè)類型：大氣紊流和風(fēng)切變。圖2.2 為變化風(fēng)場的測量結(jié)果，從中可以看出，不僅風(fēng)速的脈動(dòng)分量在變，而且風(fēng)速的均值也發(fā)生變化。圖 2.2 變化風(fēng)場的測量結(jié)果將擾動(dòng)產(chǎn)生的影響分為輕微、中等和嚴(yán)重三個(gè)等級：輕微大氣擾動(dòng)可瞬時(shí)引起飛機(jī)的姿態(tài)和高度發(fā)生輕微的、不穩(wěn)定的變化，一般側(cè)風(fēng)風(fēng)速小于 10 節(jié)（約 18.5km/h）。中等大氣擾動(dòng)類似輕微擾動(dòng)，但更加強(qiáng)烈，可引起飛機(jī)的高度和姿態(tài)發(fā)生改變，通常引起飛機(jī)指示空速的變化，一般側(cè)風(fēng)風(fēng)速最大可以達(dá)到 25 節(jié)（約 46.3km/h）。嚴(yán)重大氣擾動(dòng)通常引起較大的指示空

圖 3.1 生理信號參數(shù)設(shè)置3.1.3 受試人員主觀評價(jià)等級采集使用操縱品質(zhì)調(diào)查問卷采集受試人員對于在飛行試驗(yàn)過程中遭遇的故障以及整機(jī)的操縱品質(zhì)等級。將受試人員對于操縱品質(zhì)所需作出的補(bǔ)償分為 10 個(gè)等級，從 1到 10 依次代表操縱品質(zhì)的下降：1~3 級代表能夠達(dá)到要求的執(zhí)行準(zhǔn)則，4~6 級代表滿足全部執(zhí)行準(zhǔn)則或降低后的性能，7~9 級代表可以操縱到安全飛行，10 級代表無法安全飛行。具體等級的評估由受試人員根據(jù)自身為達(dá)到所要求的執(zhí)行準(zhǔn)則而付出的努力程度決定，受試人員主觀評價(jià)表如附錄所示。3.2 生理參數(shù)和主觀評價(jià)的回歸模型受試人員評價(jià)飛機(jī)的操縱品質(zhì)時(shí)，基本都是受試人員主觀評價(jià)，但在受試人員的主觀認(rèn)知上波動(dòng)太大，采用受試人員生理指標(biāo)結(jié)合主觀評價(jià)的方式對操縱品質(zhì)進(jìn)行評估。構(gòu)建如式(3.1)所示的模型：1 2 1 3 2y b b x b x e(3.1)其中，b1表示截距，b2、b3表示直線的斜率，e 表示誤差項(xiàng)。

悉后才開始進(jìn)行試驗(yàn)，保證了本試驗(yàn)樣本的可用性。3.3.1.2 試驗(yàn)平臺構(gòu)建本試驗(yàn)在南京航空航天大學(xué)可靠性與適航驗(yàn)證研究所的環(huán)境模擬艙室內(nèi)進(jìn)行。該環(huán)境艙尺寸為 3.5（長）×3.4（寬）×2.0（高）m3，具體結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示，機(jī)艙前布置了半圓形的模擬顯示屏幕，機(jī)艙內(nèi)部布置了波音 737 飛機(jī)的模擬操縱平臺，供試驗(yàn)測試時(shí)受試人員使用，環(huán)境模擬艙實(shí)景圖如圖 3.3所示。視景顯示屏機(jī)艙外殼駕駛顯示屏駕駛座觸摸控制屏駕駛座駕駛桿駕駛桿圖 3.2 模擬艙室結(jié)構(gòu)圖

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