图1 有人机发动机加速过程分解

试飞过程中，对时机的把握完全依靠飞行员的主观感受，动作完成的质量取决于飞行员的反应。

(2) 无人机发动机加速试飞过程分析

无人机发动机自动加速试飞以航路点设计为基础，根据试飞需求，分解发动机加速性试飞动作，见图2，分析表明，完成发动机加速性试飞至少需要确定3个航路点。

图2 无人机发动机加速性试飞过程分解

2.3 发动机加速性试飞核心要素分析

通过试飞过程分解，分析得到无人机发动机自动加速性试飞的核心要素。

(1) 核心要素一：时间

无人机以航路点控制飞行，为达到发动机在预先设定的航路上自动进行加速性试飞，需对通过两个航路点的时间进行精确控制，包括动作点起始时刻和过点时刻控制。

动作点起始时刻是动作设计的根本，无论是试飞前期的数据处理，还是加速性试飞的动作设计，都以起始时刻为基准，在起始时刻的基础上，进行飞行时间的控制和高度速度等的控制。

过点时刻控制是根据无人机飞行控制精确度高的特点确定的，以无人机过航路点飞行时间为控制参数，能精确控制无人机的飞行高度、速度和发动机状态等参数，达到试飞的目的。

(2) 核心要素二：高度

根据国军标的要求，发动机加速性试飞需在一定的高度上进行，由于有人机试飞依据人的反应控制飞行姿态，飞行高度允许有一定的偏差。基于此规定，在进行无人机发动机加速性试飞时，可以利用无人机飞机高度控制精度高的特点，根据无人机飞机控制特点，设计出发动机加速性试飞方法。

国军标243A-2004《航空燃气涡轮动力装置飞行试验要求》在“发动机工作特性鉴定试验”，飞行试验中规定，“稳定平飞是发动机工作参数的测定及工作稳定性鉴定。试验时，飞行高度和飞行速度应保持基本不变，飞行高度的最大偏差不应超过±100 m，飞行速度的最大偏差不应超过±10 km/h。” 因此，选取无人机发动机加速试飞的高度偏差为±100 m。

高度控制主要包括下降高度和飞机改平提前动作高度。

飞机下降高度是由飞机的响应特性决定的。当无人机过航路点后，若下一航路点高度比当前航路点低，飞机通过俯仰角和发动机推力的变化，控制飞机飞向下一航路点，从当前航路点到下一航路点需要一定的响应时间。

飞机改平提前动作高度是指飞机在下降高度飞往下一航路点过程中，为避免飞机高度振荡，飞机不会飞到航路点设置的高度后再改平，而是提前一定高度开始改平，飞机的俯仰角和发动机推力在这个过程中会提前进行调节，飞机在响应改平过程中还会下降高度，直至目标高度。在加速性试飞过程中，需要考虑飞机提前改平高度，否则会影响发动机状态。

(3) 核心要素三：发动机状态

发动机状态控制是整个试验的最终目标，自动加速性试飞涉及到发动机状态从初始状态收至慢车状态，在慢车状态保持，然后推油门至最大状态，整个过程中收油门时间，慢车状态油门保持时间以及转速响应时间等，都需要提前通过飞行试验数据确定。

(4) 核心要素四：飞行速度

飞行速度主要是满足发动机加速性试飞中的状态条件，不超出国军标要求的速度偏差范围。

国军标243A-2004《航空燃气涡轮动力装置飞行试验要求》在发动机加速性和减速性鉴定试验飞行试验中规定“在确定加速性时，飞行速度应保持基本不变，其最大偏差不应超过±20 km/h”。因此，选取无人机发动机加速试飞的速度偏差为±20 km/h。

发动机自主加速性试飞核心要素见图3。

图3 发动机自动加速性试飞核心要素分析

2.4 试飞实施方案流程设计

根据以上四点核心要素，设计出发动机加速性试飞方案的具体流程为：

(1) 确定航路点过点时刻，作为航线设计的起始时刻。

(2) 确定飞机开始下降的响应情况，根据高度精度和速度精度要求确定航线规划的最长时间。

(3) 根据油门位置和转速稳定情况确定最短时间。

(4) 根据最短时间和最长时间，设定一个Δt，Δt在最短时间和最长时间之间。

(5) 根据Δt和飞行速度确定两个航路点之间的距离。

(6) 根据Δt确定飞机下降的高度，然后根据飞机改平超调量确定航路点最终的下降高度。

(7) 根据发动机加速时间指标确定下一航路点的高度和距离。

通过以上7个步骤，可以完成发动机加速性试飞中3个航路点属性(经度、纬度、高度、速度)的设计，见图4。

图4 发动机自动加速试飞关键航路点设计

 3 试飞验证 

采用上述步骤设计某型国产发动机在无人机上的加速性试飞，试飞结果见图5和表1所列。

图5 发动机自动加速试飞参数曲线

表1 发动机自动加速性试飞参数对比

结果表明，飞机飞行时间与设计值相差无几，发动机状态达到了预期目标，发动机自动完成了从慢车加速到最大的工作过程。

 4 结 语 

基于无人机设计和使用特点，通过对比有人机和无人机发动机加速性试验差异，对试验过程进行分析，总结出无人机发动机自动加速性试飞的核心要素，确定出发动机自动加速性试飞方案的具体实施流程，并通过试飞验证。试验结果表明该无人机发动机自动加速性试飞方法合理可行，具有较高的操作性。由于分析是建立在无人机常规设计基础上，因此该方法具有一定的通用性，能指导后续发动机加速性试飞。