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摘 要：当前轻型有人及无人直升机的研制发展迅速，该类直升机具有应用范围广，民用价值高等特点，具有良好的发展势头，因此试飞测试改装面临的难度也大大增加，对此，本文介绍该类直升机试飞测试改装所面临的问题，并通过某轻型直升机试飞测试改装方案，探究轻型直升机改装方法等。
关键词：轻型直升机;试飞测试改装;改装方案
试飞测试改装是直升机生产、制造的最后一道工序，是验证和调整直升机性能必不可少的一环。现在，随着直升机研发、制造工艺不断提高，对于试飞测试改装的要求也不断增加，特别是无人机或是非科研阶段的直升机，改装难度大大增加。而相比于中型、重型直升机，轻型直升机具有结构紧凑、可利用空间小、蒙皮严密等特点，对于试飞测试改装布线造成了较大困扰。
本文将从市场背景下轻型直升机的发展需求为背景，以某轻型直升机试飞测试改装方案入手，通过实际测试改装经验，论述了此类轻型直升机测试改装设计过程中遇到的困难，并针对其解决办法进行探究，同时也将集合。文章首先论述了此类直升机测试改装的意义和目的，简要介绍了此类轻型有人直升机和无人直升机的发展趋势，在发展背景下，测试改装所需的必要性和必然性。
其次，针对具体问题，具体分析，从测试设备架的安装、传感器的安装固定、测试线缆的布置等多方面问题，结合某机型测试改装实际经验，对比中型直升机测试改装，论述其技术难点和方案探究，详细说明针对某机型的做法和思考。
最后，本文从轻型有人直升机和无人机两方面考虑，关于该类直升机测试改装的技术要点和面临的主要问题，做详细论述。
一、轻型有人、无人旋翼直升机发展趋势及测试改装必要性
轻型直升机一般是指最大起飞重量小于5700公斤的直升机，这种直升机体量小，应用范围广，在国防建设、国民经济发展和应急事件处理中具有不可替代的重要作用。统计数据表明，在世界民用直升机市场中，轻型直升机的需求量和保有量占民用直升机总量的70%以上。
在国内、国际市场，自大疆无人机通过多方媒体报道，进入大众视野，全民普及无人直升机飞行，今年来发展势头迅猛，极飞、亿航灯多家无人机公司初创，且未形成成熟产品时，便获得数千万美元的融资。小型直升机发展不过10年，但发展势头迅猛，国外巨头纷纷布局无人直升机市场，向空域拓展，将成为普通民众的下一个目标。
而在轻型有人机市场，多家通航成立，研究和拓展民用航空直升机业务。民航局也在逐步放宽私用飞行驾照的获取标准，对私用飞行驾照申领者在理论考试、实践考试、体检等三方面都放宽了标准。而在飞行员的选择中，轻型或超轻型飞机是他们的第一选择，面对如此广阔的市场和需求，研发和制造轻型、超轻型直升机是必然的发展趋势。
如何测得准确数据，配合进行民航局审查，最终得到批准上市，转而进行市场盈利。在这其中，试飞测试改装都是必不可少的关键环节，对于整机性能摸底、调整反馈，研发出满足市场和用户需求的直升机来说，测试内容就是对设计性能指标的直接评判，改装内容的体现，就是测试参数准确性的保障。只有通过民用直升机的试飞测试改装，才能够针对用户市场，拓展直升机的使用条件，配合调整性能参数，使该型直升机在市场上占据一席之地。
二、轻型直升机测试需求及测试改装难点分析
直升机的测试需求主要集中在调整试飞阶段，直升机调整试飞是民用直升机研制路上的重要一环，一般会根据新研型号提出全面的测试需求，参数包括性能参数，品质参数，发动机性能参数等几大类，如发动机燃油压力、流量，机身动、静載荷，全机振动水平测量，总线数据监控，操纵量等多个参数的常规测量。目的是对飞机进行飞行测试，采集飞机飞行数据，使飞机在鉴定前处于稳定的飞行技术状态，排除影响飞行的重大故障。
现如今，随着科技技术的不断发展，制造业领域的不断创新，最典型的汽车制造技术也在不断的提高，从最初的人工装备到半自动集成装配，再到全自动整机装配。而直升机制造技术也在不断攀升，外观精美，制造紧密，排布科学紧凑的轻型直升机在满足功能的同时，也将测试改装的难度不断加大。
主要有两个方面的难点：（1）制造工艺提高，机身结构紧凑，布局构造完整，对测试设备仪器架的放置空间大大缩小，也对外置传感器的安装提出了更高的要求，而且测试线缆的布置，由外至内，由分散到整体的走线方式，在保存机体外形完整的前提下，困难提升;（2）科技进步发展，航电设备、外置功能型设备逐渐增多，对机上传感器的安装位置提出了更高地精度要求。
若要实现测试改装，需要综合考虑整机结构，了解全机线缆布置走线通道，尽量避免开孔，影响直升机整体完整，若必须开孔则在直升机非承重结构中开尽可能小的过线孔，以保证直升机整体的完整。
在传感器安装方面，要配合整机机械结构，包括动部件运动方式、运动方向、运动范围等，设计符合安装要求的传感器安装支架，同时，也要考虑直升机部件的安装地点，是否可以借用机上原有的安装螺栓进行安装，最大程度的减小对机体结构的破坏，便于测试完成后的改装恢复。
测试设备架的放置要因地制宜，结合直升机本身的技术状态，合理选取放置位置。有人直升机一般选取直升机主减速器下方的位置，该位置处于直升机整机重心处，不会对直升机的重心造成较大影响。而无人直升机的结构更为紧凑，主减下方一般没有空间进行测试设备的放置，那么就需要根据无人机的技术状态选取合理的测试设备架安装方式。
三、以某轻型直升机为例的测试改装方案探究
（一）测试设备架改装设计
在轻型或超轻型直升机的测试改装中，测试设备架的安装是十分关键的，首先要确定刚度较好，且较为平整的地板作为测试设备架的放置地点，周围最好有系留圆环，如没有圆环，则须在附近地板附近铆接耳片，用于固定测试设备。此处位置的选取，要保证测试设备架的安装强度，绝对禁止在飞行过程中，测试设备架与直升机发生相对移动。 测试设备架一般选取主减正下方或驾驶舱后排座椅的位置，因为此处位置均在直升机设计中，处在重量分布点上，对直升机重心的影响会降到最低。
其次放置地点要选取空间较大且在空间上能够联系直升机各处的位置，以便测试系统布线，同时散热性能较好，也利于测试系统的操作和维护。
最后，测试设备架的外形尺寸要符合空间构型，要以满足测试需求为基本原则，设计符合直升机空间位置的测试设备架。
因为轻型直升机在设计过程中，本身空间利用率就很高，很紧凑，不会有大面积的空间供测试改装使用，故需根据每架机不同的空间构型来确定测试设备架的尺寸和安装方式。
在某轻型直升机的实际安装中，采用的是将测试设备架定制成符合其安装空间尺寸的构型，利用系留钢索，和地板上预装的圆环进行系留，锁死，测试架底部放毛毡等。测试设备架上放置主要的测试设备。如图1所示。
（二）平台测试改装设计
1.振动测试改装
振动传感器的安装主要分为胶粘安装和机械安装，根据传感器的选型和安装位置不同来确定安装方式。在有螺栓或铆钉的位置可采用机械安装，利用振动传感器支架，一般为三面互相垂直构型的支架，利用原机已有螺栓，固定支架，再在支架上安装振动传感器，此种安装方式，采用刚性连接，且连接性极强，一般安装在振动较大或需传感器外露的位置，如传动轴、发动机、主尾减等位置，能够真实反映该处振动。一般，振动传感器的安装需要以高强度的材料进行连接，如钢材支架，能够真实的将振动传导到传感器上，反映该处振动。而且在安装中要尽量减少转接，减少其他不明来源振动。
胶粘安装一般放置如在地板、设备表面、驾驶舱操纵台等平面，且无安全隐患因素的位置，或无法安装支架且不属于外露的位置，附近也无动部件的地方。需先将平面位置打磨除漆，露出内部材料，将传感器利用胶水直接粘接在平面上，并定期进行维护。
在某轻型直升机中，发动机支座处的振动采用的胶粘方式，因发动机支座的螺栓不便于拆卸，且发动机平台温度超过传感器使用温度范围，故将传感器布置在发动机支座地板反面，如图2。这样，传感器既处于舱内位置，周围没有动部件，且满足测试需求，能够真实反映发动机支座处的振动水平。
2.操纵测试改装
纵量测量，主要采用位移传感器，根据传感器类型，可分为拉线电阻式位移传感器和光电式位移传感器，采用不同的安装方式。位移传感器需在操纵杆系附近，根据操纵杆系运动方向，确定拉线方向，从而确定传感器安装位置，传感器安装完成后，如安装拉线电阻式位移传感器则须在杆系上安装抱箍，连接拉线，保证拉线随操纵杆系的运动而运动，且于杆系为平行运动。安装光电位移传感器则须在有效测量范围内安装反光板，反光板的平面法线与杆系平行。以此进行转换，真实反映该段杆系的运动状态，因该段杆系于操纵系统呈线性变化关系，所以移位传感器的测量值能够真实反映操纵量。
如图3所示，以某轻型直升机型机操纵位移传感器为例，在直升机框上，利用孔洞，设计夹板式支架，将支架对夹固定在框上，支架上安装拉线位移传感器，然后顺着杆系运动的方向在操纵杆系上安装抱箍，固定拉线，使拉线随操纵杆系的运动而运动。
安装完成后，需对传感器进行标定，保证在杆系的运动范围内，测量的物理量不超出传感器的测量范围，并根据杆系变化量确定传感器的输出电压量，从而将物理量转化为操纵位移的工程量。
3.大气温度、激光高度、组合导航天线等测量安装
大气温度、激光高度、组合导航天线等均属于外露的传感器，需要安装在机身蒙皮外，对传感器本身的使用，又有一定的技术要求。如组合导航天线的安装，需在120°角范围内尽量无遮挡，所以最好的安装位置应该为远离桨叶的上蒙皮位置，但此处位置多为原机天线安装位置，不但要考虑干扰问题，还要考虑安装方式问题，因轻型直升機的设计和制造工艺不断提升，空间构型合理紧凑、功能设备愈加完善，一般不会留有或考虑测试用组合导航天线的安装。为测试改装制造了不小的难度。
以某轻型直升机为例，该机型的设计为滑橇式，所以，滑橇成了最好的安装位置。如图4，利用支架，将支架夹在滑橇上，支架上安装大气温度、激光高度传感器，位置空旷，满足测试要求和传感器使用要求。而组合导航天线，则采用平板延伸的方式，尽可能远离机身，又需满足刚度要求，但又不宜过长，以免增加力矩，使直升机重心发生偏移。
4.空速测试改装
气压高度和指示空速两个参数，是通过直升机在飞行过程中，迎风面产生的气压与环境大气压力产生的压差计算得出对应的指示空速值，而气压高度由当前高度所对应的大气压力直接反映。
在直升机上，该原理分别对应直升机的高度表和速度表。所以在测试改装中需要同理加装气压力传感器，和气体压差传感器。安装示意图如图5、图6。安装时要特别注意管路的气密性，指示空速和气压高度是直升机飞行中极为重要的两个指示参数。测试用三通及管路必须进行清洁，保证不对机上设备有污染，完成安装后，需进行气密性检查，保证原机参数的正常显示。
以某轻型直升机为例，高度、速度传感器用卡带固定在直升机前部仪表板盖板内部左侧。仪表板背后，设备名称“airspeed”的动压管路上打开原机自带的一个三通上的堵头，用气管将三通与压力传感器相连。
在仪表板背后，设备名称“altimeter”的静压管路，断开与高度表静压管管嘴的M10螺母，接入测试用静压三通，再串入一个三通，分别接入气压传感器和压差传感器。
（三）系统测试改装
1.燃油系统压力、流量测量
在直升机测量中，特别是发动机性能测量中，对燃油系统的测量是必不可少的，瞬时油耗、燃油压力、燃油温度，分别采用，涡轮流量计，管道压力传感和管道温度传感器进行测量，在测试改装时，需根据机上燃油系统管路分布，在燃油滤后方的一段管路替换为测试管路，测试管路设计为三段式，分别串入一个四通和涡轮流量计，串入完成后需保证四通和涡轮流量计同轴，且前后6D范围内为直管，然后再替换原机管路。 以某轻型直升机为例，将发动机进油口前的管路进行改装，按照如上设计要求，设计实验管路，串入四通和涡轮流量计，加至油箱与发动机之间，进行测量。如图7。
2.温度测量
温度测量是直升机的常规测量内容，一般包括但不限于环控温度、发动机温度、环境温度等几类，传感器一般选取PT100型温度传感器，安装时将温度探针利用卡带或保险丝固定在所需测点位置即可。
温度测量根据温度范围不同，需选择K型热电偶或T型热电偶，使用相匹配的热电偶延长线将传感器接至测试设备。固定方式，与PT100型相同。
（四）测试系统供电及布线设计
1.测试系统供电
测试系统的电源引接位置，一般由直升机电气专业人员对电源进行分配，根据测试系统功耗大小，选用对应的用电线和断路器，保证系统的正常工作。
测试系统的供电，一般将机上引出的测试专用电源进行分配，根据传感器的用电需求，进行电源的连接或二次转化后供电。
如图8为某型机电气供电安排示意图。
2.机身开孔及布线设计
在直升机测试改装中，尽量保证直升机结构完整，对气动外形影响小，为基本原则，所以开孔位置应选在对直升机结构不造成影响的位置，尽可能利用机上原有走线位置，顺着这些线束一起布线，在经过隔框、穿线孔、尖角等位置时需用毛毡做好保护，避免磨损造成测试系统故障。线缆不得跨越直升机上动部件，若在操纵杆、拉杆等动部件上布线，应留有充足余量，以防阻碍各杆件运动。
线缆必须使用屏蔽线缆，屏蔽最好严格接地，以免测试系统与原机设备之间发生电磁干擾，扰乱直升机原有信号。
在轻型直升机的测试改装中，蒙皮外部走线往往是比较困难的，一般会顺着直升机结构，在有缝隙的位置将测试线缆穿入，并做好防护，蒙皮外的测试线缆如有可拆卸的螺栓，则加装耳片进行线缆固定，或有可固定点利用系带进行固定，再在线缆上用胶布进行防护，以免直升机飞行过程中线缆甩动影响测试信号。
以某轻型直升机为例，多利用滑橇和直升机之间的缝隙，将外部测试线缆穿至蒙皮内，再顺着原机线路进行布线，外部利用胶布等进行防护。
（五）集成调试，试飞验证
当各分系统安装完成，最后将各系统的连线接入UMA2000测试系统当中，由测试相关人员进行在线分系统调试，保证各路信号的输入输出记录的正常工作，最后逐步进行地面开车、近地面飞行、空中检飞，完成整个测试任务的改装部分，进入相应的试飞科目飞行。在某型机的摸底试飞任务中，按照如上所述方案设计思路，顺利完成摸底试飞任务，得到了相应的飞行品质、性能数据，发动机性能数据，数据真实有效，测试改装任务顺利结束。
四、结语
在科技迅猛发展的今天，轻型有人直升机、无人直升机，必将成为下一个全球必争领域，无论军用、民用类，都在以直升机作为飞行载体，实现各种功能，设计和制造性能优良的直升机作为实现多种功能的载体，是一种必然的趋势。
本文根据某型机测试改装设计和实施过程，分析测试改装过程中的设计难点。在轻型直升机测试改装中，主要面临着测试参数多，类型复杂，传感器安装需要保证安装精度、测试改装空间小等问题，针对此类问题，需要深度了解传感器测试原理、使用条件限制、安装精度和要求、电气特性、结构特点等，有针对性的调整安装方式，如测量某型机发动机支座振动时，调整安装位置，避免了高温对传感器及导线的影响，同时也保证了测量精度。
所以在未来，轻型直升机的试飞测试改装地位需大大提升，随着测量参数量的加大，需求的增加，要求的精细化程度，改装难度也同时上升，轻型无人直升机比轻型有人直升机在空间布局方面的难度更大。如此，需要测试改装设计人员对测试理论，传感器的应用更加娴熟，才能更好地面对未来测试改装所带来的挑战，测量出更精确，更有效的直升机数据。
参考文献：
[1]飞机试飞测试系统改装通用要求》（GJB1476A-2006）.
[2]胡传东，周乐娥，刘诗璋.国内1到2吨级轻型民用直升机产业发展[J].直升机技术，2009（04）：62-67.
[3]傅侨，张海盟.某型飞机鉴定试飞的测试改装[J].江西化工，2014（2）.
[4]某型机调整试飞测试改装方案.
关键词：轻型直升机;试飞测试改装;改装方案
试飞测试改装是直升机生产、制造的最后一道工序，是验证和调整直升机性能必不可少的一环。现在，随着直升机研发、制造工艺不断提高，对于试飞测试改装的要求也不断增加，特别是无人机或是非科研阶段的直升机，改装难度大大增加。而相比于中型、重型直升机，轻型直升机具有结构紧凑、可利用空间小、蒙皮严密等特点，对于试飞测试改装布线造成了较大困扰。
本文将从市场背景下轻型直升机的发展需求为背景，以某轻型直升机试飞测试改装方案入手，通过实际测试改装经验，论述了此类轻型直升机测试改装设计过程中遇到的困难，并针对其解决办法进行探究，同时也将集合。文章首先论述了此类直升机测试改装的意义和目的，简要介绍了此类轻型有人直升机和无人直升机的发展趋势，在发展背景下，测试改装所需的必要性和必然性。
其次，针对具体问题，具体分析，从测试设备架的安装、传感器的安装固定、测试线缆的布置等多方面问题，结合某机型测试改装实际经验，对比中型直升机测试改装，论述其技术难点和方案探究，详细说明针对某机型的做法和思考。
最后，本文从轻型有人直升机和无人机两方面考虑，关于该类直升机测试改装的技术要点和面临的主要问题，做详细论述。
一、轻型有人、无人旋翼直升机发展趋势及测试改装必要性
轻型直升机一般是指最大起飞重量小于5700公斤的直升机，这种直升机体量小，应用范围广，在国防建设、国民经济发展和应急事件处理中具有不可替代的重要作用。统计数据表明，在世界民用直升机市场中，轻型直升机的需求量和保有量占民用直升机总量的70%以上。
在国内、国际市场，自大疆无人机通过多方媒体报道，进入大众视野，全民普及无人直升机飞行，今年来发展势头迅猛，极飞、亿航灯多家无人机公司初创，且未形成成熟产品时，便获得数千万美元的融资。小型直升机发展不过10年，但发展势头迅猛，国外巨头纷纷布局无人直升机市场，向空域拓展，将成为普通民众的下一个目标。
而在轻型有人机市场，多家通航成立，研究和拓展民用航空直升机业务。民航局也在逐步放宽私用飞行驾照的获取标准，对私用飞行驾照申领者在理论考试、实践考试、体检等三方面都放宽了标准。而在飞行员的选择中，轻型或超轻型飞机是他们的第一选择，面对如此广阔的市场和需求，研发和制造轻型、超轻型直升机是必然的发展趋势。
如何测得准确数据，配合进行民航局审查，最终得到批准上市，转而进行市场盈利。在这其中，试飞测试改装都是必不可少的关键环节，对于整机性能摸底、调整反馈，研发出满足市场和用户需求的直升机来说，测试内容就是对设计性能指标的直接评判，改装内容的体现，就是测试参数准确性的保障。只有通过民用直升机的试飞测试改装，才能够针对用户市场，拓展直升机的使用条件，配合调整性能参数，使该型直升机在市场上占据一席之地。
二、轻型直升机测试需求及测试改装难点分析
直升机的测试需求主要集中在调整试飞阶段，直升机调整试飞是民用直升机研制路上的重要一环，一般会根据新研型号提出全面的测试需求，参数包括性能参数，品质参数，发动机性能参数等几大类，如发动机燃油压力、流量，机身动、静載荷，全机振动水平测量，总线数据监控，操纵量等多个参数的常规测量。目的是对飞机进行飞行测试，采集飞机飞行数据，使飞机在鉴定前处于稳定的飞行技术状态，排除影响飞行的重大故障。
现如今，随着科技技术的不断发展，制造业领域的不断创新，最典型的汽车制造技术也在不断的提高，从最初的人工装备到半自动集成装配，再到全自动整机装配。而直升机制造技术也在不断攀升，外观精美，制造紧密，排布科学紧凑的轻型直升机在满足功能的同时，也将测试改装的难度不断加大。
主要有两个方面的难点：（1）制造工艺提高，机身结构紧凑，布局构造完整，对测试设备仪器架的放置空间大大缩小，也对外置传感器的安装提出了更高的要求，而且测试线缆的布置，由外至内，由分散到整体的走线方式，在保存机体外形完整的前提下，困难提升;（2）科技进步发展，航电设备、外置功能型设备逐渐增多，对机上传感器的安装位置提出了更高地精度要求。
若要实现测试改装，需要综合考虑整机结构，了解全机线缆布置走线通道，尽量避免开孔，影响直升机整体完整，若必须开孔则在直升机非承重结构中开尽可能小的过线孔，以保证直升机整体的完整。
在传感器安装方面，要配合整机机械结构，包括动部件运动方式、运动方向、运动范围等，设计符合安装要求的传感器安装支架，同时，也要考虑直升机部件的安装地点，是否可以借用机上原有的安装螺栓进行安装，最大程度的减小对机体结构的破坏，便于测试完成后的改装恢复。
测试设备架的放置要因地制宜，结合直升机本身的技术状态，合理选取放置位置。有人直升机一般选取直升机主减速器下方的位置，该位置处于直升机整机重心处，不会对直升机的重心造成较大影响。而无人直升机的结构更为紧凑，主减下方一般没有空间进行测试设备的放置，那么就需要根据无人机的技术状态选取合理的测试设备架安装方式。
三、以某轻型直升机为例的测试改装方案探究
（一）测试设备架改装设计
在轻型或超轻型直升机的测试改装中，测试设备架的安装是十分关键的，首先要确定刚度较好，且较为平整的地板作为测试设备架的放置地点，周围最好有系留圆环，如没有圆环，则须在附近地板附近铆接耳片，用于固定测试设备。此处位置的选取，要保证测试设备架的安装强度，绝对禁止在飞行过程中，测试设备架与直升机发生相对移动。 测试设备架一般选取主减正下方或驾驶舱后排座椅的位置，因为此处位置均在直升机设计中，处在重量分布点上，对直升机重心的影响会降到最低。
其次放置地点要选取空间较大且在空间上能够联系直升机各处的位置，以便测试系统布线，同时散热性能较好，也利于测试系统的操作和维护。
最后，测试设备架的外形尺寸要符合空间构型，要以满足测试需求为基本原则，设计符合直升机空间位置的测试设备架。
因为轻型直升机在设计过程中，本身空间利用率就很高，很紧凑，不会有大面积的空间供测试改装使用，故需根据每架机不同的空间构型来确定测试设备架的尺寸和安装方式。
在某轻型直升机的实际安装中，采用的是将测试设备架定制成符合其安装空间尺寸的构型，利用系留钢索，和地板上预装的圆环进行系留，锁死，测试架底部放毛毡等。测试设备架上放置主要的测试设备。如图1所示。
（二）平台测试改装设计
1.振动测试改装
振动传感器的安装主要分为胶粘安装和机械安装，根据传感器的选型和安装位置不同来确定安装方式。在有螺栓或铆钉的位置可采用机械安装，利用振动传感器支架，一般为三面互相垂直构型的支架，利用原机已有螺栓，固定支架，再在支架上安装振动传感器，此种安装方式，采用刚性连接，且连接性极强，一般安装在振动较大或需传感器外露的位置，如传动轴、发动机、主尾减等位置，能够真实反映该处振动。一般，振动传感器的安装需要以高强度的材料进行连接，如钢材支架，能够真实的将振动传导到传感器上，反映该处振动。而且在安装中要尽量减少转接，减少其他不明来源振动。
胶粘安装一般放置如在地板、设备表面、驾驶舱操纵台等平面，且无安全隐患因素的位置，或无法安装支架且不属于外露的位置，附近也无动部件的地方。需先将平面位置打磨除漆，露出内部材料，将传感器利用胶水直接粘接在平面上，并定期进行维护。
在某轻型直升机中，发动机支座处的振动采用的胶粘方式，因发动机支座的螺栓不便于拆卸，且发动机平台温度超过传感器使用温度范围，故将传感器布置在发动机支座地板反面，如图2。这样，传感器既处于舱内位置，周围没有动部件，且满足测试需求，能够真实反映发动机支座处的振动水平。
2.操纵测试改装
纵量测量，主要采用位移传感器，根据传感器类型，可分为拉线电阻式位移传感器和光电式位移传感器，采用不同的安装方式。位移传感器需在操纵杆系附近，根据操纵杆系运动方向，确定拉线方向，从而确定传感器安装位置，传感器安装完成后，如安装拉线电阻式位移传感器则须在杆系上安装抱箍，连接拉线，保证拉线随操纵杆系的运动而运动，且于杆系为平行运动。安装光电位移传感器则须在有效测量范围内安装反光板，反光板的平面法线与杆系平行。以此进行转换，真实反映该段杆系的运动状态，因该段杆系于操纵系统呈线性变化关系，所以移位传感器的测量值能够真实反映操纵量。
如图3所示，以某轻型直升机型机操纵位移传感器为例，在直升机框上，利用孔洞，设计夹板式支架，将支架对夹固定在框上，支架上安装拉线位移传感器，然后顺着杆系运动的方向在操纵杆系上安装抱箍，固定拉线，使拉线随操纵杆系的运动而运动。
安装完成后，需对传感器进行标定，保证在杆系的运动范围内，测量的物理量不超出传感器的测量范围，并根据杆系变化量确定传感器的输出电压量，从而将物理量转化为操纵位移的工程量。
3.大气温度、激光高度、组合导航天线等测量安装
大气温度、激光高度、组合导航天线等均属于外露的传感器，需要安装在机身蒙皮外，对传感器本身的使用，又有一定的技术要求。如组合导航天线的安装，需在120°角范围内尽量无遮挡，所以最好的安装位置应该为远离桨叶的上蒙皮位置，但此处位置多为原机天线安装位置，不但要考虑干扰问题，还要考虑安装方式问题，因轻型直升機的设计和制造工艺不断提升，空间构型合理紧凑、功能设备愈加完善，一般不会留有或考虑测试用组合导航天线的安装。为测试改装制造了不小的难度。
以某轻型直升机为例，该机型的设计为滑橇式，所以，滑橇成了最好的安装位置。如图4，利用支架，将支架夹在滑橇上，支架上安装大气温度、激光高度传感器，位置空旷，满足测试要求和传感器使用要求。而组合导航天线，则采用平板延伸的方式，尽可能远离机身，又需满足刚度要求，但又不宜过长，以免增加力矩，使直升机重心发生偏移。
4.空速测试改装
气压高度和指示空速两个参数，是通过直升机在飞行过程中，迎风面产生的气压与环境大气压力产生的压差计算得出对应的指示空速值，而气压高度由当前高度所对应的大气压力直接反映。
在直升机上，该原理分别对应直升机的高度表和速度表。所以在测试改装中需要同理加装气压力传感器，和气体压差传感器。安装示意图如图5、图6。安装时要特别注意管路的气密性，指示空速和气压高度是直升机飞行中极为重要的两个指示参数。测试用三通及管路必须进行清洁，保证不对机上设备有污染，完成安装后，需进行气密性检查，保证原机参数的正常显示。
以某轻型直升机为例，高度、速度传感器用卡带固定在直升机前部仪表板盖板内部左侧。仪表板背后，设备名称“airspeed”的动压管路上打开原机自带的一个三通上的堵头，用气管将三通与压力传感器相连。
在仪表板背后，设备名称“altimeter”的静压管路，断开与高度表静压管管嘴的M10螺母，接入测试用静压三通，再串入一个三通，分别接入气压传感器和压差传感器。
（三）系统测试改装
1.燃油系统压力、流量测量
在直升机测量中，特别是发动机性能测量中，对燃油系统的测量是必不可少的，瞬时油耗、燃油压力、燃油温度，分别采用，涡轮流量计，管道压力传感和管道温度传感器进行测量，在测试改装时，需根据机上燃油系统管路分布，在燃油滤后方的一段管路替换为测试管路，测试管路设计为三段式，分别串入一个四通和涡轮流量计，串入完成后需保证四通和涡轮流量计同轴，且前后6D范围内为直管，然后再替换原机管路。 以某轻型直升机为例，将发动机进油口前的管路进行改装，按照如上设计要求，设计实验管路，串入四通和涡轮流量计，加至油箱与发动机之间，进行测量。如图7。
2.温度测量
温度测量是直升机的常规测量内容，一般包括但不限于环控温度、发动机温度、环境温度等几类，传感器一般选取PT100型温度传感器，安装时将温度探针利用卡带或保险丝固定在所需测点位置即可。
温度测量根据温度范围不同，需选择K型热电偶或T型热电偶，使用相匹配的热电偶延长线将传感器接至测试设备。固定方式，与PT100型相同。
（四）测试系统供电及布线设计
1.测试系统供电
测试系统的电源引接位置，一般由直升机电气专业人员对电源进行分配，根据测试系统功耗大小，选用对应的用电线和断路器，保证系统的正常工作。
测试系统的供电，一般将机上引出的测试专用电源进行分配，根据传感器的用电需求，进行电源的连接或二次转化后供电。
如图8为某型机电气供电安排示意图。
2.机身开孔及布线设计
在直升机测试改装中，尽量保证直升机结构完整，对气动外形影响小，为基本原则，所以开孔位置应选在对直升机结构不造成影响的位置，尽可能利用机上原有走线位置，顺着这些线束一起布线，在经过隔框、穿线孔、尖角等位置时需用毛毡做好保护，避免磨损造成测试系统故障。线缆不得跨越直升机上动部件，若在操纵杆、拉杆等动部件上布线，应留有充足余量，以防阻碍各杆件运动。
线缆必须使用屏蔽线缆，屏蔽最好严格接地，以免测试系统与原机设备之间发生电磁干擾，扰乱直升机原有信号。
在轻型直升机的测试改装中，蒙皮外部走线往往是比较困难的，一般会顺着直升机结构，在有缝隙的位置将测试线缆穿入，并做好防护，蒙皮外的测试线缆如有可拆卸的螺栓，则加装耳片进行线缆固定，或有可固定点利用系带进行固定，再在线缆上用胶布进行防护，以免直升机飞行过程中线缆甩动影响测试信号。
以某轻型直升机为例，多利用滑橇和直升机之间的缝隙，将外部测试线缆穿至蒙皮内，再顺着原机线路进行布线，外部利用胶布等进行防护。
（五）集成调试，试飞验证
当各分系统安装完成，最后将各系统的连线接入UMA2000测试系统当中，由测试相关人员进行在线分系统调试，保证各路信号的输入输出记录的正常工作，最后逐步进行地面开车、近地面飞行、空中检飞，完成整个测试任务的改装部分，进入相应的试飞科目飞行。在某型机的摸底试飞任务中，按照如上所述方案设计思路，顺利完成摸底试飞任务，得到了相应的飞行品质、性能数据，发动机性能数据，数据真实有效，测试改装任务顺利结束。
四、结语
在科技迅猛发展的今天，轻型有人直升机、无人直升机，必将成为下一个全球必争领域，无论军用、民用类，都在以直升机作为飞行载体，实现各种功能，设计和制造性能优良的直升机作为实现多种功能的载体，是一种必然的趋势。
本文根据某型机测试改装设计和实施过程，分析测试改装过程中的设计难点。在轻型直升机测试改装中，主要面临着测试参数多，类型复杂，传感器安装需要保证安装精度、测试改装空间小等问题，针对此类问题，需要深度了解传感器测试原理、使用条件限制、安装精度和要求、电气特性、结构特点等，有针对性的调整安装方式，如测量某型机发动机支座振动时，调整安装位置，避免了高温对传感器及导线的影响，同时也保证了测量精度。
所以在未来，轻型直升机的试飞测试改装地位需大大提升，随着测量参数量的加大，需求的增加，要求的精细化程度，改装难度也同时上升，轻型无人直升机比轻型有人直升机在空间布局方面的难度更大。如此，需要测试改装设计人员对测试理论，传感器的应用更加娴熟，才能更好地面对未来测试改装所带来的挑战，测量出更精确，更有效的直升机数据。
参考文献：
[1]飞机试飞测试系统改装通用要求》（GJB1476A-2006）.
[2]胡传东，周乐娥，刘诗璋.国内1到2吨级轻型民用直升机产业发展[J].直升机技术，2009（04）：62-67.
[3]傅侨，张海盟.某型飞机鉴定试飞的测试改装[J].江西化工，2014（2）.
[4]某型机调整试飞测试改装方案.