我記得大學(xué)的時(shí)候有一門課叫飛機(jī)性能工程,,課上使用的教材充滿了學(xué)霸對學(xué)渣的惡意,整本書充斥著由各種積分和羅馬字母組成的復(fù)雜公式,,更不巧的是,,那時(shí)候給我們上這門課的老師正好還是這本書的編者之一。 每次上課,,老師游刃有余并且興高采烈地給我們演示著各種公式的代入,、變換和計(jì)算,反反復(fù)復(fù)地碾壓我們的智商,,那時(shí)候真是上一堂課就是渡一次劫,。 我印象特別深的是有一次剛上課,老師就說今天的內(nèi)容不涉及計(jì)算,,沒什么意思,。從此,我牢牢地記住了那堂課的內(nèi)容——飄降,。 飄降聽起來感覺是個(gè)很有技術(shù)含量的東西,,但實(shí)際上它是飛機(jī)性能方面相對比較簡單的內(nèi)容,沒有特別復(fù)雜的計(jì)算和邏輯關(guān)系。 之所以它給人一種比較復(fù)雜的感覺,,我認(rèn)為規(guī)章寫的太擰巴,,讓人不好理解也算是一個(gè)原因。 飄降主要是指飛機(jī)在一臺或兩臺(三發(fā)及以上飛機(jī))發(fā)動機(jī)失效后,,由于阻力增大,,剩余發(fā)動機(jī)無法提供足夠的推力,導(dǎo)致升力減小無法支撐飛機(jī)的重量,。此時(shí)飛機(jī)需要下降到一定的高度,,依靠空氣密度增加來增加推力,并且隨著飛機(jī)的一部分勢能轉(zhuǎn)換為動能,,從而使升力增加來確保能夠支撐飛機(jī)的重量,。 這個(gè)升力和重量重新達(dá)到平衡的高度就是飛機(jī)飄降的改平高度。 飄降在理論上分為兩類:一發(fā)失效飄降和雙發(fā)失效飄降,,但實(shí)際上我們平時(shí)見得最多的是一發(fā)失效飄降,,基本上沒見過雙發(fā)失效飄降。 一發(fā)失效后的飄降 對于一發(fā)失效后的飄降,,主要以雙發(fā)飛機(jī)的性能為基礎(chǔ)來計(jì)算和評估,,因?yàn)槿l(fā)及以上的飛機(jī)在一發(fā)失效后,性能和改平高度能力通常優(yōu)于雙發(fā)飛機(jī),,改平高度基本上還能保持在25000英尺以上,,基本不存在越障問題,即使需要飄降程序,,直接借鑒雙發(fā)飛機(jī)的程序就可以,。 關(guān)于一發(fā)失效后的飄降性能要求,在121部中是這么規(guī)定的: 第121.191條渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)的航路限制———一臺發(fā)動機(jī)不工作 (a)渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)不得超過某一重量起飛,在該重量下,考慮到正常的燃油,、滑油消耗和航路上預(yù)計(jì)的環(huán)境溫度,根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的該飛機(jī)飛行手冊確定的一臺發(fā)動機(jī)不工作時(shí)的航路凈飛行軌跡數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)能夠符合下列兩項(xiàng)要求之一: (1)在預(yù)定航跡兩側(cè)各25公里(13.5海里)范圍內(nèi)的所有地形和障礙物上空至少300米(1000英尺)的高度上有正梯度,并且,在發(fā)動機(jī)失效后飛機(jī)要著陸的機(jī)場上空450米(1500英尺)的高度上有正梯度. (2)凈飛行軌跡允許飛機(jī)由巡航高度繼續(xù)飛到可以按照本規(guī)則第121.197條要求進(jìn)行著陸的機(jī)場,能以至少600米(2000英尺)的余度垂直超越預(yù)定航跡兩側(cè)各25公里(13.5海里)范圍內(nèi)所有地形和障礙物,并且在發(fā)動機(jī)失效后飛機(jī)要著陸的機(jī)場上空450米(1500英尺)的高度上有正梯度. 相信很多人看到這兩段要求的時(shí)候是比較懵逼的: 什么是凈飛行軌跡,?什么是正梯度?什么時(shí)候算有正梯度,,什么時(shí)候不算,?為什么有正梯度的時(shí)候超障要求是300米,沒有正梯度的要求是600米,? 我們先解決凈飛行軌跡定義的問題,其實(shí)這個(gè)在CCAR25部里有明確規(guī)定: 第25.123 條 航路飛行航跡 (b)單發(fā)停車凈飛行航跡數(shù)據(jù)必須為真實(shí)爬升性能數(shù)據(jù)減去一定數(shù)值的爬升梯度,,所減去的爬升梯度,,對于雙發(fā)飛機(jī)為1.1 %,對于三發(fā)飛機(jī)為1.4 %,,對于四發(fā)飛機(jī)為1.6,。 簡單來講,凈飛行軌跡就是飛機(jī)飄降的實(shí)際軌跡減去一定量的梯度之后得到的軌跡,目的是為了評估越障時(shí)增加安全裕度,。 剩下關(guān)于正梯度的一系列問題咱們一起來解答,,但是得從頭說起。 一般航線的飄降性能評估 大家可能也發(fā)現(xiàn)了,,航空公司在大部分航線上并沒有制作一發(fā)失效的飄降程序,,這顯然不是因?yàn)檫@些航線上不存在一發(fā)失效的可能。 沒有制作一發(fā)失效的飄降程序不代表沒有評估飄降性能,,實(shí)際上,,這些航線在開航分析的時(shí)候都會評估一發(fā)失效后的越障性能。 由于大多數(shù)航線途徑的地區(qū)沒有太高的障礙物,,這些航線的航路最低安全高度很低,。 飛機(jī)即便是在一發(fā)失效之后,飄降升限,,也就是改平高度,,仍然遠(yuǎn)高于航路上的障礙物,無須制作有決策點(diǎn)的飄降程序,,機(jī)組可以根據(jù)備降場的選擇自行決定飄降路徑,。 評估飛機(jī)在這些航線上的飄降性能也比較簡單,不用分析飄降軌跡,,只需要用最大起飛重量在飛機(jī)改平性能表格中查出對應(yīng)的凈改平高度即可,。通常情況下,這個(gè)凈改平高度都會高于航路最低安全高度,。 這里解釋一下,,凈改平高度跟凈飛行軌跡是一個(gè)道理,實(shí)際的改平高度減去一定余量就是凈改平高度,。 在改平高度或以下,,飛機(jī)可以保持平飛甚至爬升,也就是所謂的具有正梯度,。 所以,,如果飛機(jī)的凈改平高度高于航路最低安全高度,說明同樣也高于航路上(航路兩側(cè)各25公里)的障礙物300米,,那么在一發(fā)失效后就不存在越障問題,。 這其實(shí)就是121.191(a)條中第(1)項(xiàng)所要求的內(nèi)容。 所以這項(xiàng)規(guī)定也可以理解成飄降性能評估的第一步,,通過這一步就可以完成大部分航線的飄降性能評估,,這些航線都有一個(gè)共同的特點(diǎn),無須制作有飄降決策點(diǎn)的飄降程序,。 高原航線的飄降性能評估 高原航線是指航路安全高度在一萬英尺以上的航線,。 在這些航線上,,一發(fā)失效之后如果想順利飄降則需要設(shè)置決策點(diǎn),因?yàn)轱w機(jī)的改平高度會低于障礙物高度,,錯(cuò)誤的飄降路徑會導(dǎo)致無法越障,。 如果設(shè)置了決策點(diǎn),就可以充分利用飄降的下降過程來越障,,而這個(gè)下降過程既會受到第(1)項(xiàng)要求的限制,,也會受到第(2)項(xiàng)要求的限制。 接著我們簡單了解一下高原航線上一發(fā)失效飄降的過程,。 當(dāng)飛機(jī)的一臺發(fā)動機(jī)失效后,,機(jī)組根據(jù)飛機(jī)相對決策點(diǎn)的位置決定朝哪個(gè)方向飄降(繼續(xù)向前飛還是往回飛),然后把剩余發(fā)動機(jī)的推力調(diào)整到最大連續(xù)推力(MCT),,并把速度減至最佳升阻比速度(也就是我們常說的綠點(diǎn)速度)后開始飄降,。 以最佳升阻比速度飄降是為了讓飛機(jī)能夠以最小的梯度下降,從而在整個(gè)飄降過程中都保持盡可能高的高度,,讓整個(gè)飄降軌跡顯得又高又飄,,這樣也有利于制作飄降程序。 上圖中紅色部分,,也就是在下降的過程中,,飛機(jī)的升力小于重力,無法保持平飛,,更不用說爬升了,,因此可以理解為此時(shí)不具備正梯度。 而綠色的部分,,也就是改平之后,,在這個(gè)高度及以下,飛機(jī)的升力等于重力,,飛機(jī)可以保持平飛,,甚還有一點(diǎn)爬升能力,因此具有正梯度,。 所以對于這種情況的飄降來說,,121.191(a)條中第(1)項(xiàng)要求是用來限制改平后航段(綠色)的,而第(2)項(xiàng)要求是用來限制下降過程的,。 至于為什么沒有正梯度時(shí)超障要求是600米,,有正梯度時(shí)超障要求是300米,其實(shí)也不難理解: 飛機(jī)在下降的過程中,,由于不具備保持平飛的能力,,越障能力不是很可靠,因此越障余度要求大一些,;而飛機(jī)在改平之后具備了平飛甚至爬升的能力,,越障能力相對可靠,越障余度要求也就相應(yīng)減小了,。 這種情況的飄降性能評估也相對復(fù)雜一些,,不能光通過改平高度來評估,而是需要使用FPPM(飛行計(jì)劃與性能手冊)計(jì)算出飛行軌跡,,然后結(jié)合障礙物高度評估整個(gè)軌跡上的越障是否符合要求,。 當(dāng)然,專業(yè)的性能工程師一般會直接用性能軟件來計(jì)算,,一方面是為了提高效率,,另一方面是因?yàn)樾阅軋D表通常都有保守余量,而用性能軟件能夠?qū)w機(jī)性能發(fā)揮到最大,。 對于飄降程序里下降段的越障能力,,不僅像改平段一樣受溫度和飛機(jī)自身重量的影響,另外還受飄降開始時(shí)的巡航高度限制,,因?yàn)槠鹗佳埠礁叨仍礁?,飄降的軌跡就越高,越障能力也就越好,。 所以在很多飄降程序中,,除了對飛機(jī)的重量有要求外,對巡航高度也有要求,。 最后說一下對121.191條中“根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的該飛機(jī)飛行手冊確定的一臺發(fā)動機(jī)不工作時(shí)的航路凈飛行軌跡數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)能夠符合下列兩項(xiàng)要求之一”這句話的理解,。 很多人被“符合下列兩項(xiàng)要求之一”的說法給誤導(dǎo)了,以為一發(fā)失效飄降程序只要滿足這兩項(xiàng)要求的任意一條即可,,這種理解其實(shí)是不準(zhǔn)確的,。 如果結(jié)合這句話的上下文你就會發(fā)現(xiàn),“符合下列兩項(xiàng)要求之一”這個(gè)說法針對的是航路凈飛行軌跡數(shù)據(jù),,也就是說,,飄降程序上的每一點(diǎn)都要至少滿足這兩項(xiàng)要求之一。 實(shí)際上在一個(gè)飄降程序設(shè)計(jì)過程中,,這兩項(xiàng)限制都會被使用到,,這跟雙發(fā)失效飄降程序中要求的“符合下列兩項(xiàng)要求之一”是不一樣的,這個(gè)我們在下一部分講,。 雙發(fā)失效后的飄降 雙發(fā)失效后的飄降只針對三發(fā)及以上的飛機(jī),,但是從實(shí)際運(yùn)行情況來看,目前基本上沒有雙發(fā)失效的飄降程序,。 這顯然不是因?yàn)閲鴥?nèi)沒有三發(fā)及以上飛機(jī),,也不是因?yàn)檫@些飛機(jī)不飛高原航線。 究其原因,,其實(shí)也在規(guī)章里: 第121.193條三臺或者三臺以上渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)的航路限制———兩臺發(fā)動機(jī)不工作 三臺或者三臺以上渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)沿預(yù)定航路運(yùn)行時(shí),應(yīng)當(dāng)符合下列兩款要求之一: (a)預(yù)定航跡上任何一點(diǎn)到符合本規(guī)則第121.197條要求的機(jī)場的飛行時(shí)間不超過所有發(fā)動機(jī)以巡航功率工作飛行90分鐘. (b)根據(jù)飛機(jī)飛行手冊中航路上兩臺發(fā)動機(jī)不工作的凈飛行軌跡數(shù)據(jù),其重量允許該飛機(jī)從假定兩臺發(fā)動機(jī)同時(shí)失效的地點(diǎn),飛到符合本規(guī)則第121.197條要求的某一機(jī)場.在這段飛行中,考慮到沿該航路的預(yù)計(jì)環(huán)境溫度,其凈飛行軌跡在垂直方向上至少高出預(yù)定航跡兩側(cè)各25公里(13.5海里)范圍內(nèi)所有地形和障礙物600米(2000英尺). 貓膩就出在“應(yīng)當(dāng)符合下列兩款要求之一”這個(gè)說法里,,跟一發(fā)失效的飄降要求不同,,雙發(fā)失效飄降的兩個(gè)要求是針對整個(gè)航路運(yùn)行的。 也就是說,,如果雙發(fā)失效的情況滿足(a)項(xiàng)要求,,確保航路上任意一點(diǎn)到航路備降場距離不超過90分鐘,那么就無須再考慮雙發(fā)失效的飄降越障能力,。 實(shí)際上,,絕大多數(shù)公司都是通過滿足(a)項(xiàng)要求來規(guī)避(b)項(xiàng)的限制。 因?yàn)閷τ谌l(fā)及以上飛機(jī),,如果兩臺發(fā)動機(jī)失效,,其性能和飄降改平高度能力會大打折扣,在高原航線上很難滿足(b)項(xiàng)中要求的的越障能力,。 所以很多公司會在涉及飄降的航段上指定幾個(gè)90分鐘內(nèi)可抵達(dá)的備降場,,這樣就不用管飛機(jī)有沒有雙發(fā)失效的飄降能力了。 雖然規(guī)章里有雙發(fā)失效的飄降性能要求,,但航空公司基本上沒有按這個(gè)要求執(zhí)行過,。當(dāng)然,國內(nèi)航空公司三發(fā)及以上的飛機(jī)執(zhí)行高原航線的時(shí)候確實(shí)不多,。 |
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