——東航安徽分公司 何孝兵 航空器起降的過程中,飛行員通過操縱襟縫翼以增加飛行的安全性和舒適性,。在操縱襟縫翼手柄的過程中,,往往會(huì)有這樣一個(gè)有趣的現(xiàn)象——襟翼,作為增升裝置,,在進(jìn)近時(shí)放出形態(tài),,飛機(jī)會(huì)有明顯的姿態(tài)增加趨勢(shì),但是起飛時(shí)收回形態(tài),,為什么飛機(jī)姿態(tài)也會(huì)增加呢,? 下面結(jié)合一個(gè)案例來分析其中原理。 某航班運(yùn)行,,在飛機(jī)起飛抬輪離地后,,PM發(fā)口令“正上升”,,PF下口令“收輪”。PM此時(shí)并未按照程序要求去執(zhí)行收輪動(dòng)作,,而是錯(cuò)誤地將襟翼手柄從二檔移至一檔,。PF未能及時(shí)制止,發(fā)現(xiàn)后控制飛機(jī)狀態(tài),,SRS和速度無明顯變化,,本場(chǎng)凈空條件較好,保持靈活推力繼續(xù)起飛,。150英尺左右,,再次發(fā)口令“收輪”,PM完成收輪動(dòng)作,,后續(xù)飛行正常,。 Question1:此時(shí)能否滿足性能要求? Question2:在誤收掉襟翼后飛機(jī)的爬升梯度能滿足要求嗎,? 圖一 縫翼和襟翼對(duì)升力系數(shù)對(duì)應(yīng)圖 結(jié)合上圖,,不同襟翼構(gòu)型在相同迎角下,襟翼放出越多升力系數(shù)越大,,但同時(shí)臨界迎角也在減小,,縫翼的放出在小迎角情況下,升力系數(shù)變化并不明顯,;但是隨著縫翼的放出,,飛機(jī)的臨界迎角不斷增大且大迎角下升力系數(shù)不斷增加。飛機(jī)處于正常飛行狀態(tài)下,,迎角相對(duì)偏小,,縫翼的放出對(duì)飛機(jī)的升力系數(shù)影響不大,不會(huì)出現(xiàn)姿態(tài)增加現(xiàn)象,;但是在失速改出程序中,,飛行員在選擇形態(tài)一后,隨著縫翼的放出,,臨界迎角增加,,在大迎角的狀態(tài)下,飛機(jī)升力系數(shù)得到提升,,因此會(huì)產(chǎn)生姿態(tài)增加趨勢(shì),。 襟翼放出會(huì)增加飛機(jī)升力系數(shù),但是為什么圖中顯示飛機(jī)的臨界迎角會(huì)減???正常飛機(jī)的臨界迎角大多數(shù)在15度左右,迎角是相對(duì)氣流與機(jī)翼弦線之間的夾角,,而機(jī)翼弦線是翼型的前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)之間的連線,。隨著襟翼偏轉(zhuǎn),,飛機(jī)的弦線就會(huì)發(fā)生變化,即有效弦線,,飛機(jī)在相同姿態(tài)的情況下,,隨著翼弦的變化,飛機(jī)實(shí)際的迎角就會(huì)增大,??偟膩碚f,飛機(jī)的臨界迎角沒有發(fā)生太大的變化,,相對(duì)于光潔形態(tài)的基準(zhǔn)弦線,,襟翼放出而產(chǎn)生的有效弦線本身就會(huì)增加迎角。 圖二 ANSWER 1 發(fā)動(dòng)機(jī)推力可以參考起飛性能表,,形態(tài)二起飛的靈活溫度與形態(tài)一起飛的靈活溫度相差不大,,且V2設(shè)定為單發(fā)情況下飛機(jī)性能滿足的條件,在雙發(fā)正常的情況下,,飛機(jī)性能滿足,。 V2是當(dāng)單發(fā)時(shí)飛機(jī)最遲離地35ft時(shí)達(dá)到起飛安全速度,并且在起飛第二階段期間維持該速度,,案例中飛機(jī)處于SRS狀態(tài),,飛機(jī)速度維持(形態(tài)一)V2 10kt,參考起飛性能表,,一般來說形態(tài)一的V2大于形態(tài)二V2,但不會(huì)超過10kt,。相同氣象條件,,飛機(jī)起飛重量相差14噸,形態(tài)一下V2比形態(tài)二下V2速度大8kt,,拋開極端條件,,飛機(jī)依然是滿足性能要求的,但是飛機(jī)的Vls速度,,可能會(huì)超過當(dāng)前管理速度,。形態(tài)二飛機(jī)最小V2=1.13倍形態(tài)二下VS,相當(dāng)于當(dāng)前Vls,,但當(dāng)襟翼收至形態(tài)一后,,Vls變?yōu)?.23倍形態(tài)一下VS,如果飛機(jī)起飛V2速度沒有留夠足夠裕度,,錯(cuò)收襟縫翼后飛機(jī)的Vls是存在超過當(dāng)前速度的可能,。 ANSWER 2 在飛機(jī)離地后,PF操縱飛機(jī)跟隨SRS指引,,飛機(jī)建立正上升軌跡,,此時(shí)飛機(jī)形態(tài)二變?yōu)樾螒B(tài)一,,飛機(jī)的軌跡姿態(tài)不變的情況下,飛機(jī)的迎角減?。ń笠淼氖栈赜行揖€將會(huì)發(fā)生變化),,機(jī)翼面積減小,飛機(jī)的升力會(huì)在瞬間減小,,相比于之前的運(yùn)動(dòng)軌跡,,飛機(jī)會(huì)有一種陡然下沉的感覺。但是隨著襟翼的收回,,飛機(jī)的阻力也隨著減少,,飛機(jī)的升阻比增大。隨著狀態(tài)的穩(wěn)定,,飛機(jī)姿態(tài)會(huì)增加,,上升率會(huì)增加,飛機(jī)的爬升梯度實(shí)際上是增加的,。 綜上所述,,形態(tài)改變后的推力,滿足形態(tài)一的起飛推力,,且可以設(shè)置推力手柄TOGA增加推力,,滿足速度性能要求;在形態(tài)收回后,,飛機(jī)升阻比增大,,相應(yīng)的氣動(dòng)性能得到提升,飛機(jī)爬升梯度增加,,滿足起飛第二階段越障要求,。但錯(cuò)誤地收回襟縫翼手柄,會(huì)衍生其他風(fēng)險(xiǎn): 1.低于Vls速度飛行風(fēng)險(xiǎn),,機(jī)組在錯(cuò)誤設(shè)置了襟翼手柄后,,低高度飛機(jī)的陡然下沉,可能會(huì)導(dǎo)致飛行員應(yīng)激增大側(cè)桿向后的輸入量,。在飛機(jī)Vls增大的過程中,,粗猛向后帶桿可能會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)速度過小,進(jìn)一步增加了速度低于Vls的風(fēng)險(xiǎn),; 2.降低了起飛過程中對(duì)復(fù)雜天氣的應(yīng)對(duì)能力,。例如,當(dāng)遭遇風(fēng)切變時(shí),,過小的速度會(huì)加大飛機(jī)進(jìn)入非預(yù)期航空器狀態(tài)的可能,; 3.飛行員剩余精力減小,非預(yù)期的操作會(huì)分散機(jī)組注意力,,增加工作負(fù)荷,,減少剩余精力,,打亂正常飛行節(jié)奏,增加了“錯(cuò),、忘,、漏”的風(fēng)險(xiǎn)。在錯(cuò)誤的執(zhí)行程序后,,控制好飛機(jī)狀態(tài),,正常執(zhí)行程序。此時(shí),,機(jī)組可以通過設(shè)置推力手柄TOGA,,在滿足越障要求后,提前開始增速,;又或者是將襟翼手柄放回至形態(tài)二位置,,來補(bǔ)救先前差錯(cuò)。 (一)起降構(gòu)型 起飛構(gòu)型一般來說,,CONF1 F在長(zhǎng)跑道上性能更好(爬升梯度更好),,而CONF3在短跑道(較短起飛距離)上性能更好。有時(shí)候會(huì)受到其他參數(shù)的影響,,如障礙物等,。在這種情況下,需要在爬升和跑道性能之間進(jìn)行折中,,使CONF2成為起飛最佳構(gòu)型,。而起飛條件環(huán)境也可能影響起飛構(gòu)型的選擇,因此推薦以下起飛構(gòu)型,。 著陸構(gòu)型一般分為兩種,,形態(tài)三和形態(tài)全。正常情況下著陸構(gòu)型為形態(tài)全,,在全形態(tài)下飛機(jī)進(jìn)近姿態(tài)小,五邊進(jìn)近過程中下降率小,,飛機(jī)穩(wěn)定性強(qiáng),,更利于著陸入口條件的創(chuàng)造 ;形態(tài)三下著陸飛機(jī)升阻比大,,機(jī)動(dòng)性能好,,在遇到復(fù)雜天氣,嚴(yán)重顛簸等情況時(shí),,可以增加飛機(jī)操縱裕度,,在復(fù)飛過程中也可以獲得更大的爬升梯度。在跑道足夠長(zhǎng),,著陸性能允許的情況下,,使用形態(tài)三著陸可以增加經(jīng)濟(jì)性和減少進(jìn)近時(shí)間,。 (二)非正常情況 1.縫翼卡阻 在飛機(jī)遇到一些故障,例如綠加藍(lán)雙液壓失效,,飛機(jī)的縫翼無法伸展或部分伸展卡阻,。相比于正常情況,縫翼的卡阻會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)失速速度增大,,臨界迎角減小,,失速風(fēng)險(xiǎn)明顯增加!以綠加藍(lán)雙液壓失效為例,,飛機(jī)的縫翼無法放出,,在進(jìn)近減速過程中容易觸發(fā)失速警告,機(jī)組可以通過以下兩點(diǎn)減小觸發(fā)失速的風(fēng)險(xiǎn): (1)在下降過程中釋放襟翼,。飛機(jī)平飛時(shí),,機(jī)組僅能通過控制油門控制速度,在遇到顛簸環(huán)境時(shí),,空速控制較為困難,,在建立下滑過程中,飛行員可以通過油門和控制飛機(jī)俯仰姿態(tài)的變化(控制下降率),,控制速度,,以增加了操縱裕度; (2)利用襟縫翼收放邏輯,。在正常選擇襟翼一后,,選擇速度205kt,速度穩(wěn)定后選擇襟翼手柄至二位后再迅速收回,,控制飛機(jī)在放出襟翼二前,,收回襟翼手柄至一位,可成功放出襟翼一,,此時(shí)襟翼的放出增大了飛機(jī)升力系數(shù),,減小失速速度,降低失速風(fēng)險(xiǎn),。當(dāng)然,,這樣的操作手冊(cè)中未有說明,仍有待商榷,。 2.襟翼卡阻 襟翼的卡阻,,使飛機(jī)進(jìn)近過程中需要增大姿態(tài)和進(jìn)近速度,去彌補(bǔ)升力的損失,,在綠加黃雙液壓失效后,,飛機(jī)無法放出襟翼,五邊進(jìn)近大姿態(tài)、大速度,,增加了飛機(jī)擦機(jī)尾和著陸重的風(fēng)險(xiǎn),,也增大了飛機(jī)落地時(shí)滑跑距離。此時(shí)建議扎實(shí)接地,,不必追求過輕的落地,,控制接地下降率不大于360ft/min,這樣做可以在著陸重和擦機(jī)尾兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)間取得平衡,,同時(shí)可以減小著陸滑跑距離,。 3.積冰條件 在積冰條件下,飛機(jī)進(jìn)近過程中設(shè)置好形態(tài)全后,,如果不是嚴(yán)重積冰,,此時(shí)最好關(guān)掉機(jī)翼防冰。在積冰條件下,,機(jī)翼防冰只能去除機(jī)翼前緣積冰,,而積冰融后會(huì)通過機(jī)翼流動(dòng)到機(jī)翼后緣和襟翼上,而機(jī)翼后部的積冰無法去除,,長(zhǎng)時(shí)間的堆積會(huì)嚴(yán)重破壞氣動(dòng)性能,,增加阻力,減少升力,。 4.大重量收形態(tài) 在A320系列機(jī)型中,,如A320NEO、A321,。在起飛重量過大時(shí),,S速度會(huì)過于接近甚至超過VFE(215kt)。在這種情況下,,為避免超速,,可以利用襟翼在速度大于等于210kt時(shí)自動(dòng)收上的原理,預(yù)防飛機(jī)增速過快而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)超限,。首先,,控制速度205kt,判斷當(dāng)前顛簸和風(fēng)速變化情況,,在平穩(wěn)條件下直接選擇速度210kt至212kt(留一定裕度預(yù)防超速),,觀察襟翼是否自動(dòng)收回。在顛簸或風(fēng)速變化大時(shí),,飛機(jī)空速無法穩(wěn)定保持,選擇速度接近210kt,,利用空速不穩(wěn)定反復(fù)變化而導(dǎo)致短暫超過210kt,,觸發(fā)襟翼收回邏輯,其核心要點(diǎn)是利用速度變化趨勢(shì),速度變化大則應(yīng)減小速度,,防止因選擇速度與限制速度距離過小而導(dǎo)致的超速,。在襟翼穩(wěn)步收回后,保持選擇速度(此時(shí)飛機(jī)縫翼未收回,,不存在速度小于VLS的可能),,如果天氣顛簸持續(xù),空速變化依然不穩(wěn)定,,可等待天氣平穩(wěn)后選擇速度225kt,,操縱襟翼手柄至0位,待縫翼穩(wěn)步收回再速度管理,。顛簸情況下,,選擇速度大于等于S速度,操縱襟翼手柄至0位,,穩(wěn)步增速并保持速度大于VLS且小于限制速度230kt,,直至縫翼正常收回后再速度管理。在收縫翼過程中建議讓飛機(jī)處于爬升狀態(tài),,且機(jī)組人工操縱飛機(jī),。當(dāng)飛機(jī)處于爬升狀態(tài),飛機(jī)推力固定,,機(jī)組可利用飛機(jī)姿態(tài)變化控制飛機(jī)俯仰,,控制速度。相比于SPEED模式下,,單依靠推力控制速度,,利用姿態(tài)控制更為靈活,而且速度指令至發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)存在延后性,,控制速度較為被動(dòng),。利用AP控制飛機(jī)速度,由于自動(dòng)駕駛儀控制飛機(jī)存在內(nèi)部載荷因數(shù)限制,,人工操縱機(jī)動(dòng)性會(huì)更高,。 本文作為筆者分析考量,提出了許多自己的想法,,歡迎讀者朋友們共同討論,,共同提高。 [1]A320FCTM,; [2]A319FCOM,; [3]飛行原理/齊永強(qiáng)主編.——大連:大連海事大學(xué)出版社。 ——本文源自《飛行員》雜志2024年第2期 總第124期 |
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