飞机起飞性能重要指标 起飞分析表背后的飞行性能

起飞分析表是航空公司运行控制人员如签派员等在航班放行过程中经常使用的图表之一。随着技术的进步,传统的起飞分析表正在逐步退出我们的日常工作,但起飞分析表背后蕴含丰富的飞行性能知识,值得每一名签派员认真学习。今天我们从空客起飞分析表的细节入手,一起来了解背后的飞行性能。

下面这张图是一张典型的空客飞机起飞分析表的截图:

飞机起飞性能重要指标 起飞分析表背后的飞行性能(1)

注意红框圈起来的地方,Drycheck翻译成中文就是干跑道检查,这是什么意思呢?

从CCAR25-R4《运输类飞机适航标准》的25.115条我们知道,干跑道上的起飞飞行航迹(一发失效),是从起飞距离末端处,高于起飞表面10.7米(35英尺)计起。注意这个10.7米(35英尺),这是起飞性能分析中比较关键的高度之一,也叫做屏障高度(空客《掌握飞机性能》)。这个高度既是干跑道一发失效起飞距离结束时对应的高度,也是之后起飞飞行航迹开始时的高度。

在湿跑道或污染跑道上,这个关键的高度变成了4.6米(15英尺),比干跑道上低了20英尺,这意味着相同重量的飞机使用比干跑道上更短的距离就可以达到这个高度。也就是说,降低这个关键高度,飞机重量不变的话,TOD距离会变短。此外,在湿或污染跑道上,确定加速停止距离ASD时可以使用反推,而干跑道上没有考虑反推,这也可能导致湿或污染跑道的ASD变短。

在实际运行中,除了跑道施工等特殊情况外,特定机场的可用跑道长度一般是固定的,飞机在湿或污染跑道上所需TOD和ASD变短,就意味着飞机的起飞重量可以更大,这样就有可能出现飞机在湿或污染跑道上的起飞重量比干跑道上更大的情况,这是法规所不允许的。

所以,起飞分析表上的Dry check干跑道检查就是指这张起飞分析表上湿或污染跑道的数据修正经过检查,确保不会出现飞机在湿或污染跑道上的起飞重量超过干跑道的情况。

继续往下看,在起飞分析表的温度栏中,上面几个温度左边有一些灰色的阴影,如下图红圈所示:

飞机起飞性能重要指标 起飞分析表背后的飞行性能(2)

这些灰色阴影代表此时外界大气温度OAT(注意不是跑道温度!)已经大于了TMAX,即大于了最大认证温度。这个TMAX最大认证温度是飞机允许在某机场起飞的最大温度,当外界温度超过TMAX时,飞机不能起飞。这里大家要注意,虽然飞机不能起飞,但最大灵活温度是可以大于TMAX的。还有一个问题,这里的灰色阴影和修正部分的灰色区域,如下图红圈所示:

飞机起飞性能重要指标 起飞分析表背后的飞行性能(3)

有关系吗?没有任何关系!修正部分的灰色区域是当外界大气温度OAT大于TVMC时使用的。这里又有一个需要理解的概念--TVMC。从定义上讲,TVMC是一个虚拟温度,它表明在该温度之上起飞速度将接近或就是VMC限制。这句话较为绕口和难以理解,我们需要一层一层抽丝剥茧去寻找答案。

首先,在CCAR25-R4《运输类飞机适航标准》的25.149条中,VMC被定义为空中最小操纵速度。空客《掌握飞机性能》中,出现了VMCG地面最小操纵速度和VMCA空中最小操纵速度,没有单独出现VMC。我们可以综合两方面的定义,把VMC理解成地面或空中最小操纵速度。

顺着这个定义往下想,飞机如果在地面或空中一发失效,飞行员需要靠蹬方向舵产生空气动力来平衡偏转力矩,维持航向。如果温度很高,空气稀薄,即空气密度降低,要靠蹬舵来产生空气动力就需要更大的速度,也就是说VMC会增大。

但是在在湿或污染跑道上,V1需要减小。因为湿或污染跑道摩擦系数下降,飞机减速时摩擦力会减小,如果V1太大,那飞机的加速停止距离ASD就会变大,有可能超出跑道的可用加速停止距离ASDA,所以湿或污染跑道修正时会适当减小V1。

到这里矛盾就出现了。如果温度很高,又是在湿或污染跑道上,一方面VMC要增大,另一方面V1又要减小。而V1必须大于等于VMCG,VR大于等于1.05倍VMCA,V2大于等于1.1倍VMCA,所以这个时候V1等起飞的关键速度就不能减小太多,以保证在VMC增大的情况下,仍然满足V1大于等于VMCG等限制要求。大家注意看灰色部分的V1减小值,都比白色部分的要小一些,这就是道理所在。现在回过来再看这句绕口和难以理解的话:

“TVMC是一个虚拟温度,表明该温度之上起飞速度将接近或就是VMC限制。”

背后代表的含义终于搞清楚了!

然而每一次速度修正,都需要进行检查。在起飞分析表最右下角,如下图红圈所示:

飞机起飞性能重要指标 起飞分析表背后的飞行性能(4)

红圈里第一行出现了MIN V1/VR/V2,代表最小的V1/VR/V2,即无论怎么修正,怎么减小,V1/VR/V2不能小于这里的值。为什么呢?第二行告诉你原因,这是VMU LIMITATION,即VMU限制。VMU是minimum unstick最小离地速度,它受到飞机几何外形,即擦机尾角度的限制,如果速度小于这个速度,飞机起飞抬轮时就有可能擦机尾,如下图:

飞机起飞性能重要指标 起飞分析表背后的飞行性能(5)

(图片来源空客《掌握飞机性能》)

所以我们要保证修正后的V1/VR/V2任何时候都不小于MIN V1/VR/V2。

红圈里的第三行还有一个Correct V1/VR/V2,这是用在当实际起飞重量小于起飞分析表中给出的最小重量时,修正V1/VR/V2使用的。

简简单单的一张起飞分析表,如果我们从细节入手,其实可以发现很多隐藏在背后的飞行性能知识。这就是今天的文章,希望对大家的工作考试有所帮助。

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