——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,往往會有這樣一個有趣的現(xiàn)象——襟翼,作為增升裝置,在進近時放出形態(tài),飛機會有明顯的姿態(tài)增加趨勢,但是起飛時收回形態(tài),為什么飛機姿態(tài)也會增加呢? 下面結(jié)合一個案例來分析其中原理。 某航班運行,在飛機起飛抬輪離地后,PM發(fā)口令“正上升”,PF下口令“收輪”。PM此時并未按照程序要求去執(zhí)行收輪動作,而是錯誤地將襟翼手柄從二檔移至一檔。PF未能及時制止,發(fā)現(xiàn)后控制飛機狀態(tài),SRS和速度無明顯變化,本場凈空條件較好,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完成收輪動作,后續(xù)飛行正常。 Question1:此時能否滿足性能要求? Question2:在誤收掉襟翼后飛機的爬升梯度能滿足要求嗎? 圖一 縫翼和襟翼對升力系數(shù)對應(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。飛機處于正常飛行狀態(tài)下,迎角相對偏小,縫翼的放出對飛機的升力系數(shù)影響不大,不會出現(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,飛機升力系數(shù)得到提升,因此會產(chǎn)生姿態(tài)增加趨勢。 襟翼放出會增加飛機升力系數(shù),但是為什么圖中顯示飛機的臨界迎角會減小?正常飛機的臨界迎角大多數(shù)在15度左右,迎角是相對氣流與機翼弦線之間的夾角,而機翼弦線是翼型的前緣點和后緣點之間的連線。隨著襟翼偏轉(zhuǎn),飛機的弦線就會發(fā)生變化,即有效弦線,飛機在相同姿態(tài)的情況下,隨著翼弦的變化,飛機實際的迎角就會增大。總的來說,飛機的臨界迎角沒有發(fā)生太大的變化,相對于光潔形態(tài)的基準(zhǔn)弦線,襟翼放出而產(chǎn)生的有效弦線本身就會增加迎角。 圖二 ANSWER 1 發(fā)動機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)情況下飛機性能滿足的條件,在雙發(fā)正常的情況下,飛機性能滿足。 V2是當(dāng)單發(fā)時飛機最遲離地35ft時達到起飛安全速度,并且在起飛第二階段期間維持該速度,案例中飛機處于SRS狀態(tài),飛機速度維持(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,但不會超過10kt。相同氣象條件,飛機起飛重量相差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,飛機依然是滿足性能要求的,但是飛機的Vls速度,可能會超過當(dāng)前管理速度。形態(tài)二飛機最小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,如果飛機起飛V2速度沒有留夠足夠裕度,錯收襟縫翼后飛機的Vls是存在超過當(dāng)前速度的可能。 ANSWER 2 在飛機離地后,PF操縱飛機跟隨SRS指引,飛機建立正上升軌跡,此時飛機形態(tài)二變?yōu)樾螒B(tài)一,飛機的軌跡姿態(tài)不變的情況下,飛機的迎角減?。ń笠淼氖栈赜行揖€將會發(fā)生變化),機翼面積減小,飛機的升力會在瞬間減小,相比于之前的運動軌跡,飛機會有一種陡然下沉的感覺。但是隨著襟翼的收回,飛機的阻力也隨著減少,飛機的升阻比增大。隨著狀態(tài)的穩(wěn)定,飛機姿態(tài)會增加,上升率會增加,飛機的爬升梯度實際上是增加的。 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,飛機升阻比增大,相應(yīng)的氣動性能得到提升,飛機爬升梯度增加,滿足起飛第二階段越障要求。但錯誤地收回襟縫翼手柄,會衍生其他風(fēng)險: 1.低于Vls速度飛行風(fēng)險,機組在錯誤設(shè)置了襟翼手柄后,低高度飛機的陡然下沉,可能會導(dǎo)致飛行員應(yīng)激增大側(cè)桿向后的輸入量。在飛機Vls增大的過程中,粗猛向后帶桿可能會導(dǎo)致飛機速度過小,進一步增加了速度低于Vls的風(fēng)險; 2.降低了起飛過程中對復(fù)雜天氣的應(yīng)對能力。例如,當(dāng)遭遇風(fēng)切變時,過小的速度會加大飛機進入非預(yù)期航空器狀態(tài)的可能; 3.飛行員剩余精力減小,非預(yù)期的操作會分散機組注意力,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、忘、漏”的風(fēng)險。在錯誤的執(zhí)行程序后,控制好飛機狀態(tài),正常執(zhí)行程序。此時,機組可以通過設(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,來補救先前差錯。 (一)起降構(gòu)型 起飛構(gòu)型一般來說,CONF1 F在長跑道上性能更好(爬升梯度更好),而CONF3在短跑道(較短起飛距離)上性能更好。有時候會受到其他參數(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)下飛機進近姿態(tài)小,五邊進近過程中下降率小,飛機穩(wěn)定性強,更利于著陸入口條件的創(chuàng)造 ;形態(tài)三下著陸飛機升阻比大,機動性能好,在遇到復(fù)雜天氣,嚴(yán)重顛簸等情況時,可以增加飛機操縱裕度,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,著陸性能允許的情況下,使用形態(tài)三著陸可以增加經(jīng)濟性和減少進近時間。 (二)非正常情況 1.縫翼卡阻 在飛機遇到一些故障,例如綠加藍(lán)雙液壓失效,飛機的縫翼無法伸展或部分伸展卡阻。相比于正常情況,縫翼的卡阻會導(dǎo)致飛機失速速度增大,臨界迎角減小,失速風(fēng)險明顯增加!以綠加藍(lán)雙液壓失效為例,飛機的縫翼無法放出,在進近減速過程中容易觸發(fā)失速警告,機組可以通過以下兩點減小觸發(fā)失速的風(fēng)險: (1)在下降過程中釋放襟翼。飛機平飛時,機組僅能通過控制油門控制速度,在遇到顛簸環(huán)境時,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,此時襟翼的放出增大了飛機升力系數(shù),減小失速速度,降低失速風(fēng)險。當(dāng)然,這樣的操作手冊中未有說明,仍有待商榷。 2.襟翼卡阻 襟翼的卡阻,使飛機進近過程中需要增大姿態(tài)和進近速度,去彌補升力的損失,在綠加黃雙液壓失效后,飛機無法放出襟翼,五邊進近大姿態(tài)、大速度,增加了飛機擦機尾和著陸重的風(fēng)險,也增大了飛機落地時滑跑距離。此時建議扎實接地,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尾兩個風(fēng)險間取得平衡,同時可以減小著陸滑跑距離。 3.積冰條件 在積冰條件下,飛機進近過程中設(shè)置好形態(tài)全后,如果不是嚴(yán)重積冰,此時最好關(guān)掉機翼防冰。在積冰條件下,機翼防冰只能去除機翼前緣積冰,而積冰融后會通過機翼流動到機翼后緣和襟翼上,而機翼后部的積冰無法去除,長時間的堆積會嚴(yán)重破壞氣動性能,增加阻力,減少升力。 4.大重量收形態(tài) 在A320系列機型中,如A320NEO、A321。在起飛重量過大時,S速度會過于接近甚至超過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時自動收上的原理,預(yù)防飛機增速過快而導(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),觀察襟翼是否自動收回。在顛簸或風(fēng)速變化大時,飛機空速無法穩(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,其核心要點是利用速度變化趨勢,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(此時飛機縫翼未收回,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處于爬升狀態(tài),且機組人工操縱飛機。當(dāng)飛機處于爬升狀態(tài),飛機推力固定,機組可利用飛機姿態(tài)變化控制飛機俯仰,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)動機響應(yīng)存在延后性,控制速度較為被動。利用AP控制飛機速度,由于自動駕駛儀控制飛機存在內(nèi)部載荷因數(shù)限制,人工操縱機動性會更高。 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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