惠少輝,石佳偉
(中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院,陜西 西安 710089)
根據(jù)AC25-13,適航認(rèn)可的飛機(jī)減推力起飛方法有兩種,分別是等級(jí)減推法和靈活溫度法。等級(jí)減推法是通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)起飛推力額定值,使發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下工作,以減小飛機(jī)起飛推力。靈活溫度法是在FADEC中輸入一個(gè)假定的高于實(shí)際外界環(huán)境溫度的溫度值,使發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)這個(gè)假定的溫度來控制燃油流量,以達(dá)到減小起飛推力的目的。兩種方法的區(qū)別在于等級(jí)減推法在適航上被認(rèn)為是“另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)”,需要通過與正常起飛推力一樣的適航審定程序,并給出不同推力等級(jí)的性能限制值;而靈活溫度法則被認(rèn)為是同一發(fā)動(dòng)機(jī)的不同溫度限制值,不需要進(jìn)行前者所需的審定程序。此次研究的減推力方式為靈活溫度法。
采用靈活溫度法,AC25-13 要求減推力起飛設(shè)置應(yīng)確保:
(1)不會(huì)導(dǎo)致起飛時(shí)正常工作的系統(tǒng)或功能喪失,比如自動(dòng)擾流板、發(fā)動(dòng)機(jī)失效告警、構(gòu)型告警、依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的系統(tǒng)、或任何與安全要求相關(guān)的系統(tǒng)。
(2)至少為當(dāng)時(shí)外界條件下起飛推力或等級(jí)起飛推力的75%。
(3)靈活溫度減推力起飛的相關(guān)速度(VEF、VMC、V1、VR、V2)不能低于滿足適航控制性準(zhǔn)則要求的實(shí)際溫度條件下的相應(yīng)速度。
(4)用于表明符合25.115 起飛飛行航跡和25.121(c)起飛最后階段爬升梯度要求的推力設(shè)置,不能大于初始建立的推力設(shè)置值。
(5)對(duì)裝備可操作的ATTCS 的飛機(jī),不能計(jì)及其一發(fā)失效時(shí)的推力增加所帶來的增益。
靈活溫度的上限受AC25-13 要求的上節(jié)中第(2)條和第(4)條的限制,即推力減小量不超過25%的當(dāng)時(shí)外界條件下的起飛推力,以及減推后的初始起飛推力不得低于表明符合25.115 起飛飛行航跡和25.121(c)起飛最后階段爬升梯度要求的推力設(shè)置。表明符合25.115 和25.121(c)條的MCT 推力為實(shí)際溫度下的MCT 推力。最大靈活溫度的確定方法如圖1 所示,為確定最大靈活溫度首先判斷靈活溫度為TMCT時(shí)的推力降幅大小。表1 給出了不同高度,不同實(shí)際溫度下靈活溫度為TMCT時(shí)的推力降幅,其中MCT 推力取速度為起飛最后階段爬升220kt 時(shí)的推力曲線,T/O 推力取速度為0 時(shí)的推力曲線。
圖1 最大靈活溫度的確定
由表1 可知在整個(gè)溫度高度包線范圍內(nèi),靈活溫度為TMCT時(shí)的推力降幅均高于25%,因此飛機(jī)減推力起飛的最大靈活溫度完全由25%的推力降幅溫度(T25%)決定。查閱手冊(cè)確定空調(diào)打開,防冰關(guān)閉時(shí)不同高度和不同實(shí)際溫度下的最大靈活溫度。由手冊(cè)可知,海平面OAT 小于35℃時(shí),最大靈活溫度選擇為ISA+50℃,可以滿足減推25%的要求。另外,在高海拔條件下,ISA+50℃時(shí)的起飛性能已受限嚴(yán)重,實(shí)際運(yùn)營(yíng)重量基本不會(huì)低于此時(shí)的起飛限重,不需要選擇更高的靈活溫度進(jìn)行減推。則本飛機(jī)允許的最大靈活溫度取為ISA+50℃。
表1 靈活溫度為TMCT 時(shí)的推力降幅
對(duì)于其他機(jī)型,A320 飛行手冊(cè)“使用限制”一章中給出的最大靈活溫度為ISA+53℃;ERJ190 飛機(jī)使用手冊(cè)“性能”章節(jié)靈活溫度確定表中給出的最大靈活溫度在海平面下為64℃(ISA+49℃)。相比上述機(jī)型,本飛機(jī)取ISA+50℃作為最大靈活溫度上限也是合理的。
表2 給出了不同環(huán)境條件下按靈活溫度減推的推力降低百分比。部分標(biāo)灰色底色數(shù)據(jù)表示已超過該實(shí)際溫度下的最大靈活溫度??梢钥闯?,靈活溫度上限按照ISA+50℃給出,可以滿足大多數(shù)機(jī)場(chǎng)條件減推25%的要求。
靈活溫度起飛的起飛速度不能低于滿足適航控制性準(zhǔn)則要求的實(shí)際溫度條件下的相應(yīng)速度。對(duì)于本飛機(jī),VMCG不引入溫度的影響,靈活溫度和實(shí)際溫度下的VMCG相同。本飛機(jī)的V1最小不得低于VMCG后一秒采用單發(fā)加速的速度,由溫度影響發(fā)動(dòng)機(jī)推力造成的最小V1的差別在1kn 以內(nèi),可以忽略,可認(rèn)為靈活溫度下的最小V1與實(shí)際溫度相同。因此靈活溫度下的V1能保證在實(shí)際溫度下也滿足最小操縱速度的安全條件。飛機(jī)的VR主要受在離地35ft 以前加速到V2的要求決定,因V2不隨溫度改變,溫度越高飛機(jī)的推重比越低,故靈活溫度下的VR大于實(shí)際溫度下的值,在實(shí)際溫度下采用靈活溫度下較大的VR起飛是安全的。因此對(duì)于本飛機(jī)靈活溫度下的起飛速度能夠滿足不低于適航控制性準(zhǔn)則要求的實(shí)際溫度條件下的相應(yīng)速度。
若靈活溫度AT 取為溫度T,小于最大靈活溫度MaxAT,則靈活溫度AT 下的起飛限重等于實(shí)際重量,直接將其對(duì)應(yīng)的速度作為起飛速度。若靈活溫度AT 受最大靈活溫度MaxAT 限制,MaxAT 小于溫度T,則靈活溫度AT 下的起飛限重大于溫度T 下的限重(等于實(shí)際重量),直接查得的靈活溫度AT 限重下的速度也大于靈活溫度AT 下實(shí)際重量對(duì)應(yīng)的速度。但是較小重量下按較大重量的起飛速度起飛,不論起飛距離、加速停止距離、起飛速度、剎車能量、起飛航跡都是滿足安全條件的,因此在這種情況下也直接將表2 中查靈活溫度對(duì)應(yīng)的起飛速度作為靈活起飛的速度。
表2 靈活溫度減推百分比(海平面)
本文首先介紹了適航認(rèn)可的飛機(jī)減推力起飛的兩種方法,即等級(jí)減推法和靈活溫度法,并說明了兩種方法在適航上的不同,提出了本文著重研究的靈活溫度法。隨后研究中國(guó)民用航空規(guī)章第25 部條款中對(duì)于減推力起飛的要求并確定了減推力起飛的原則,并著重介紹了采用“靈活溫度法”時(shí)基于條款對(duì)靈活溫度上下限和靈活溫度減推力下的起飛速度的確定流程和方法。通過對(duì)比其他機(jī)型,本機(jī)制定的靈活溫度上下限合理可用,并在實(shí)際飛行中得到了驗(yàn)證。