中国民航大学本科毕业设计(论文)
了飞行安全。图2-8给出三类障碍物越障方式。其中①、②、③分别表示近障、中障和远障的越障程序。
图2-8三种越障类型及越障方式
在实际应用中,把不同高度和距离的障碍物同起飞重量绘制成图表,供飞行和地面人员查用。通常,按照场地长度限制和第二爬升段爬升梯度限制确定最大起飞重量,然后以较小者验算越障能力,如果检验结果不能满足越障要求,则应采取改善越障能力的措施。主要有四个途径可以用来改善越障能力。
(1) 减小襟翼偏度。襟翼位置偏度较小可以增加爬升梯度,从而改善越障能力,然而却增加了对场长的要求,因此,减小襟翼位置偏度是有一定限制的。
(2) 改进爬升方法。采用改进的爬升方法,提高爬升速度,增加爬升梯度,从而改善越障能力。
(3) 减轻飞机重量。这是显而易见的途径。
(4) 改变起飞路径。ICAO ANNEX6规定了有关越障能力的要求。1978年,ICAO适航委员会曾讨论过采用转弯起飞途径方案。但涉及跑道设计和需要机场及附近范围(机场周围45km范围内)地形的准确数据。
有些机场的标高和气温较高或在中远距离处有障碍物限制,但跑道较长,可采用改善爬升性能等提高V2 数值的类似方法增加飞机的起飞重量。 当飞机的实际起飞重量小于性能限制的最大允许起飞重量时,在条令允许的情况下,可使用假设温度法减推力起飞(灵活推力起飞)或使用降低额定值法(DERATE)减推力起飞,从而减少发动机的损耗。减推力起飞应遵守飞机飞行手册的要求,推力减少量不得超过正常起飞推力的1/4。在污染跑道或当有最低设备清单(MEL)上规定的不可减推力起飞的故障时,必须使用全推力起飞(注:在污染跑道上可使用降低额定值法(DERATE)减推力起飞)。
2.2.6地面及空中最小操纵速度(Vmcg、Vmca)限制
(1)地面最小操纵速度Vmcg
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地面最小操纵速度是在起飞加速滑跑中,关键发动机突然停车,(所谓关键发动机是指对飞机的飞行姿态或飞行性能影响最大的那一台发动机,对喷气机来说,在空中给住液压系统供压的那台发动机被称为关键发动机。在地面,上风方向的最外侧那台发动机被认为是关键发动机)其他发动机处于起飞工作状态,飞行员只用空气动力操纵面(驾驶盘和方向舵)而且不需要特殊的操纵技巧能恢复对飞机的方向操纵,方向舵脚蹬舵力不能超过150 lb,并且飞机的侧向偏移不超过30 ft。
飞机在地面滑跑中的一台发动机停车,例如右发停车,左发产生的推力将使飞机向右偏转,在前轮和主轮产生侧向摩擦力,由于前三点式起落架飞机的滑跑方向的稳定性,机轮的侧向摩擦力所行成的力矩,起到阻碍飞机偏转的作用(没有偏转前轮),蹬舵产生的操纵力矩也用来阻止飞机偏转。当这些方向偏转力矩取得平衡时,可以制止机头偏转。如果滑跑速度小,则舵面效应差(操纵力矩近似与速度的平方成正比),有可能蹬满舵都不能制止机头的偏转。因此要制止机头偏转,保证安全飞行,只有一台发动机停车时的速度大于地面最小操纵速度时,才能继续起飞,这是继续起飞的一个条件。当然。在实际飞行中,出现一台发动机停车的情况时,飞行员可以使用偏转前轮、不对称刹车等措施,这样更增加了地面单发后控制滑跑方向的能力,提高了安全性。
飞机的地面最小操纵速度与机场气温、标高、飞机重量以及发动机的安装位置有关。机场气温和标高越高,发动机推力越小,一台发动机停车后飞机的偏转力矩就小,使地面最小操纵速度也小;飞机重量越大,在一台发动机停车后飞机的偏转慢(惯性大),而且机轮产生的侧向摩擦力越大,有利于保持飞机机头方向,使地面最小操纵速度越小。
(2)空中最小操纵速度Vmca
众所周知,飞行中一台发动机停车,在不对称推力作用下,飞机将向停车发动机一边偏转,出现向工作发动机一遍的侧滑,在横侧安定力矩的作用下,飞机将向停车发动机一边滚转,飞机下沉。
空中最小操纵速度是指飞行中如关键发动机在该速度上突然停车和在该发动机继续保持停车的情况下,使用正常的操纵技能,能保持向工作发动机一侧的坡度不大于5°的直线飞行,为维持操纵所需的方向舵脚蹬力不能超过150 lb,也不得用减小发动机推力的方法来维持方向操纵。在回复对飞机的操纵过程中,为防止航向改变超过20°,飞机不得出现危险的飞行姿态或要求特殊的驾驶技巧、机敏或体力。
空中最小操纵速度与发动机推力(取决于机场标高和气温以及起飞推力设置情况)和发动机安装位置、飞机重量以及舵面效应有关。同时该速度不得大于相应构型的失速速度的1.2倍。空中飞行速度必须大于空中最小操纵速度。
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2.2.7结构强度限制
最大结构强度起飞重量由手册给出,考虑到飞机起落架和集体结构所能承受的载荷。
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第三章 B737-700与A319起飞性能对比
由于B737-700和A319飞机是737NG和A320系列飞机中使用最广泛的两种机型,同时B737-700和A319都为126座,因此可作为737NG和A320的代表进行对比。
为了方便两种型号飞机的对比,本文取相同的已知条件,对两种型号飞机的起飞重量加以对比。
(1)机场条件
标高 489ft 外界温度(OTA)30℃ 跑道坡度 0.08%
可用起飞滑跑距离(TORA) 3000m 可用起飞距离(TODA) 3000m 加速停止可用距离(ASDA) 3000m 干跑道 顶风 20kt(海里/小时) (2)飞机状态 空调 空调关 防冰 防冰关 襟翼位置 1
3.1 B737-700最大起飞重量的确定过程
(1)已知条件:飞机的空气动力特性和发动机性能数据以及飞机发动机的具体情况,机场和大气的情况。
(2)初选飞机襟翼偏度。
(3)计算场长限制、第二爬升梯度限制和轮胎速度限制的最大起飞重量,取最轻者为最大起飞重量。
(4)检查越障能力,必要时,采用改进的爬升方法,在各种限制条件的允许的最大起飞重量中,取最低值。
(5)按照实际起飞重量或结构限制的最大起飞重量,对照上述步骤所确定的最大起飞重量,并计算起飞速度。检查起飞速度是否符合要求,否则,减轻起飞重量。
3.1.1 B737-700限制图表分析
(1) B737-700的跑道限制图表分析
图3-1是B737-700型飞机在干燥的跑道上,当襟翼位置为1个单位,发动机引气打开且放冰关闭的情况下的场地限制的起飞重量图。它是根据可利用的场地长
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度,经跑道路面坡度、风速风向修正;同时,经对机场气压高度和外界大气温度的修正,得到的飞机允许的最大起飞重量。
干跑道,襟翼位置1,发动机抽气联通、放冰断开 发动机引气关闭时,起飞重量增加400KG。 发动机放冰打开,起飞重量减少200KG。
发动机和机翼放冰打开,起飞重量减少600KG。
图3-1 B737-700起飞场地长度限制
图3-1的右下方分别是用米(m)和英尺(ft)标明可用的场地长度,选取跑道可用长度为3000m。经跑道坡度修正,上坡相当于缩短了可用长度,下坡相当于延长了可用长度。图示该飞机上坡起飞,跑道坡度为0.08%,相当于可用跑道长度缩短为2972m。接着对风速风向的影响进行修正,图示航班为逆风起飞,风速为20节,相当于跑道长度加长到3200m。另一方面,机场气压高度对起飞重量有明显的影响,高度越高,允许的起飞重量越小。选择起飞高度为489 ft。机场范围内的大气温度对飞机起飞重量同样有重要的影响,温度越高,允许的最大起飞重量越低。图示机场大气温度为30℃。由此确定,该航班的最大起飞重量为78t,经发动机引气关闭修正为78.4t。
B737-700手册对不同襟翼位置及干湿跑道都给出了不同的场地限制的起飞重
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