波音商用飛機減推力起飛和減少額定推力起飛應(yīng)用價值簡析

　　摘要：本文探討飛機通過減推力起飛和減少額定推力起飛技術(shù)的應(yīng)用以便使飛行人員在執(zhí)行航班任務(wù)時，可以根據(jù)實際起飛重量、機場條件和氣象條件，在保證安全起飛的性能需求前提下，降低起飛推力設(shè)置（N1或EPR設(shè)置），從而減低噴氣發(fā)動機渦輪前排氣溫度，延長發(fā)動機使用壽命和維修周期，達到節(jié)約發(fā)動機維護成本的目的。
　　關(guān)鍵詞：減推力起飛 減少額定推力起飛
　　中圖分類號：V24文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0090-02
　　飛機減推力起飛和減少額定推力起飛雖然都是通過降低發(fā)動機起飛推力（N1或EPR）設(shè)置，達到延長發(fā)動機使用壽命的目的，但是其使用的技術(shù)和操作程序截然不同。
　　1 假設(shè)溫度減推力起飛
　　飛機減推力起飛又稱假設(shè)溫度減推力起飛（assumed temperature thrust reduction takeoff），空客和福克系列飛機又將此技術(shù)稱作靈活溫度減推力起飛（flexible temperature thrust takeoff）。其方法是：在飛機實際的起飛重量小于實際外界溫度對應(yīng)的機場最大允許起飛重量的情況下，根據(jù)實際的起飛重量，在機場分析數(shù)據(jù)表中查找出對應(yīng)該重量的最高溫度，并以此溫度作為假設(shè)溫度，設(shè)置起飛推力（N1或EPR）。假設(shè)溫度是為減少飛機的起飛推力而選擇的比實際溫度大的溫度，該溫度對應(yīng)的最大起飛重量大于或等于實際的起飛重量，同時該溫度限制的最大起飛推力比實際溫度限制的最大起飛推力低。為滿足以上要求，在選擇假設(shè)溫度時，我們主要依據(jù)機場分析數(shù)據(jù)表。
　　2 減少額定推力起飛
　　減少額定推力起飛是一種半固定的減推力模式，所謂半固定是相對于發(fā)動機固定的全額定推力，在某些飛機的飛行管理計算機（FMC）中有TO1和TO2的起飛推力選擇模式，TO1和TO2分別對應(yīng)固定的減推力值，如TO1對應(yīng)的是減少全推力的10%，TO2對應(yīng)的是減少全推力的20%等，當選擇TO1推力模式起飛時，最大起飛推力是全推力的90%（10%的全推力減少值）。飛行員使用減少額定推力起飛的操作方法與全推力起飛相同，但確定最大起飛重量和起飛速度需要使用減推力的機場分析數(shù)據(jù)。
　　使用減少額定推力模式起飛，由于最大起飛推力的降低，在出現(xiàn)一發(fā)失效后，飛機出現(xiàn)的偏航扭矩減小，從而地面操縱最小速度（VMCG）相應(yīng)地減小。根據(jù)V1速度必須大于或等于VMCG的要求，當使用減少額定推力起飛時，最小V1速度可以減小，這對于最小V1速度限制飛機起飛重量的情況，使用減少額定推力起飛，可以增加起飛重量，這些情+vNp+gZUVNQ6aKqXAlDxBw==況包括：短跑道、污染跑道、飛機帶有剎車系統(tǒng)保留故障（影響剎車效能）起飛。飛行員在遇到以上情況時，可以參閱比較全推力起飛數(shù)據(jù)表和減少額定推力數(shù)據(jù)表中的起飛重量數(shù)據(jù)，相應(yīng)提高飛機的起飛重量后在不提高飛機起飛重量的情況下提高起飛的安全裕度。
　　3 飛機減推力起飛和減少額定推力起飛價值分析
　　通過該項技術(shù)的研究，為飛行人員提供使用減推力起飛和減少起飛額定推力起飛技術(shù)的操作數(shù)據(jù)和程序，以便使飛行人員在執(zhí)行航班任務(wù)時，可以根據(jù)實際起飛重量、機場條件和氣象條件，在保證安全起飛的性能需求前提下，降低起飛推力設(shè)置（N1或EPR設(shè)置），從而減低噴氣發(fā)動機渦輪前排氣溫度，延長發(fā)動機使用壽命和維修周期，達到節(jié)約發(fā)動機維護成本的目的。
　　減推力起飛和減少起飛額定推力起飛是兩項比較成熟的技術(shù)，目前在世界上各主要航空公司中運用得較為普遍。各飛機制造廠商在飛機相關(guān)的使用手冊和FMC系統(tǒng)中提供了使用這項技術(shù)的操作數(shù)據(jù)和功能選擇。同時，F(xiàn)AA對兩項技術(shù)的使用已進行了認證，并且以咨詢通告（AC）的形式對使用程序做出了規(guī)定和限制。
　　開展以上技術(shù)的應(yīng)用需要完成以下兩項工作：（1）分析編制使用這兩項技術(shù)的操作數(shù)據(jù)，主要是各機型的機場分析手冊（分為全額定推力和減額定推力兩種）。（2）依據(jù)相關(guān)適航認證條例，制定和完善使用這兩項技術(shù)的操作程序。
　　針對第一項工作，波音公司在飛機的使用手冊、飛行手冊、快速檢查單、機組訓練手冊和FMC系統(tǒng)中提供了使用該技術(shù)的操作數(shù)據(jù)和功能選擇。同時，使用者可以利用波音公司提供的機場分析軟件和機型數(shù)據(jù)庫，計算生成各機型的機場分析手冊，該手冊是飛行人員進行減推力和減少額定推力起飛的主要數(shù)據(jù)依據(jù)。
　　對于第二項工作，波音公司在飛機的相關(guān)使用資料中（主要是使用手冊中）介紹了使用該技術(shù)的程序，同時FAA在對該技術(shù)的認證通告中制定了相關(guān)的規(guī)定和限制條件。使用者可以根據(jù)以上規(guī)定，結(jié)和本公司飛行和機務(wù)部門的相關(guān)要求，制定使用減推力和減少額定推力起飛技術(shù)的程序。該程序應(yīng)該符合以下要求：（1）FAA對該技術(shù)的適航規(guī)定。（2）波音公司的使用限制和程序。（3）使用者特殊的使用規(guī)定。（4）適航當局對使用該技術(shù)進行審定（如果需要）的相關(guān)要求。
　　使用減推力和減額定推力起飛技術(shù)的效益分析。
　　比較全推力起飛，使用減推力和減額定推力起飛將對發(fā)動機的工作狀態(tài)產(chǎn)生以下影響。
　　（1）減少發(fā)動機轉(zhuǎn)子（N1、N2、N3）速度。
　　（2）減少發(fā)動機排氣溫度。
　　（3）減少發(fā)動機內(nèi)部壓力。
　　這里我們引用CFM56-7B發(fā)動機的相關(guān)數(shù)據(jù)加以說明（如表1所示）。
　　發(fā)動機工作狀態(tài)的變化將對發(fā)動機產(chǎn)生以下有益的影響。
　　（1）減少發(fā)動機排氣溫度裕度的衰減，延長發(fā)動機熱損件的壽命。
　　（2）增加發(fā)動機在翼時間，降低發(fā)動機燃油流量的衰減，節(jié)約燃油成本。
　　（3）減少發(fā)動機返廠維修率，節(jié)約維修成本。
　　（4）增加發(fā)動機可靠性，減少空中停車率，增加簽派放行率。
　　這里僅就維修成本節(jié)支一項進行分析。根據(jù)發(fā)動機制造廠商介紹的經(jīng)驗，如果使用減推力/減額定推力技術(shù)，1臺發(fā)動機在15年的使用周期內(nèi)可以節(jié)省一次大修。以此方法估算該項目實施后的節(jié)支金額（以該項目含蓋的146臺發(fā)動機和大修費用100萬美元/臺計算），均攤到每年的維修成本節(jié)支為800萬至900萬美金左右。此外，使用該項起飛技術(shù)，可以降低發(fā)動機熱損件的維修和更換費用。實施減推力/減額定推力技術(shù)后，可以減低渦輪前排氣溫度，減少渦輪葉片因熱灼損傷導(dǎo)致的更換率，延長渦輪葉片的更換時限，從而節(jié)約維修成本。目前每片渦輪葉片的價格在8000美元左右，以此估算該項的維修成本節(jié)支也是可觀的。
　　綜上所述，使用減推力/減額定推力起飛技術(shù)，不僅可以延長發(fā)動機的在翼時間，延緩發(fā)動機性能衰減，降低燃油消耗和空中停車率，提高飛機的簽派放行率，而且可以節(jié)約發(fā)動機維修成本。可以預(yù)見，對于機隊規(guī)模較大的航空公司，使用該項技術(shù)在節(jié)約維修成本方面，提高飛機運行可靠性方面貢獻是巨大的。
　　參考文獻
　　[1] FAA關(guān)于減推力和減少額定推力起飛程序的咨詢通告.
　　[2] 國航波音飛機減推力/減額定推力起飛程序.
　　[3] 民航資源