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與時俱進,永葆生命力

2015-05-30 10:48:04凡合
環球飛行 2015年7期
關鍵詞:飛機計算機

凡合

空客A330飛機自1992年投入使用以來,憑借著其與無倫比的經濟性與舒適性成為眾多航空公司的首選,同時也成為了最可靠的機型之一。A330飛機可以靈活安排在短程國內航班到十幾個小時的洲際航班上,同時它還能在復雜的高高原機場運行。出色的飛行性能與遠程運營能力使A330系列飛機在如今競爭激烈的航空市場有著極強的優勢。作為目前使用最為廣泛的遠程雙發寬體式客機之一,A330飛機獲得了超過1300架確認訂單,已經向全球100多家客戶累計交付了1100多架飛機。

在航空市場上取得成功的同時,A330飛機也是飛行員最喜愛的機型之一。A330的駕駛艙及電傳操縱的設計源自于另一款成功的空客機型——A320飛機。同時在飛機系統和結構方面,很多設計理念與其他空客機型是相通的。尤其是駕駛艙的設計,超過90%的操作面板與A320機型相通,這樣飛行員通過不到兩周的差異訓練就能由A320機型飛行員轉為A330機型的飛行員。

先進的電傳操縱

傳統的飛機大多采用拉桿、繩索、滑輪等機械式的傳導方式將飛行員在駕駛艙的操縱力傳導到操縱面上控制,但是隨著噴氣式飛機的發展,控制面積越來越大,所需要作用在駕駛桿上的力也就越來越大。雖然工程師們研究出許多類似于液壓放大裝置的復雜機械助力系統幫助飛行員,但是這些復雜的機械裝置往往比較笨重,而且在某些條件下,還是需要飛行員較大力的反饋,這一點對于波音737早期型號的駕駛員來說深有感觸。

電傳操縱是將飛行員的操縱輸入轉化為電信號,經過計算機的計算和處理,再通過電纜傳輸到執行機構的一種操縱。這種設計可以為高性能的飛機節省不少液壓管和機械傳導裝置的重量。這套技術最早用于軍用的高性能飛機,由空客公司最早在A320飛機上使用。在民用客機使用電傳操縱技術的20多年里,該技術使得新型高性能飛機比傳統飛機相比飛行成本更低,飛行更安全,操縱更方便。空客A330飛機的電傳操縱由5個飛行操縱計算機根據正常、備用或者直接法則處理飛行員和自動駕駛的輸入。A330電傳操縱計算機不是簡單“傻瓜”式執行飛行員的輸入。在正常法則的保護下,飛行操縱計算機會對飛行員的輸入做出一個“判斷”,如果該輸入超過極限值,計算機認為這樣的操縱不安全,飛行計算機會對操縱的輸出做出一定的干涉,這個就是正常法則下的保護模式。例如,安全放出襟翼的最大高度是20000英尺,曾經在外航某個老式飛機上,飛行員在高空誤將襟翼手柄當成減速板手柄放出,造成飛機突然急劇上升,導致機艙的旅客受傷。而A330飛機操縱計算機的保護邏輯就能夠避免這類意外的發生。在計算機探測到高于22000英尺時,計算機不會執行飛行員放出襟翼的操縱指令,而且還會提供一個警告信息,告訴飛行員襟翼手柄不在0位。還有類似的大迎角保護、超速保護等等,都能夠對飛行的安全保駕護航。

盡管電傳操縱有著如此多的優點,但是對于一些傳統的飛行員還需要一定的適應過程。特別是對于大側風的修正,有過波音與麥道飛機飛行經驗的飛行員往往認為A330的抗側風和抗氣流擾動的能力不如波音和麥道。傳統飛機的副翼偏轉角度與飛行員側桿的輸入是正比關系,與傳統的飛機不同的是,A330的電傳操縱在空中會對飛行員的輸入指令進行自動的配平。在空中,飛行員的側桿偏轉角度與飛機的橫滾率成正比,在正常的飛行包線內,飛行員側桿的橫側輸入是對飛機的橫滾率進行控制,當飛行員對側桿橫側輸入到飛機保持一個坡度時,再松開桿,飛機會保持一定的坡度。在模擬機教學中,學員五邊進近不穩定時,教員有時會要求“松開桿”,這時飛機反而比學員過于頻繁操縱側桿要穩定,這是因為電傳操縱的靈敏度高,修正量要有適當的掌握,不然容易造成飛機“五邊炒菜”。

極佳的氣動性能

剛剛接觸A330的飛行員可能對飛機能量的控制把握不準,特別是在飛機比較重的情況下進近,如果按照A320放襟縫翼的時機來放形態,有時候甚至會因為減速不及時造成低于1500英尺建立全形態而復飛。

筆者曾經在飛機上聽到一位剛剛由A320轉機型的機長評論A330飛機的“減速性能太差”,也曾有A330的資深教員告訴我們“在A330上拉減速板下降太正常了”。這些都是因為A330飛機的襟翼面積相對比較大,升阻比大的結果。與同家族的A320飛機相比較,作為重型飛機的A330的綠點速度和F速度甚至比A320還要小十節左右。A330的機翼為計算機控制的可變彎曲度翼型,機翼的后掠角(25%弦長)為30度,翼尖加裝了翼尖小翼。升阻比比A300提高了40%。

升阻比大直接影響著飛機的飄將性能,飄將性能是飛機在發動機失效后的最后一根救命稻草。2001年8月24日,一架越洋航空的A330-243飛機在大西洋上空飛行,因為左發的一條燃油管泄漏觸發然后不平衡信息,機組機械得執行了燃油交輸程序后,造成兩側油箱的燃油都從左發破損的油管泄漏。燃油泄漏殆盡后,雙發熄火,飛機成為了一個巨大的滑翔機。最后飛機憑著優越的飄降性能,在雙發熄火20分鐘后降落在拉日時空軍基地。這一次航空事故創造了商業航空史上飛機飄將的紀錄。

A330飛機可以算得上是最能“飄”的商業重型機。依據空客給出的數據,雙發失效的情況下,A330飛機可以在4萬英尺的高度以綠點速度飄降超過200海里。這一性能甚至是很多小飛機都無法媲美的。當然有人說這種性能對于商業飛機不重要,畢竟雙發同時熄火的可能性微乎其微。但是極佳的升阻比的最重要的好處是省油,A330飛機可以以較低的油耗維持在空中飛行。在兩萬英尺的空中,A330維持綠點速度飛行的油耗只有4噸/小時,這油耗對于維持一個近兩百噸的龐然大物在空中飛行來說,這已經是相當低的油耗值了。

靈活舒適的客艙

目前A330飛機的客機型號有兩種,分別是A330-200、A330-300。A332適合遠程超過10個小時的航班,擁有卓越的航程和貨物運載能力,在廣州至倫敦的航線上,有效載荷甚至比同級別的波音787還大;A333適合10個小時以內的區域航班,在航程和成本兩個方面做出了權衡,還取消了中央油箱設計,改造成機組休息室,使乘務員的休息空間更加舒適寬敞。為了讓遠程航班旅客感覺到舒適性,A330飛機在客艙的靈活和舒適性方面進行了優化,采用了222英寸橫截面的寬體機身,提供了最大的運營靈活性以滿足市場的發展趨勢。A332能提供最大375個座位,當然航空公司的選型通常為三艙布局兩百多個座位。A330改進了客艙照明和空調系統,為遠程飛行提供了適宜的環境。在新出廠的330飛機上,還能通過旅客的人數智能調節客艙空調,使艙內溫度達到最佳的狀態。通過改進機身的材料和發動機的設計,A330飛機的艙內噪音比A320小得多。

A330的貨艙設計也相當合理,前后兩個貨艙可以為航空公司運載更多的貨物。貨艙門設計成為向外打開,可以更方便裝卸貨物集裝箱。小型散貨艙的設計又提供了貨物裝載的靈活性。

A330飛機已經投入使用將近20年,空客公司仍在不斷升級其系列產品,將最新的技術改進升級應用在A330上,包括源于研發A350的最新項目成果,以保證A330系列飛機的持續成功。最近空客公司又宣布研發為適應中國市場的A330區域型飛機。這一輕量版的A330-300型飛機是為了適應空域繁忙而人口密集的地區性航班設計的。通過改進A330-300的發動機和客艙,讓這個輕量版飛機更適合5個小時以內的區域航班,減輕了最大起飛重量,使得A330區域版飛機顯著降低單個座位的成本。

從以上性能來看,不得不說空客A330飛機是一款成功的機型。也正因為如此,A330在市場上獲得了較為廣泛的認可。相信隨著技術的不斷進步,A330飛機將永葆生命力。

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