確定運(yùn)輸機(jī)失速速度的試飛方法研究

成忠凱　代坤

摘 要：在人們生活質(zhì)量不斷提升的過程中，對飛機(jī)這種交通工具的使用頻率增加，而通常情況下，飛機(jī)可以分為軍用和民用兩種形式，然而失速速度針對這兩種飛機(jī)而言都是非常重要的。本文以美國波音民用飛機(jī)為例，對FAR和BCAR對失速的要求以及試飛方法展開了探討。

關(guān)鍵詞：運(yùn)輸機(jī)；失速速度；試飛方法

飛機(jī)使用過程中，對最小使用速度以及飛機(jī)氣動(dòng)力的確定都需要應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行確定，這一參數(shù)就是失速速度。它在使用過程中，能夠?qū)π阅堋⑻卣鞯仍陲w機(jī)中的體現(xiàn)進(jìn)行充分的確定，然而該參數(shù)需要對飛機(jī)起飛時(shí)的特征和機(jī)場的長度進(jìn)行充分的了解，因此飛機(jī)在正式投入使用的過程中必須進(jìn)行充分的試航。

一、FAR和BCAR對失速的要求

在進(jìn)行失速速度試驗(yàn)的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守適航條例，在這種情況下， 必須對FAR和BCAR進(jìn)行充分的掌握，前者為聯(lián)邦航空條例，其中第二十五條明確指出了相關(guān)試飛要求。如果在運(yùn)輸機(jī)失速速度測量試飛過程中，產(chǎn)生了嚴(yán)重的機(jī)頭下沉現(xiàn)象，同時(shí)飛行員無法通過人為方式對其進(jìn)行控制，且下沉幅度較大時(shí)應(yīng)將其判定為“失速”；同時(shí)，如果在試飛過程中，喪失操縱現(xiàn)象非常明顯，同時(shí)也會產(chǎn)生抖動(dòng)和突然失控等現(xiàn)象也可以判定為“失速”。

因此在進(jìn)行失速速度試驗(yàn)的過程中，應(yīng)在推力為零的狀況下進(jìn)行，同時(shí)在試飛過程中，能夠不同程度的組合起落架和襟翼，對飛機(jī)運(yùn)行中的使用重量最高值以及前重心位置進(jìn)行確定。在試驗(yàn)最大和最小襟翼位置的過程中，應(yīng)當(dāng)保證氣動(dòng)彈性以及升力系數(shù)等可以在重量的影響下發(fā)生適當(dāng)?shù)淖兓?/p>

在以上基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)對不同的失速形態(tài)進(jìn)行確定，促使帶動(dòng)力失速和單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)停車失速等，從而從整體而全面的角度對飛機(jī)的操縱特點(diǎn)以及失速特征進(jìn)行確定。

BCAR在對失速速度試飛進(jìn)行規(guī)定的過程中，明確指出試飛必須對襟翼位置及重心等問題進(jìn)行確定，這些規(guī)定同F(xiàn)AR相似，但是還增加了對不對稱推力狀態(tài)進(jìn)行確定一項(xiàng)內(nèi)容，其中明確指出如果失速速度產(chǎn)生故障，需要對百分之五的速度預(yù)度進(jìn)行應(yīng)用，將失速警告進(jìn)行確定，除此之外的要求同F(xiàn)AR相似。值得注意的是，征候在這兩個(gè)條例當(dāng)中是完全相同的，對失速的定義包括試飛過程中產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)、俯仰以及駕駛感震動(dòng)等[ 1 ]。

以上兩個(gè)條例在應(yīng)用過程中，包含兩個(gè)本質(zhì)上的差別，體現(xiàn)在進(jìn)入率以及失速速度的規(guī)定不同當(dāng)中。

針對進(jìn)入率而言，它指的是減速率在飛機(jī)失速中的體現(xiàn)，計(jì)算單位為公里每小時(shí)秒。FAR相應(yīng)的速度段中，需要最多十五秒，最少八秒的減速時(shí)間進(jìn)入率，相關(guān)進(jìn)入率計(jì)算公式為VeMIN-1.1VeMIN/△t；而BCAR相應(yīng)的速度段中，耗時(shí)最多五秒，相關(guān)進(jìn)入率計(jì)算公式為VMS-V相應(yīng)于（ts-5”）/5”。由此可見，從計(jì)算進(jìn)入率的角度來看，BCAR的時(shí)間區(qū)間是FAR的1/3，這充分說明不穩(wěn)定性體現(xiàn)在FAR進(jìn)入率當(dāng)中，因此擁有更為命的失速減速，因此飛行員在飛行過程中要想進(jìn)入到失速階段應(yīng)當(dāng)展開更加平穩(wěn)的飛行減速工作[ 2 ]。

在對FAA和CAA準(zhǔn)則進(jìn)行觀察的過程中可以發(fā)現(xiàn)，在以下情況下，必須對飛機(jī)的失速速度進(jìn)行充分的實(shí)驗(yàn)，其中包括新型飛機(jī)在投入以前的試飛；空氣動(dòng)力被現(xiàn)有飛機(jī)嚴(yán)重影響，需要進(jìn)行改型工作的飛機(jī)，其中改型指的是改變發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的外形兩種狀況；新的襟翼位置被應(yīng)用于飛機(jī)當(dāng)中。

二、試飛方法的研究確定

在進(jìn)行運(yùn)輸機(jī)失速速度試飛的過程中，最大的高度應(yīng)為三千五百米，最小的高度應(yīng)當(dāng)在兩千米，要想對失速速度的試驗(yàn)狀況進(jìn)行明確確定，應(yīng)當(dāng)保證飛機(jī)飛行過程中，進(jìn)入率擁有最小0.93公里每小時(shí)秒，最大-2.78公里每小時(shí)秒的值。

失速試驗(yàn)開始之前，應(yīng)當(dāng)保持在最大高度之上，試驗(yàn)構(gòu)型是飛機(jī)剛開始試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)保持的構(gòu)型，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對配平速度進(jìn)行應(yīng)用。初始狀態(tài)下，飛機(jī)應(yīng)當(dāng)始終保持在慢車推力狀態(tài)下，配平起飛的速度應(yīng)當(dāng)時(shí)構(gòu)型失速速度的1.3倍[ 3 ]。接下來飛行員在進(jìn)行拉桿的動(dòng)作時(shí)應(yīng)保證緩慢性和連續(xù)性，促使飛機(jī)減速過程中能夠在平穩(wěn)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)，最終達(dá)到失速狀態(tài)。

在進(jìn)行運(yùn)輸機(jī)失速速度試飛的過程中，獲得參數(shù)精確度以及失速質(zhì)量等同駕駛員使用的操作技術(shù)具有直接關(guān)系，而這一影響在1.1VeMIN以后更為嚴(yán)重，如果減速不夠穩(wěn)定，將造成失速升力系數(shù)不真實(shí)，從而導(dǎo)致失速速度無法進(jìn)行有效的試驗(yàn)。在這種情況下，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)應(yīng)用技術(shù)熟練的飛行員。

開展失速試驗(yàn)最主要的原因是促使減速率進(jìn)入在-1.853公里每小時(shí)秒的狀況下實(shí)現(xiàn)，保證飛機(jī)運(yùn)行過程中始終保持在最小的失速速度上。在這種情況下，飛行員應(yīng)當(dāng)保證促使升降舵偏度能夠逐漸增加，并保證最大偏度在VeMIN以前實(shí)現(xiàn)。如果在試飛過程中，下沉現(xiàn)場產(chǎn)生于機(jī)頭當(dāng)中，飛行員要想保證飛機(jī)增速應(yīng)當(dāng)快速的進(jìn)行推桿，對失速進(jìn)行改出，而這一過程中不需要過猛的用力。

通常情況下，在進(jìn)行連續(xù)的運(yùn)輸機(jī)失速速度試飛的過程中，應(yīng)當(dāng)對推力進(jìn)行增加，促使其到達(dá)最初試驗(yàn)的高度便可以對以上動(dòng)作進(jìn)行充分[ 4 ]。盡管適航條例當(dāng)中要求失速速度確定為零推力，但事實(shí)上，多數(shù)情況下都需要保證失速實(shí)驗(yàn)在慢車推力的狀況下進(jìn)行，一旦失速升力系數(shù)受到油門位置的嚴(yán)重影響，應(yīng)對最大油門進(jìn)行應(yīng)用，從而保證失速升力系數(shù)能夠?qū)σ粋€(gè)高推力進(jìn)行確定，同時(shí)對推力變化背景下的關(guān)系曲線進(jìn)行制作，促使其逐漸向零推力靠近，從而保證失速速度體現(xiàn)為真正最大勝利系數(shù)。在充分的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，失速升力系數(shù)受慢車推力的影響可以忽略。值得注意的是，在進(jìn)行試飛的過程中，應(yīng)盡量選擇開闊的地點(diǎn)，如河流和海的上空，從而防止試驗(yàn)過程中居民受到落物的威脅。

三、結(jié)論

綜上所述，在世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程不斷加快的背景下，飛機(jī)作為重要的交通工具，將會發(fā)揮越來越重要的作用。飛機(jī)使用過程中，一項(xiàng)重要的參數(shù)內(nèi)容就是失速速度，在這種情況下，積極加強(qiáng)運(yùn)輸機(jī)失速速度的試飛方法研究具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李勤紅，馮瑞娜，周曉飛.小型通用民用飛機(jī)的失速試飛研究[J].飛行力學(xué)，2005，03：75-78.

[2] 孫懿.民用飛機(jī)起飛距離算法優(yōu)化研究及實(shí)例分析[D].中國民用航空飛行學(xué)院，2015.

[3] 張帥.客機(jī)總體綜合分析與優(yōu)化及其在技術(shù)評估中的應(yīng)用[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

[4] 黃聲寅.新型超音速巡航運(yùn)輸機(jī)氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.