民用飛機環境包線研究

文/閆光巍 孫澤鵬

0 引言

飛機環境包線，也稱為溫度－高度包線，為飛機結構和各系統設計、機載設備的選擇和開展環境試驗提供設計參考和依據，也是飛行手冊中構成飛機運行的限制之一。合理制定環境包線十分重要，但各類飛機設計手冊、機型飛行手冊等參考資料中往往只給出某些典型機型的環境包線，而如何制定該包線卻很少有討論。本文通過對一些典型環境包線的分析，總結編制該包線的原則和方法，為飛機的型號設計者提供參考。

1 環境包線定義

運輸類飛機適航規章CCAR-25-R4中第25.27條對制定飛機的環境包線提出了要求：必須制定受飛行、結構、動力裝置、功能和設備的特性限制所允許的最大周圍大氣溫度和最大高度。

國內外一些民用運輸類飛機和水陸兩棲飛機典型的環境包線，如圖1所示。

圖1 典型飛機環境包線

由圖1可見，飛機運行環境包線是飛機運行外部大氣溫度與壓力高度組成的包線，主要包含高/低溫限制、最大/最小壓力高度、起降條件的限制等要素，且一般具備以下特點：

a) 地面高溫限制一般為50℃～55℃；

b) 地面低溫限制溫度一般低于-40℃；

c) 高溫邊界平行于ISA曲線，通常為ISA+34℃。

2 制定環境包線考慮因素

在確定飛機環境包線的各邊界時，主要考慮五方面因素。

2.1 市場目標使用地域及其大氣溫度極值

飛機目標使用地域取決于飛機的市場定位，不同地域的大氣環境極值可供參考的國內外標準主要包括HB 5652.1-81、HB5652.2-84和MIL-STD-310。

參考HB5652.1-81，可分別查得1%時間風險率、5%時間風險率、10%時間風險率和20%時間風險率的高低溫極值。……