民機(jī)減推力起飛靈活溫度和特征速度的確定方法研究

惠少輝，石佳偉

（中國飛行試驗(yàn)研究院，陜西 西安 710089）

根據(jù)AC25-13，適航認(rèn)可的飛機(jī)減推力起飛方法有兩種，分別是等級減推法和靈活溫度法。等級減推法是通過降低發(fā)動機(jī)起飛推力額定值，使發(fā)動機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下工作，以減小飛機(jī)起飛推力。靈活溫度法是在FADEC中輸入一個假定的高于實(shí)際外界環(huán)境溫度的溫度值，使發(fā)動機(jī)根據(jù)這個假定的溫度來控制燃油流量，以達(dá)到減小起飛推力的目的。兩種方法的區(qū)別在于等級減推法在適航上被認(rèn)為是“另一臺發(fā)動機(jī)”，需要通過與正常起飛推力一樣的適航審定程序，并給出不同推力等級的性能限制值；而靈活溫度法則被認(rèn)為是同一發(fā)動機(jī)的不同溫度限制值，不需要進(jìn)行前者所需的審定程序。此次研究的減推力方式為靈活溫度法。

1 條款要求

采用靈活溫度法，AC25-13 要求減推力起飛設(shè)置應(yīng)確保：

（1）不會導(dǎo)致起飛時正常工作的系統(tǒng)或功能喪失，比如自動擾流板、發(fā)動機(jī)失效告警、構(gòu)型告警、依賴于發(fā)動機(jī)引氣的系統(tǒng)、或任何與安全要求相關(guān)的系統(tǒng)。

（2）至少為當(dāng)時外界條件下起飛推力或等級起飛推力的75%。

（3）靈活溫度減推力起飛的相關(guān)速度（VEF、VMC、V1、VR、V2）不能低于滿足適航控制性準(zhǔn)則要求的實(shí)際溫度條件下的相應(yīng)速度。

（4）用于表明符合25.115 起飛飛行航跡和25.121（c）起飛最后階段爬升梯度要求的推力設(shè)置，不能大于初始建立的推力設(shè)置值。

（5）對裝備可操作的ATTCS 的飛機(jī)，不能計及其一發(fā)失效時的推力增加所帶來的增益。

2 靈活溫度上下限

靈活溫度的上限受AC25-13 要求的上節(jié)中第（2）條和第（4）條的限制，即推力減小量不超過25%的當(dāng)時外界條件下的起飛推力，以及減推后的初始起飛推力不得低于表明符合25.115 起飛飛行航跡和25.121（c）起飛最后階段爬升梯度要求的推力設(shè)置。表明符合25.115 和25.121（c）條的MCT 推力為實(shí)際溫度下的MCT 推力。最大靈活溫度的確定方法如圖1 所示，為確定最大靈活溫度首先判斷靈活溫度為TMCT時的推力降幅大小。表1 給出了不同高度，不同實(shí)際溫度下靈活溫度為TMCT時的推力降幅，其中MCT 推力取速度為起飛最后階段爬升220kt 時的推力曲線，T/O 推力取速度為0 時的推力曲線。

圖1 最大靈活溫度的確定

由表1 可知在整個溫度高度包線范圍內(nèi)，靈活溫度為TMCT時的推力降幅均高于25%，因此飛機(jī)減推力起飛的最大靈活溫度完全由25%的推力降幅溫度（T25%）決定。查閱手冊確定空調(diào)打開，防冰關(guān)閉時不同高度和不同實(shí)際溫度下的最大靈活溫度。由手冊可知，海平面OAT 小于35℃時，最大靈活溫度選擇為ISA+50℃，可以滿足減推25%的要求。另外，在高海拔條件下，ISA+50℃時的起飛性能已受限嚴(yán)重，實(shí)際運(yùn)營重量基本不會低于此時的起飛限重，不需要選擇更高的靈活溫度進(jìn)行減推。則本飛機(jī)允許的最大靈活溫度取為ISA+50℃。

表1 靈活溫度為TMCT 時的推力降幅

對于其他機(jī)型，A320 飛行手冊“使用限制”一章中給出的最大靈活溫度為ISA+53℃；ERJ190 飛機(jī)使用手冊“性能”章節(jié)靈活溫度確定表中給出的最大靈活溫度在海平面下為64℃（ISA+49℃）。相比上述機(jī)型，本飛機(jī)取ISA+50℃作為最大靈活溫度上限也是合理的。

表2 給出了不同環(huán)境條件下按靈活溫度減推的推力降低百分比。部分標(biāo)灰色底色數(shù)據(jù)表示已超過該實(shí)際溫度下的最大靈活溫度。可以看出，靈活溫度上限按照ISA+50℃給出，可以滿足大多數(shù)機(jī)場條件減推25%的要求。

3 靈活溫度減推力的起飛速度

靈活溫度起飛的起飛速度不能低于滿足適航控制性準(zhǔn)則要求的實(shí)際溫度條件下的相應(yīng)速度。對于本飛機(jī)，VMCG不引入溫度的影響，靈活溫度和實(shí)際溫度下的VMCG相同。本飛機(jī)的V1最小不得低于VMCG后一秒采用單發(fā)加速的速度，由溫度影響發(fā)動機(jī)推力造成的最小V1的差別在1kn 以內(nèi)，可以忽略，可認(rèn)為靈活溫度下的最小V1與實(shí)際溫度相同。因此靈活溫度下的V1能保證在實(shí)際溫度下也滿足最小操縱速度的安全條件。飛機(jī)的VR主要受在離地35ft 以前加速到V2的要求決定，因V2不隨溫度改變，溫度越高飛機(jī)的推重比越低，故靈活溫度下的VR大于實(shí)際溫度下的值，在實(shí)際溫度下采用靈活溫度下較大的VR起飛是安全的。因此對于本飛機(jī)靈活溫度下的起飛速度能夠滿足不低于適航控制性準(zhǔn)則要求的實(shí)際溫度條件下的相應(yīng)速度。

若靈活溫度AT 取為溫度T，小于最大靈活溫度MaxAT，則靈活溫度AT 下的起飛限重等于實(shí)際重量，直接將其對應(yīng)的速度作為起飛速度。若靈活溫度AT 受最大靈活溫度MaxAT 限制，MaxAT 小于溫度T，則靈活溫度AT 下的起飛限重大于溫度T 下的限重（等于實(shí)際重量），直接查得的靈活溫度AT 限重下的速度也大于靈活溫度AT 下實(shí)際重量對應(yīng)的速度。但是較小重量下按較大重量的起飛速度起飛，不論起飛距離、加速停止距離、起飛速度、剎車能量、起飛航跡都是滿足安全條件的，因此在這種情況下也直接將表2 中查靈活溫度對應(yīng)的起飛速度作為靈活起飛的速度。

表2 靈活溫度減推百分比（海平面）

4 結(jié)束語

本文首先介紹了適航認(rèn)可的飛機(jī)減推力起飛的兩種方法，即等級減推法和靈活溫度法，并說明了兩種方法在適航上的不同，提出了本文著重研究的靈活溫度法。隨后研究中國民用航空規(guī)章第25 部條款中對于減推力起飛的要求并確定了減推力起飛的原則，并著重介紹了采用“靈活溫度法”時基于條款對靈活溫度上下限和靈活溫度減推力下的起飛速度的確定流程和方法。通過對比其他機(jī)型，本機(jī)制定的靈活溫度上下限合理可用，并在實(shí)際飛行中得到了驗(yàn)證。