淺析民機側風飛行適航條款及試飛要點


一、背景

風是大氣環境中最常見的自然現象。飛機在大氣環境中飛行,自然要受到風的影響。對於飛行安全而言,危及飛行安全的主要是側風。尤其是對起飛和著陸階段的影響最為突出。

側風是指與某一方向或行進方向有正交分量的風。對於航空器來講,側風是指風吹過的分量與航空器運行方向垂直,使得航空器起降或者滑跑更加困難與危險的風。(如圖1所示)

淺析民機側風飛行適航條款及試飛要點

圖1 飛機側風圖


側風會引起航空器的升力、俯仰力矩、側向力發生不同程度的變化。飛機遭遇側風,兩翼所受風的作用力不同,迎風一側的升力增加,背風一側的減少,產生一個傾斜的力矩。而且側風壓力中心和飛機重心不重合,使得飛機產生轉向逆風方向的轉彎力矩。

傾斜力矩和轉彎力矩如果過大常常會導致飛行事故。(如圖2所示)

淺析民機側風飛行適航條款及試飛要點

圖2 飛機側風事故圖


飛行員的操縱是否能夠消除側風的影響,取決於飛機的抗側風能力,這種抗側風能力需滿足適航規章要求,並通過適航符合性驗證。

二、側風相關適航條款

與運輸類飛機側風條件飛行的操縱性和穩定性相關的適航要求主要由適航條款25.233 (a)、25.237(a)組成。

1、CCAR25.233 (a) 航向穩定性和操縱性

飛機在地面運行可預期的任何速度,在風速直到20 kn或 0.2VSRO(取大者,但不必高於25 kn)的90º側風中,不得有不可控制的地面打轉傾向。這可在制定25.237要求的90º側風分量時予以表明。

2、CCAR25.237 (a) 風速

對於陸上飛機和水陸兩用飛機,必須制定在幹跑道上對起飛和著陸經演示是安全的90º側風分量,該分量必須至少是20節或0.2VSRO(取大者,但不必超過25節)。

三、適航要求分析、符合性驗證思路以及建議的符合性方法

1、適航要求分析

25.233(a)款是對有動力的情況下側風中飛機地面打轉趨勢的要求。該款要求的不得有不可控的地面打轉傾向,駕駛員可以利用差動發動機推力(或拉力)、剎車和空氣動力操縱機構控制住打地轉的傾向,該條款不需要單獨驗證,可結合第25.237條款對應的側風試驗予以表明。

25.237(a)款中“該分量必須至少為20節或0.2VSR0(取大者,但不必超過25 節)”中0.2VSR0是取決於著陸形態失速速度的變量,如VSR0=140節,0.2VSR0=28節,此時側風限制可取最小值25節;如VSR0=95節,0.2VSR0=19節,則此時側風限制的最小值必須至少為20節。這是對飛機起飛、著陸的最低側風要求,往往飛機生產廠家會演示比本條款要求更高的側風速度,使飛機有更廣的航線適用性和飛行的安全裕度。本款要求該側風限制的最小值應是90度側風分量,且必須在幹跑道上演示能夠安全的起飛和著陸。

2、符合性驗證思路

該條款主要採用MOC6飛行試驗進行驗證,具體試飛程序可以參考FAA諮詢通告AC25-7C第二章飛行第七節地面和水面操縱特性。主要試飛思路為:

  • 在至少在為20節或0.2VSR0(取大者,但不必高於25節)的90度側風分量下,進行三次起飛和著陸,其中至少應當有一次著陸至完全停機。
  • 對於每一次試驗條件,均應當由駕駛員進行飛機的操縱能力、操縱力、側突風條件下(如有時)的飛機動響應、以及總體操縱特性的定性評定。此試驗狀態下,駕駛員無須使用特殊駕駛技能和額外體力,即可對飛機操縱自如。
  • 試飛狀態點應選擇小重量、後重心。
  • 若安裝有反推力裝置時,應當在按照正常程序將反推力裝置打開下進行上述著陸,並應當增加臨界反推力/功率水平下的幾次著陸以核查是否存在不滿意的操縱特性。
  • 側風試飛時,風速測量是關鍵。適航規章要求測量10米高度的風速值,如果試驗中所測量到的風速不是跑道平面10m高度處的數據,那麼就需要對已測量的數據進行修正。試驗風速可以通過多種方式來獲得,相比而言,來自位於起飛離地點和著陸接地點附近的風況測量站的風況數據通常最為精確也最為可取。在大側風起降試飛中,將活動氣象車置於起飛離地點和著陸接地點附近來測量整個試驗過程中的風況數據,以便為大側風起降試飛提供可靠的數據支持。

3、建議的符合性驗證方法

側風適航條款建議採用飛行試驗的方法來驗證。

參考文獻:

1、CCAR 25部R4版

2、AC25-7C


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