全機動能力(full maneuver capability)
全機動能力(full maneuver capability)是B737飛機進行機動裕度保護的一個重要概念。這一概念貫穿于B737飛機所有的飛行階段。B737飛機的氣動性能設(shè)計和飛行程序設(shè)計能夠保證飛機在絕大多數(shù)情況下都具備全機動能力。
所謂“全機動能力”是指飛機具備1.3g 或40 度坡度(25 度坡度和15 度意外裕度)到抖桿的最小裕度。
“足夠的機動能力”(adequate maneuver capability)。
在某些飛行階段,飛機是不具備“全機動能力”的。手冊使用“足夠的機動裕度”一詞進行描述。
所謂“足夠的機動能力”在訓練手冊里并沒有給出直接的定義。但是凡是涉及到“足夠的機動能力”這個詞的地方,大都伴以“或30 度坡度(15 度坡度和15 度裕度)”這樣的描述。
所以可以認為,“足夠的機動能力”基本等同于飛機具備1g 或30 度坡度(15 度坡度和15 度裕度)到抖桿的最小裕度。
判斷飛機當前的速度、姿態(tài)和構(gòu)型下的機動裕度,是B737飛行員的一項基本技能。下面就介紹一個典型的機動裕度保護操作。
襟翼1位收向UP位時的機動裕度
按照B737的起飛收襟翼計劃,到達當前襟翼機動速度且有增速趨勢后,可以收下一個襟翼。在收襟翼過程中,絕大多數(shù)情況飛機都具備“全機動能力”。唯獨襟翼1位向UP位收上時例外。
下圖描述了這一過程中飛機的機動能力。橫軸為速度,縱軸為機動裕度。
這張圖表可以從兩個方面進行解讀:
(1)襟翼不變的情況下,隨著速度的增加,飛機的機動裕度也會增加。
(2)當襟翼收向上一個位置后,升力減小。這會導致飛機的機動裕度突然下降。
襟翼5收向襟翼1時,機動裕度降低,失速速度增大,但是幅度不大。(下圖)
襟翼1收向UP位時,機動裕度降低明顯,失速速度大幅增加。
襟翼1位向UP收上的過程不具備“全機動能力”
當飛機到達襟翼機動速度,由襟翼1收向UP位。此時的飛機機動裕度會大幅度下降至全機動能力(40度坡度)以下,但是仍然具備30度以上的坡度能力。
如果飛機以直線飛行的狀態(tài)將襟翼1收向UP位,那么機動裕度是有保障的。按上圖的顯示,此時飛機至少還具備30度坡度至抖桿的機動裕度。
如果飛機正在以25度(HDG SEL)或30度(LNAV)坡度轉(zhuǎn)彎,那么飛機就只有不超過10度的機動裕度了。
某些不利因素會降低飛機的機動裕度:
(1)防冰
“術(shù)語‘減小的機動裕度’如果用于防冰系統(tǒng),意思是失速警告邏輯把抖桿調(diào)整到較低的迎角。這將產(chǎn)生較大的抖桿速度和較高的最小機動速度。使用防冰系統(tǒng)不會影響襟翼收/放速度,由此,機動裕度減小?!?/span>
---《B737機組訓練手冊》
“波音已證明以下飛行條件可能導致干擾性抖桿事件:
2. 起飛后或復飛時,如果發(fā)動機防冰接通或離地后接通大翼防冰,襟翼從 1 收至全部收上的收襟翼機動過程中.”
----《波音飛行機組操作手冊通告BEJ-35 R1》
(2)前緣襟翼過渡燈亮
與防冰接通時的情況類似,當琥珀色的前緣襟翼過渡燈亮時,飛機也會自動提高失速邏輯。
(3)顛簸
嚴重顛簸會導致飛機的載荷因數(shù)瞬間增加。載荷因數(shù)增加會導致失速速度提高。這也是我們通常所見的嚴重顛簸觸發(fā)瞬間抖桿的原因。
(4)順風分量增加
離場轉(zhuǎn)彎過程中,順風分量增加會導致飛機增速困難,機動裕度恢復緩慢。(例如,起飛左側(cè)風,離場向右轉(zhuǎn)彎。)
典型的觸發(fā)過程
當轉(zhuǎn)彎、襟翼1收UP以及上述不利因素疊加在一起時,就可能觸發(fā)意外的抖桿。這個問題不止一次在航班中出現(xiàn)過。
多數(shù)案例中,收襟翼抖桿的觸發(fā)過程是這樣的:
(1)起飛后飛機按離場程序進入大角度轉(zhuǎn)彎,坡度保持在25或30度。
(2)速度達到襟翼1機動速度后,機組立刻將襟翼收上。
(3)轉(zhuǎn)彎后半段順風分量增加,空速上升緩慢。
(4)較嚴重的顛簸、亂流或尾流作為“最后一根稻草”登場。
飛機載荷因數(shù)瞬間增大,失速速度提高。
(5)顛簸、亂流或尾流導致姿態(tài)和空速波動,觸發(fā)失速警告抖桿。
如何規(guī)避這一風險
上述五各環(huán)節(jié)中,我們只要打斷的任意一環(huán),都可以避免“收襟翼抖桿”現(xiàn)象。
(1)減小坡度
如果橫滾選用LNAV方式,AFDS會使用30度坡度進行大角度的離場轉(zhuǎn)彎。機組可以采用人工操縱或者HDG SEL方式進行干預。
當發(fā)現(xiàn)失速迎角指示器(小耙子)距離指引桿很近時(下圖),減小坡度至15度。這樣可以保證飛機具備15度的意外裕度。
“收襟翼過程中,應(yīng)該在達到當前襟翼位置的機動速度時開始選擇下一個襟翼位置。因此,當選擇了新的襟翼位置時,空速小于該襟翼位置的機動速度。由于這個原因,當選擇下一個襟翼位置時,空速應(yīng)該增加。在收襟翼過程中,襟翼收上速度提供至少足夠的機動能力或30 度坡度(15度坡度角和15 度裕度)到抖桿?!?/span>
----《B737機組訓練手冊》
編者注:結(jié)合上下句的語境分析,筆者認為粗體字中的“襟翼收上速度”一詞,應(yīng)當是“襟翼收上時的速度”之誤。苦于手頭沒有英文版的《737機組訓練手冊》無從證實,暫且存疑。如果哪位有英文原文還望不吝賜教。謝謝。
(2)延遲收襟翼
對于某些離場程序來說,使用15度坡度轉(zhuǎn)彎,會產(chǎn)生十分不利的影響。因為15度坡度轉(zhuǎn)彎無法達到程序要求的“3度每秒”的轉(zhuǎn)彎速率。這個問題在地形復雜,需要嚴格控制離場航跡的機場顯得尤為棘手。
另外一種解決方案是延遲收襟翼。
當速度達到襟翼1機動速度時,繼續(xù)增速10-15節(jié),然后再將襟翼收至UP位。這樣收襟翼全過程就都具備“全機動能力”了。
(3)順風增加時,“打時間差”。
我們需要明確這樣一個概念:
順風不會導致增速困難。
順風分量增加才會導致增速緩慢。
順風不可能無限制的增加。順風分量切變再大,也注定只是幾秒鐘的短暫過程。我們可以選擇避開這個時間段收襟翼。
首先,要確認速度穩(wěn)定的超過襟翼1機動速度,再將襟翼收上。
某些機隊規(guī)定,指示速度趨勢的綠箭頭達到下一個襟翼機動速度后才可以收下一個襟翼。這也不失為一個良好的預防措施。
其次,確認風向風速基本穩(wěn)定后,再將襟翼收上,但最遲不應(yīng)當晚于襟翼收上的機動速度。
再次,如果有必要,可以考慮取消減推力爬升設(shè)置。
(4)如果遇到嚴重的顛簸、亂流或尾流,立刻減小坡度。
爬升過載、顛簸和轉(zhuǎn)彎坡度都會增加的飛機的載荷因數(shù)。載荷因數(shù)瞬間增大,失速速度也隨之增大。
上述因素中,只有轉(zhuǎn)彎坡度是受機組控制的因素。減小轉(zhuǎn)彎坡度可以降低飛機總的載荷因數(shù),進而降低失速速度。
(5)盡量利用自動飛行系統(tǒng)。
顛簸、亂流或尾流會對速度和姿態(tài)帶來較大幅度的擾動。盡早接通自動飛行系統(tǒng),能夠減輕機組工作負荷。機組的精力解放出來,才能進行更全面的監(jiān)控和趨勢預判。
例如(3)所講的“打時間差”的方法,需要機組發(fā)現(xiàn)問題、分析情況、預判趨勢,然后采取措施。很難想象人工飛行方式下,機組能夠在幾秒中內(nèi)完成上述步驟。
機組認為必要時,可以再次斷開自動駕駛,以人工操縱干預飛行狀態(tài)。
優(yōu)劣分析
綜上所述,收襟翼過程中遇到機動裕度不足,主要的處置手段就是“減小坡度”和“延遲收襟翼”兩種。
“減小坡度”的優(yōu)點在于,減小阻力、減小飛機總的載荷因數(shù)。
“減小坡度”的缺點在于,轉(zhuǎn)彎角速度小,飛機機動能力受限制。
“延遲收襟翼”的優(yōu)點在于,增大機動裕度,確保收襟翼全程具備“全機動能力”。
“延遲收襟翼”的缺點在于,阻力增大。而且順風切變完成后,通常伴隨著空速的快速、大幅上漲,空速容易超過襟翼標牌速度。
諸如“擦機尾”、“推力裕度”和“收襟翼抖桿”這類問題處置起來難度不大。它們最可怕的地方在于很多人不知道它們的存在。
在寫作過程中,筆者也盡可能側(cè)重于原理、誘因和現(xiàn)象的描述。
只要你知道這個問題存在,清楚發(fā)生機理,解決方案未必有一定之規(guī)。就像小平同志說的:“黑貓白貓,抓住耗子就是好貓?!?/span>
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五一原打算多發(fā)幾篇的。沒想到上學習班老師留了一萬多字的作業(yè)。這兩天寫得我是“一佛出世,二佛升天”。這篇是勉強湊出來的。因為趕時間,所以通篇的邏輯條理不太順,只能對大家說抱歉了。有機會我會重新修改再發(fā)一遍的。
圖還是一如既往的大,建議大家在有WIFI的地方打開。但如果你已經(jīng)看到本行提示,說明你已經(jīng)全都打開了。:B
本篇與《高空推力裕度保護》算是個姊妹篇吧。都是從幾年前的一篇大的課件中截取出來的,后面還會有大概三四篇?!恫翙C尾》和《高空推力裕度》發(fā)布后,很多前輩和同行參與討論。筆者獲益匪淺,在此摘錄一二。
(1)諸如烏蘭巴托這樣的下坡跑道,不能單純參考地平儀姿態(tài)保護尾撬。
(2)側(cè)風起飛過程中,側(cè)滑帶來的額外阻力也是“抬頭不離地”的誘因之一。
(3)學員過分擔心“陰影區(qū)擦機尾”可能會出現(xiàn)帶桿停頓。這會導致減震支柱二次壓縮。
(轉(zhuǎn)載:藝不壓身)
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