第二章起飞性能课件.ppt

1、2005-3-71第二章第二章 起飞性能起飞性能作者：杨军利2005-3-72 本章先介绍相关的概念，然后介绍了三种起飞情况下的起飞场道性能，分析了平衡和不平衡场地条件下确定决断速度V1和场地长度限制的最大起飞重量的方法，接着介绍了起飞航道性能，最后讨论了影响最大起飞重量的因素及优化起飞性能的方法。2005-3-73 飞机从地面开始加速滑跑到飞机离地高度不低于1500英尺，完成从起飞到航路爬升构型的转换，速度不低于1.25VS，爬升梯度达到规定值的过程叫做起飞。起飞航迹由起飞场道和起飞航道两个部分构成。2005-3-741 1 空中空中最小操纵最小操纵速度速度（V VMCAMCA）飞行中如关键

2、发动机在该速度上突然停车，使用正常的操纵技能，能保持向工作发动机一侧的坡度不大于5度的直线飞行，为维持操纵所需的方向舵脚蹬力不超过150磅的最小飞行速度。VMCA1.2VS（相应构型）影响因素发动机实际推力 飞机重量 舵面效应 2.1 2.1 基本概念基本概念2.1.12.1.1起飞速度起飞速度关键发动机是指对飞行姿态和飞行性能影响最大的那台发动机。要求2005-3-752 2 地面最小操纵速度地面最小操纵速度(V VMCGMCG 在起飞加速滑跑中，关键发动机突然停车，其他发动机处于起飞工作状态，飞行员只用空气动力操纵面（驾驶盘和方向舵）而且不需要特殊的操纵技巧能恢复对飞机的操纵，方向舵蹬舵力

3、不超过150磅，并且飞机的侧向偏移不超过30英尺的最小速度。影响因素机场高度 大气温度 飞机重量30ft2005-3-763 3 最小离地速度最小离地速度(V VMUMU)飞机以最大允许的地面俯仰姿态离地的最小速度。影响因素飞机重量 起飞构型2005-3-774 4 抬前轮速度（抬前轮速度（VR R）起飞滑跑中，飞行员开始拉杆抬前轮以增大飞机的俯仰角时的速度。要求（1）VR1.05VMCA（2）VR的大小必须保证飞机在离地35英尺高度上飞行 速度不小于起飞安全速度（V2）。（3）保证在VR上以最大允许的抬头率抬前轮时，VLOF 1.1 VMU（全发）或1.05 VMU（单发）。2005-3-7

4、85 5 起飞决断速度（起飞决断速度（V V1 1）飞机在该速度上被判定关键发动机停车等故障时，飞行员可以安全地继续起飞或中断起飞，中断起飞的距离和继续起飞的距离都不会超过可用的起飞距离。要求（1）V1 V1(MCG)V1(MCG)VMCG+v（2）V1VR（3）V1 VMBE2005-3-796 6 离地速度（离地速度（V VLOFLOF）飞机起飞滑跑中，当加速到升力等于重力这一瞬间的速度。7 7 起飞安全速度（起飞安全速度（V V2 2）V2是飞机起飞上升至35ft应该达到的速度。要求（1）V2min V2min1.2VS或1.15VSV2min1.1VMCAV2取（1）和（2）的大者。（

5、2）VR加上达到高于起飞表面35英尺前所获得的速度增量2005-3-7108 8 净空道净空道 净空道是指在跑道头的一段宽度不小于500英尺，沿跑道方向的向上延伸的坡度不大于1.25%，无任何障碍物的一块区域，其中心线是跑道中心线的延长线，并受机场有关方面管制。可用净空道长度不应比单发起飞空中段距离的一半长或不应大于全发起飞空中距离一半长的1.15倍或不得大于跑道长度的一半。2005-3-7119 9 安全道安全道 安全道是指起飞跑道以外的宽度不小于跑道的宽度，并以跑道中心线的延长线为中心线，其强度足以承受飞机重量而不致造成飞机结构破坏，被机场当局指定可用于中断起飞时飞机减速的一个区域。200

6、5-3-7122 22 2 全发起飞全发起飞2.2.12.2.1全发起飞过程简介全发起飞过程简介2005-3-7132.2.22.2.2全发起飞性能全发起飞性能1 1 全发起飞距离全发起飞距离、滑跑距离和起飞空中距离、滑跑距离和起飞空中距离V VLOFLOFV VR RV=0V=0V V2 2+V滑跑距离空中距离演示起飞距离15%演示起飞距离FAR起飞距离35ft全发起飞距离起飞滑跑距离起飞空中距离2005-3-7142 2 影响全发起飞距离的因素影响全发起飞距离的因素风 飞机重量 机场气温与标高跑道坡度 襟翼2005-3-7153 3 全发起飞可用距离和滑跑可用距离全发起飞可用距离和滑跑可用

7、距离全发起飞可用滑跑距离跑道长度预滑段 全发起飞可用距离跑道长度可用净空道长度预滑段 2005-3-7164 FAR4 FAR全发起飞距离（全发起飞所需距离）全发起飞距离（全发起飞所需距离）FAR全发起飞距离 1.15全发起飞距离2005-3-717实际飞行中，应保证：FAR全发起飞距离全发起飞可用距离对于有净空道的情况，还应保证：FAR全发起飞滑跑距离 全发起飞滑跑可用距离 对于有净空道的情况，还应考虑：FAR全发起飞滑跑距离：飞机从地面开始加速滑跑到起飞空中段的中点所经过的水平距离的1.15倍。2005-3-7182 23 3 一台发动机停车的起飞性能一台发动机停车的起飞性能2.3.12.

8、3.1中断起飞性能中断起飞性能中断起飞过程简介（三个阶段）2005-3-7191 1 中断起飞距离（中断起飞距离（L L中断）中断）中断起飞距离是指飞机从速度为0开始加速滑跑到一台发动机停车，飞行员判断并采用相应的制动程序使飞机完全停下来所需距离。1秒3秒全发加速段过度段制动段LVV识别VEF02005-3-7202 2 主要的影响因素主要的影响因素 识别速度，中断起飞距离飞机起飞重量，中断起飞距离大气温度，中断起飞距离机场气压高度，中断起飞距离顺风起飞，中断起飞距离上坡起飞，中断起飞距离2005-3-7213 3 中断起飞可用距离（中断起飞可用距离（L L中可）中可）中断起飞可用距离跑道长度

9、安全道长度预滑段跑道长度安全道预滑段中断起飞可用距离2005-3-7224 FAR4 FAR中断起飞距离（中断起飞所需距离）中断起飞距离（中断起飞所需距离）1）飞机从地面开始加速滑跑到关键发动机停车并一直保持在停车状态，此时速度为VEF，飞机从VEF继续加速到V1，并在V1后继续加速2秒钟，然后飞行员才开始使用各种允许的制动装置进行减速到飞机完全停下来所需距离。其中VEF为厂家选定的发动机停车速度。2）飞机从地面开始加速滑跑到速度V1，并在到达V1后继续加速2秒，在这个过程中所有发动机都在起飞工作状态，然后飞行员开始使用各种制动装置减速直到飞机完全停下来所需距离。FAR中断起飞距离应该是下列两

10、者中的较大者：有的飞机反推装置的作用没有计入。飞行中，必须保证：FAR中断起飞距离中断起飞可用距离2005-3-7235 5 中断起飞最大速度中断起飞最大速度 中断起飞最大速度是指起飞加速滑跑过程中，如果一台发动机突然停车，机组判明故障并采用标准制动程序，可使飞机在跑道头或安全道头刚好停下来的最大速度。WV中断MAXLV识别2005-3-724 影响因素 大气温度、机场气压高度，V中断最大 顺风起飞，V中断最大 起飞重量W1W2(W1)V中断MAX1V中断MAX2LV识别，V中断最大2005-3-725冲出跑道2005-3-726 V1增大5节，当飞机到达中断起飞终点时，速度还是5节吗？222

11、22121VVVgWVVVgWE终点22VVVV终点V=0V=0V1V1+5V=0V=5?V=5节，V1=135节：V终点37节2005-3-7272.3.2 2.3.2 继续起飞性能继续起飞性能继续起飞简介2005-3-7281 1 继续起飞距离（继续起飞距离（L L继续）继续）飞机在作全发作加速滑跑过程中，一台发动机停车，飞行员在判明后决定继续起飞，在其他发动机起飞推力作用下飞机继续加速滑跑直至离地到高度35英尺时，速度不小于V所经过的距离。VLOFVRV=0V2滑跑距离空中距离继续起飞距离V1VEF35ft2005-3-7292 2 主要的影响因素主要的影响因素 飞机起飞重量，继续起飞距

12、离 大气温度，继续起飞距离 机场气压高度，继续起飞距离 顺风起飞，继续起飞距离 识别速度，继续起飞距离2005-3-7303 3 继续起飞可用距离（继续起飞可用距离（L L继可）继可）跑道长度净空道预滑段继续起飞可用距离继续起飞可用距离跑道长度可用净空道长度预滑段2005-3-7314 FAR4 FAR继续起飞距离（继续起飞所需距离）继续起飞距离（继续起飞所需距离）飞机从地面开始加速滑跑到速度VEF时关键发动机停车，在其他发动机推力作用下继续起飞，到飞机离地35英尺，速度不小于V2所经过的水平距离就是FAR继续起飞距离。在计及了净空道的影响时，还要定义FAR继续起飞滑跑距离。FAR继续起飞滑跑

13、距离为：飞机从地面开始加速滑跑到速度VEF时关键发动机停车，在其他发动机推力作用下继续起飞，到继续起飞空中段的中点所经过的水平距离就是FAR继续起飞滑跑距离。实际飞行中，应保证：FAR继续起飞距离继续起飞可用距离对于有净空道的情况，还应保证：FAR继续起飞滑跑距离 继续起飞滑跑可用距离 2005-3-7325 5 继续起飞最小速度（继续起飞最小速度（L L继续最小）继续最小）继续起飞最小速度是指如果发动机在这个速度上停车，飞行员采用继续起飞标准程序，可以使飞机在净空道外侧完成起飞场道阶段的最小速度。WL可用V继续 minV识别L2005-3-733 大气温度、机场气压高度，V继续min 顺风起

14、飞，V继续min 起飞重量 影响因素W2(W1)W1L可用V继续 min2V继续 min1V识别L，V继续min 2005-3-7342.3.32.3.3起飞平衡距离（起飞平衡距离（L L平衡）和平衡速度（平衡）和平衡速度（L L平衡）平衡）L中需L继需V平衡L平衡LV识别平衡速度：继续起飞距离和中断起飞距离相等时的识别速度。重量增大，平衡距离和平衡速度都增大。2005-3-7352.3.4 2.3.4 起飞决断速度（起飞决断速度（V V）和跑道限制的）和跑道限制的MTOWMTOW1 1 平衡场地法平衡场地法平衡跑道：中断起飞可用距离（L中可）与继续起飞可用距离（L继可）相等的跑道。即L中可=

15、L继可=L可。2005-3-7361)1)飞机以飞机以小重量小重量起飞，即起飞，即 L L可可 L L平衡平衡L中需L继需V中maxV平衡V继minL平衡L可V1MINV继MIN(V1(MCG)，V1MAXV中MAX(VR和VMBE)实际上，常取该重量对应的平衡速度为决断速度（V1）。LV识别在平衡跑道上，对不同的重量会出现以下三种起飞情况2005-3-737 2)2)飞机以大重量起飞，即飞机以大重量起飞，即 L L可可 L L平衡平衡L中需L继需V中maxV平衡V继minL平衡L可V识别L 当V中MAX V识别 V1MCGV1/VR/V2=139/139/1462005-3-742 起飞速度

16、图的说明 当高度与温度的交点落在两区域的交线上时，选交点的左边区域。若V1/VR/V2落在图中阴影地方，说明V1有可能小于V1（MCG）当V1 V1（MCG）时，V1/VR/V2不变 当V1 VR，取VRV1，V2增加VR的增加量。2005-3-743 先把跑道平衡化，再按平衡跑道确定V1/VR/V2 然后根据净空道与安全道的长度差对V1作适当的修正2 2 不平衡场地法不平衡场地法 当跑道为不平衡跑道时，如跑道较长，仍可用平衡场地法确定MTOW和V1，必要可对V1进行修正。2005-3-744净空道减去净空道减去安全道（英尺）安全道（英尺）平衡跑道平衡跑道V1（节）（节）10012014016

17、0800-3-2600-5-3-2400-6-5-3-1200-3-2-1000000-8000000某飞机在不平衡跑道上起飞时对V1的修正2005-3-745最大起飞重量对应的决断速度为：V1=V继MIN=V中MAXV平衡当L中可V平衡当L继可VMBE,就应按规定减小起飞重量和速度。压力高度高 温度高 顺风大起飞重量使用小角度襟翼 用改进爬升起飞制（V1VMBE）。V1增大VMBE减小下列情况，检查V1是否小于VMBE2005-3-763例：机场气压高度6000ft,气温40，顺风10kts,起飞重量60T，襟翼5，确定起飞速度。2005-3-764158kts2005-3-765对风进行修

18、正，VMBE=158-19=139kts V1=146kts VMBE，应调整起飞重量和速度 V1-VMBE=146-139=7kts，应减轻重量=3407=2380kg调整后的TOW=60000-2380=57620kg对应V1=134kts，VMBE=142ktsV1每超过VMBE1kt，减轻重量340kg,然后按减轻后的重量确定V1/VR/V2VMBE调整每 1%的上坡增加 VMBE2kts 跑道 坡度 每 1%的下坡减小 VMBE4kts 每 10kts 逆风增加 VMBE4kts 风 每 10kts 顺风减小 VMBE19kts 2005-3-7665 5 障碍物限制障碍物限制 在净

19、空条件不太好的机场，飞机的最大起飞重量还会受到航道条件的限制。如果航道中的障碍物不得不飞越，则必须按照航道限制条件（近障、中障、远障），采用不同的越障程序，并确定出最大起飞重量限制。远障远障中障中障近障近障2005-3-767例：某机场有距飞机起飞点18000ft，高460ft的障碍物，气压高度1000ft，气温35起飞襟翼15，逆风20kts，确定障碍物限制的最大起飞重量。43.7TMTOW=43.7T2005-3-7686 6 最大着陆重量的限制最大着陆重量的限制 由于设计的最大起飞重量比最大着陆重量大的多，对于较短的航线，MTOW可能受到最大着陆重量的限制。7 7 航路最低安全高度的限制

20、航路最低安全高度的限制 对于飞越山区的航线，当山区范围较大，不宜设置改航点时，MTOW往往还会受到航路最低安全高度的限制。2005-3-7692 25 5 起飞性能的优化起飞性能的优化 在实际飞行中，为充分发挥飞机的性能，应根据实际情况对起飞性能进行优化，以提高飞机的运输经济性。2005-3-770 优化起飞程序增大起飞重量 选择合适的起飞襟翼 改进爬升 减推力起飞（灵活推力起飞）2005-3-7711 1 选择合适的起飞襟翼选择合适的起飞襟翼 跑道相对较长时，选用较小的起飞襟翼偏度。跑道相对较短时，选用较大的起飞襟翼偏度。场道限制MTOW与爬升梯度限制的MTOW不等时使用2.5.12.5.1

21、 优化起飞程序增大起飞重量优化起飞程序增大起飞重量KCLS1 15 51515襟翼位置襟翼位置不同襟翼位位置的最大升力系数和V2对应的升阻比2005-3-7722005-3-7732 2 改进爬升改进爬升 场道限制的MTOW大于爬升梯度限制的MTOW，采用改进爬升法爬升可以增大MTOW。改进爬升就是适当的提高V2，使之接近最大上升角速度，从而使MTOW增大的起飞方法。上升梯度速度标准V2V陡升2005-3-774例：飞机起飞襟翼1，跑道限制的MTOW为63T，爬升限制的MTOW为55T，确定使用改进爬升后的MTOW、V1/VR/V2。W=3.4TMTOW=55+3.4=58.4T58.4T正常

22、的V1/VR/V2=150/152/15658.4T改进爬升的V1/VR/V2=160/164/1683.4T10/12/12V1/VR/V2=10/12/12检查V1是否小于 VMBE2005-3-7752.5.2 2.5.2 减推力起飞（灵活推力起飞）减推力起飞（灵活推力起飞）实际起飞重量小于最大起飞重量，可选择减功率或减推力起飞。1 1 减功率起飞减功率起飞 为适应各种飞行条件，现代的燃起涡轮发动机提供了不同的最大功率供选择。实际飞行中，飞行员可根据实际的机场条件和飞机起飞重量选择相应的功率。在确定最大起飞重量和起飞速度时，应使用相应功率挡位的图表。2005-3-7761)1)原理原理W

23、maxWEPRTT全推力EPRWmaxW实际T实际T假设T实际T假设全推力EPR减推力EPR2 2 减推力起飞减推力起飞2005-3-7772 2）减推力调定值的确定）减推力调定值的确定 假设温度：把实际起飞重量看作最大起飞重量，对应的气温。由假设温度确定减推力调定值 把与假设温度相对应的最大起飞推力设置值作为减推力起飞的起飞推力设置值。若以假设温度起飞，使用起飞推力，则实际起飞重量恰好为最大起飞重量，符合场道和航道爬升要求。最大假设温度和最小假设温度EPRTT最小假设性能限制的最大假设温度最大减推力限制的最大假设温度最小假设温度2005-3-7783)3)减推力起飞的安全水平减推力起飞的安全

24、水平 相同EPR(N1)下，由于实际温度比假设温度低，实际温度对应的推力大 相同表速下，由于实际温度比假设温度低，实际温度的真速小2005-3-7794)4)限制要求限制要求 使用假设温度法减推力起飞，减推力的最大值不得超过使用假设温度法减推力起飞，减推力的最大值不得超过25%，减推力后的油门不得小于最大上升油门减推力后的油门不得小于最大上升油门。当跑道处于积水、积冰、积雪等状态，飞机处于任何非标准当跑道处于积水、积冰、积雪等状态，飞机处于任何非标准的起飞形态（刹车防滞系统不工作、动力管理装置不工作），的起飞形态（刹车防滞系统不工作、动力管理装置不工作），不能使用减推力起飞。不能使用减推力起飞

25、。使用减推力起飞的过程中，当一发失效后继续起飞时，应立使用减推力起飞的过程中，当一发失效后继续起飞时，应立即把未停车发动机油门加到当时条件的最大起飞状态。即把未停车发动机油门加到当时条件的最大起飞状态。2005-3-780例：飞机实际起飞重量50000KG，计算某机场实际气温10、气压高度1500ft、无风条件下的最大假设温度和最小假设温度；若假设温度取40，试确定减推力调定值及起飞速度。步骤：根据实际起飞重量确定性能限制的最大假设温度 确定25减推力限制的最大假设温度 确定最小假设温度 根据选取的假设温度确定减推力调定值 根据假设温度和实际起飞重量确定出V1/VR/V2，必要时检查V1MCG

26、2005-3-781MTOW=55700KG性能限制的性能限制的t假设假设MAX=41.5 2005-3-782最大减推力限制的最大减推力限制的t假设假设MAX59 2005-3-783最小假设温度最小假设温度27 最大起飞最大起飞N1值值92.8假设温度范围为：假设温度范围为：27 41.52005-3-784N1%减小量减小量4.6%减推力起飞减推力起飞N192.8%-4.6%88.2%2005-3-785根据起飞重量50T和假设温度40，利用起飞速度图查出起飞的 V1/VR/V2=131/133/1382005-3-7862 25 5 污染道面上的起飞性能污染道面上的起飞性能 湿滑道面或

27、跑道上有积水、积雪、积冰以及其他沉积物的跑道统称为污染道面。其共同特点是引起道面摩擦系数和刹车效率降低。2005-3-7871 1 滑水滑水 道面积水使机轮与道面接触面积减少，导致摩擦系数减小的现象。2 2 原因原因 水与轮胎相对运动产生流体动力P，该利力垂直于地面的分力，将机轮抬起，使机轮与道面接触面积减少，形成滑水。2.6.1 2.6.1 滑水现象的产生滑水现象的产生2005-3-7883 3 滑水分类滑水分类1）粘性滑水：道面与轮胎仍有接触的滑水，机轮转速下降。2）动态滑水：轮胎与道面完全脱离的滑水，即轮转速大大下降，甚至 停转和反转。3）橡胶还原滑水：轮胎停转时，摩擦产生的高温使橡胶变

28、软发粘而 还原，积水层受热产生的蒸汽将轮胎抬离道面的滑水。2005-3-7894 4 动态滑水的速度和水深动态滑水的速度和水深1）临界滑水速度（V滑水临界）：使轮胎刚好脱离道面时的速度。轮胎处于加速过程中（如起飞）：胎临界滑水P9V 轮胎处于停转或减速过程中（如中断起飞和着陆）：胎临界滑水P7.7V2）滑水临界水深：能够产生动态滑水的最低水深，一般2.512.5mm，临界水深与道面、轮胎花纹及深度有关。2005-3-790 Standing water Slush Model speed(kt)speed(kt)737-3/4/500 111-125 121-135 757 113 122 767 116-122 126-133 747-1/2/300 123-129 133-140 747-400 137 137 几种机型的滑水速度2005-3-7912.6.2 2.6.2 其他形式的污染道面其他形式的污染道面冰雪覆盖的跑道沙尘橡胶沉积的跑道污染道面对加速和减速都有影响，对减速能力的影响更大一些。2.6.3 2.6.3 污染道面对加速和减速性能的影响污染道面对加速和减速性能的影响2.6.4 2.6.4 污染道面减载方式污染道面减载方式全发减载一发失效减载2005-3-792