民機(jī)低速告警特征速度研究

王越之　鄭曉輝

【摘 要】本文介紹了民機(jī)低速告警特征速度的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)要求，并給出了相應(yīng)計(jì)算方法。

【關(guān)鍵詞】低速告警；特征速度；民用飛機(jī)

Research of Civil Aircraft Low Speed Warning Characteristic Speed

WANG Yue-zhi ZHENG Xiao-hui

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

【Abstract】In this article，the technical background，regulation and technical specification of civil aircraft low speed warning characteristic speed are introduced，the calculation method of civil aircraft low speed warning characteristic speed is depicted.

【Key words】Low speed warning；Characteristic speed；Civil aircraft

1 技術(shù)背景

民機(jī)低速告警特征速度主要用于表征飛機(jī)距離失速的速度裕量，通過飛機(jī)儀表向飛行員提供速度安全信息。目前，民機(jī)特征速度并沒有統(tǒng)一概念，通常由主制造商結(jié)合適航條款等要求自行設(shè)計(jì)?？湛蛯w機(jī)常用速度稱為：操縱速度（operating speed），其中又包含特征速度、保護(hù)速度、限制速度和其他速度。其中與低速告警相關(guān)的速度有：特征速度Vs1g、VLS以及保護(hù)速度VSW。而波音將飛機(jī)低速告警相關(guān)速度稱為最小機(jī)動(dòng)速度（minimum maneuvering speed）和最小速度（minimum speed），其中最小機(jī)動(dòng)速度也就是最小可選擇速度VLS，最小速度也就是失速告警速度VSW。本文主要研究低速告警特征速度Vs1g及VLS的設(shè)計(jì)要求及計(jì)算方法。

2 設(shè)計(jì)要求

低速告警特征速度的設(shè)計(jì)要求主要來源于CCAR Part25運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)、AC25-11A電子飛行駕駛艙顯示等規(guī)章要求。

2.1 CCAR Part25 103

（a）參考失速速度，VSR，是由申請(qǐng)人定義的校正空速。VSR 不得小于1-g失速速度。VSR 可表述為：VSR≥ 。式中：VCLMAX 為在此情況下得到的校準(zhǔn)空速：過載系數(shù)修正的升力系數(shù)： 為在本條（c）款規(guī)定的機(jī)動(dòng)過程中首次得到的最大值。此外，如果機(jī)動(dòng)受到某種在選定的攻角突然將機(jī)頭下推的裝置（如推桿器）限制，VCLMAX不應(yīng)該小于在此裝置作動(dòng)瞬間出現(xiàn)的速度。

2.2 AC 25-11A 2.3

（b）低速告警指示信息不只指示飛機(jī)速度限制的邊界，還要清晰的區(qū)分正常速度范圍和不安全的速度范圍，比如空速指示和預(yù)選空速等指示要與低速告警指示信息相區(qū)分。

（d）低速告警顯示需考慮飛機(jī)的載荷，即對(duì)飛機(jī)過載敏感，以保證飛行員在不觸發(fā)失速告警的前提下在各個(gè)飛行階段維持飛機(jī)有足夠的機(jī)動(dòng)裕量。低速告警指示對(duì)過載敏感的功能需要通過試飛進(jìn)行驗(yàn)證。

（e）試飛條件包括機(jī)動(dòng)飛行和一定程度的擾動(dòng)，以評(píng)估在低速告警軟件中所使用的阻尼功能是否合適。

3 計(jì)算方法

3.1 參考失速速度VSR

參考適航條款要求，取Vs1g作為參考失速速度VSR，即飛機(jī)過載為1g，發(fā)動(dòng)機(jī)慢車推力時(shí)的失速速度。

飛機(jī)在正常包線范圍內(nèi)1g平飛時(shí)，有： ρV SC =mg

飛機(jī)在與1g平飛相同高度下飛行時(shí)，有： ρV SCL

由兩式可得：VSR= ×

即飛機(jī)在任意狀態(tài)飛行時(shí)，參考失速速度可由當(dāng)前狀態(tài)升力系數(shù)，1g平飛最大升力系數(shù)，當(dāng)前速度和當(dāng)前過載計(jì)算得出。由升力系數(shù)和迎角的關(guān)系可得：VSR= ×

其中，α0為零升迎角，αS為失速迎角。

3.2 最小可選擇速度VLS

VLS的計(jì)算并無條款要求，由主制造商結(jié)合飛機(jī)特性和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)完成設(shè)計(jì)。在不同的飛行階段，有不同的設(shè)計(jì)考慮。

在地面階段，該速度無效；在起飛階段VLS由VMCA和V2共同確定；起飛后，從改變襟縫翼構(gòu)型到切換到巡航構(gòu)型前，VLS由VMCL確定；在巡航、進(jìn)近、復(fù)飛等其他階段，VLS為同樣由VMCL確定。

通常，VLS由VSR乘以系數(shù)來表示，以國外某民機(jī)的設(shè)計(jì)為例：起飛階段VLS為1.15*VSR；其他階段為1.23*VSR。若考慮到飛機(jī)減速板收放及構(gòu)型變化的情況，在不同構(gòu)型下，VLS會(huì)增加10～20節(jié)左右。

4 結(jié)論

民機(jī)低速告警特征速度能夠表征飛機(jī)距離失速的速度裕量，是關(guān)系到飛行安全的重要參數(shù)。本文介紹了民機(jī)低速告警特征速度的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)要求，并給出了民機(jī)參考失速速度VSR和最小可選擇速度VLS的計(jì)算方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]CCAR-25-R4.中國民用航空規(guī)章第25部運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn).2011.11.

[2]AC 25-11A. Electronic Flight Deck Displays.2007.06.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]