一发失效的复飞梯度问题探讨

一发失效的复飞梯度问题探讨
由于现有民用航空规章并不要求航空公司对一发失效复飞的安全越障问题进行评估,这使得飞行员不能确定一发失效后复飞能否达到传统仪表飞行程序公布的复飞爬升梯度要求,因此也就无法确保安全越障(特别是在高原复杂机场)。本文以拉萨/贡嘎机场为例,探讨飞机在高原机场一发失效复飞的安全越障问题。 
1、一发失效复飞安全越障问题的提出
依照ICAO8168设计的传统仪表飞行程序具有“普遍性”,即在进行飞行程序设计时不具体考虑某一型别航空器的飞行性能,导航设备的精度,显示系统等,也不考虑诸如一台发动机失效、导航设备失效、自动飞行设备失效等非正常情况。这就导致在实际飞行中,如果发生机载设备失效,特别是一台发动机失效时,飞机的性能可能无法达到仪表飞行程序的设计值,那么此时也就无法确保安全越障。
CCAR25《运输类飞机适航标准》,CCAR121《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》等现有规章要求航空公司针对飞机在起飞阶段和航路中的一发失效越障问题进行飞机
性能分析并给出操作预案,但对飞机复飞爬升梯度的限制并未考虑传统仪表程序设计的具体值。换句话说,现有规章未对飞机在复飞点(MAPt)复飞的越障性能,特别是在一台发动机失效的情况下安全越障问题提出要求。因此航空公司根据现有规章的有关要求进行性能计算,当然也不会考虑一台发动机失效等特殊情况,并且航空公司在一些性能计算的参数设置方面,例如复飞襟翼、复飞速度等过于理想化,没有考虑飞行员实际运行中的操作程序。因此,飞行员在未了解上述问题的情况下,无法预先识别在运行中潜在的风险。
湖南电视台百科全说在高原机场,特别是高高原机场(机场标高高于2560米),由于地形复杂,净空条件差,气象条件变化异常,飞行程序设计和导航设施布局困难,发动机推力明显衰减。飞机在一发失效的情况下,复飞过程中能否安全越障是必须认真考虑的问题。
2、飞行程序、规章和运行中复飞越障的差异
传统仪表程序设计在设计复飞程序时,依照ICAO8168的标准,根据复飞障碍物的具体情况设计程序并在进近图上公布安全越障的复飞爬升梯度,例如拉萨27R跑道ILS进近的复飞爬升梯度为3%。根据ICAO8168的有关内容,传统仪表飞行程序设计的复飞分为三个阶段:起始阶段(Initial Phase)、中间阶段(Intermediate Phase)和最后阶段(Final Phase)
。下面针对复飞程序的三个阶段,分析一下传统仪表程序设计与实际运行的差异。
(1)传统仪表程序设计的复飞程序
(a)起始阶段(Initial Phase)
从复飞点(MAPt)至开始爬升点SOC(Start Of Climb)结束。在此阶段要考虑飞行员建立爬升航迹和改变飞机形态(设置复飞襟翼、复飞速度、收起落架等)。
开始爬升点(SOC)的计算方法为复飞点的位置容差(MAPt tolerance)与过渡距离(transitional distance)之和,过渡距离如图1中的“X”。传统仪表程序设计不针对不同机型的性能计算过渡距离,更不考虑一台发动机失效的情况,而是采取相对固定的计算方法。即基于着陆机场标高,场温ISA 15,顺风10Kts,以该类别飞机最后进近速度(final approach speed)的最大值,15秒钟所对应的水平距离作为过渡距离。以C类飞机(最后进近速度的最大值为160Kts)在拉萨机场27R跑道ILS进近复飞程序为例,过渡距离“X”计算如下:
X=(160×1.2347 10)×1.852×1000×15/3600=1601 米注:其中1.2347为指示空速换算为真
空速的转换系数,该系数与高度和大气温度有关。
但是在一些高原机场,如果飞机进近过程中发生一台发动机失效,继续进近到决断高度后立即复飞,由于飞机空气动力性能和发动机可用推力的衰减,其实际的过渡距离“XEO”(用于改变襟翼形态、收起落架等)将显著增加。以拉萨/贡嘎机场为例,计算条件为飞机着陆重量62.5吨,决断高度4200米(13779英尺),外界温度ISA 30,一台发动机失效的过渡距离XEO为3124米。
从前面计算可知,由于飞机在拉萨/贡嘎机场起始复飞阶段的实际过渡距离XEO远大于仪表程序设计理论上计算的过渡距离X。因此即使飞机能够达到公布的复飞爬升梯度,还是不能保证所需的越障余度。飞机进近过程中一发失效复飞的实际航迹如图1中的虚线所示。
图1
(b)中间阶段(Intermediate Phase):
从开始爬升点(SOC)到第一个达到50米(164英尺)越障余度(H类飞机为40米(131英尺))并能够保持的点。该阶段的爬升梯度通常为2.5%(如图1)。根据具体情况,经过有关部门的批准,如果航空器具备相应的爬升性能,也可以定义3%,4%或5%的复飞爬升梯度,并公布在进近图上(如拉萨/贡嘎机场27R跑到ILS进近公布的复飞爬升梯度为3%)。
尽管目前承担公共航空运输的大型客机普遍具备较好的爬升性能,特别是针对高原机场运行而进行了特殊选型(主要是发动机、增压系统、旅客供氧系统等)的飞机,如B757、B737NG系列、A330、A319等机型,起飞爬升和着陆复飞性能更加优越,在全发的情况下完全能够满足进近图上公布的复飞爬升梯度要求。然而,在一些地形复杂的高原机场(特别是高高原机场),当发生一台发动机失效后飞机性能显著衰减,我们从A319-115飞机在上海/浦东和拉萨/贡嘎机场爬升性能的对比(如表1所示)中不难看出,飞机的爬升性能受海拔高度和气温的影响,在高原机场明显降低,特别是在一台发动机失效的情况下。
表1  A319-115在上海/浦东和拉萨/贡嘎机场爬升性能对比
商城县卫生局
                                        A319-115飞机(发动机型号CFM56-5B7)
机场
机场标高(英尺)56个民族简介
△ISA/场温
双发爬升梯度
城市信报单发爬升梯度
上海/浦东
13
电气石粉ISA 30/45℃
17.658%
4.112%
拉萨/贡嘎
11711
ISA 30/22℃
刑法第一百九十六条
10.176%
1.771%
计算基于飞机着陆重量62.5吨,飞机形态1 F ,起落架收起,外界大气温度ISA 30
以拉萨/贡嘎机场为例,假设A319-115飞机以其最大允许的着陆重量在一台发动机失效的情况下进近至决断高度复飞,由于在复飞起始阶段的实际过渡距离显著增加(如图1的XEO)并且中间阶段的复飞爬升梯度小于公布的设计值(3%),所以无法保证飞机的安全越障余度,如图2所示。

本文发布于:2024-09-21 03:32:50,感谢您对本站的认可!

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