B737的襟翼機(jī)動速度和最小機(jī)動速度簡介

B737B737的襟翼機(jī)動速度和最小機(jī)動速度簡介〔下篇〕2023-07-10楚雖三藝不壓身B737的襟翼機(jī)動速度和最小機(jī)動速度〔下篇〕“測出來”的最小機(jī)動速度上一篇我們講到，受計(jì)算方式所限“襟翼機(jī)動速度”無法顯示實(shí)時(shí)的機(jī)動裕度。那么有沒有一種方法，能夠供給實(shí)時(shí)的機(jī)動裕度顯示呢？波音從B737-300后期型號開頭引入“最小機(jī)動速度”的概念正是針對于此?！安灰獙⒆钚C(jī)動速度〔顯示為琥珀色速度帶的頂端〕與襟翼機(jī)動速度混淆。襟翼機(jī)動速度是基于飛機(jī)重量，而最小機(jī)動速度是通過飛機(jī)迎角和當(dāng)前空速計(jì)算的。這兩個(gè)速度供給了獨(dú)立的方法以保證當(dāng)前空速至少供給在航站區(qū)機(jī)動飛行的全機(jī)動力氣?！保禕737機(jī)組訓(xùn)練手冊》〔一〕固定不變的失速臨界迎角會快速下降，這種現(xiàn)象稱為失速。”--《中國航空百科詞典》定義中為什么要用迎角而非速度來界定失速與否呢？這需要從失速的一個(gè)重要特性說起?！矞囟?、氣壓和高度〕的變化而不同。這一點(diǎn)在上篇《襟翼機(jī)動速度》中我們已經(jīng)介紹過了。但是“失速臨界迎角”不會隨外界環(huán)境的變化。只要機(jī)翼翼型不變，不管低空或者高空，小重量或者大重量，低溫或者高溫，機(jī)翼永久在同一個(gè)迎角失速。翼型不變，則失速臨界迎角不變。這是最小機(jī)動速度計(jì)算的一個(gè)重要的理論依據(jù)?！捕硨?shí)時(shí)探測的迎角在失速之前都處于“第一速度范圍”。“第一速度范圍”的特點(diǎn)是迎角越大升力越大。下面我們遵循這一原則，以平飛、空速保持不變?yōu)榍疤徇M(jìn)展?fàn)幷摗ｏw機(jī)全重越大，迎角越大；全重越小，迎角越小?？諝饷芏仍降停窃酱?；密度越高，迎角越小。載荷因數(shù)越高，迎角越大；載荷因數(shù)越低，迎角越小。了“襟翼機(jī)動速度”變量單一、冗余度過大的缺陷。優(yōu)秀的飛機(jī)設(shè)計(jì)，能夠帶給人規(guī)律的美感?！踩匙钚C(jī)動速度的計(jì)算思路利用“翼型不變，臨界迎角不變”這一特點(diǎn)，飛機(jī)制造商可以提前測得各種翼型的臨界迎角作為性能計(jì)算的依據(jù)。系統(tǒng)依據(jù)襟翼/縫翼、防冰系統(tǒng)和減速板的形態(tài)選擇對應(yīng)的失速臨界迎角?？账傧嘛w機(jī)距離失速的裕度。琥珀色區(qū)頂端：全機(jī)動力氣、1.3G或40度坡度〔2515度裕度〕。30度坡度〔1515度裕度〕。G載荷開頭抖桿的速度?！白钚C(jī)動速度”。需要留意，最小機(jī)動速度已經(jīng)是依據(jù)“1.3g至失速抖桿”計(jì)算的速度，所以不受當(dāng)前飛機(jī)g值變化的g值的失速抖桿速度，會隨著實(shí)際的載荷因數(shù)而變化?！菜摹秤绊懸硇偷囊恍└裢庖?guī)變量我們應(yīng)當(dāng)明確，這種轉(zhuǎn)變是失速規(guī)律的切換，即系統(tǒng)選用了更小的“臨界迎角”參與計(jì)算。所以當(dāng)遇到下述狀況時(shí)，即使機(jī)組確認(rèn)是假信號，也要適當(dāng)增加空速。由于系統(tǒng)會更早的觸發(fā)失速抖桿警告。前緣襟翼過渡當(dāng)飛機(jī)的前緣襟翼/縫翼不在指令的位置時(shí)，“前緣襟翼過渡燈”亮。此時(shí)機(jī)翼的翼型與正常形態(tài)不符。翼型曲度可能更大〔例如襟翼5，前緣縫翼全放出〕，翼型曲度也有可能更小〔例如某些前緣裝置未放出〕。B737NG飛機(jī)每一側(cè)機(jī)翼裝有2塊前緣襟翼，3塊前緣縫翼。僅僅針對前緣襟翼過渡，不考慮后緣襟翼故障的可能，我們來做兩道計(jì)算題。第一題，不考慮前緣裝置卡阻在過渡位置的狀況下：2〔收上、伸出〕。3〔收上、伸出、全伸出〕?！扒熬壗笠磉^渡”可能的翼型組合應(yīng)當(dāng)有：2*2*3*3*3*3=324種形態(tài)其次題，考慮前緣裝置卡阻在過渡位置的狀況：3〔收上、過渡、伸出〕。每塊前緣縫翼有5〔收上、過渡、伸出、過渡、全伸出〕。“前緣襟翼過渡”可能的翼型組合應(yīng)當(dāng)有：3*3*5*5*5*5=5625種形態(tài)能否在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段針對每種故障翼型都測試失速臨界迎角？出這種餿方法的人確定是空客公司派駐波音的“內(nèi)鬼”，任務(wù)是逼瘋?cè)w波音性能工程師。所以在前緣襟翼過渡時(shí)，失速裕度的計(jì)算只能向“性能最差的”一側(cè)靠攏以求萬全。作為驗(yàn)證，筆者選取了襟翼5正常形態(tài)和兩種故障形態(tài)進(jìn)展比較〔以以下圖〕?！瞐.〕5、前緣襟翼伸出位，前緣縫翼伸出位5的正常形態(tài)〔b.〕5、前緣襟翼收上位，前緣縫翼收上位。這是前緣裝置全部卡阻的形態(tài)?！瞔.〕5、前緣襟翼伸出位，前緣縫翼全伸出位。這是前后緣裝置不匹配的形態(tài)。我們可以看到，兩種故障形態(tài)下的最小機(jī)動速度是完全一樣的。不管實(shí)際形態(tài)如何，只要“前緣襟翼過渡燈”亮，最小機(jī)動速度即增加固定的幅度。這也證明波音公司沒有針對每一種故障的翼型測試失速臨界迎角?！茬晟俣葞ы敳俊?。在非正常狀況下，目標(biāo)速度可能低于最小機(jī)動速度?！保禕737機(jī)組訓(xùn)練手冊》積冰條件積冰會轉(zhuǎn)變翼型的曲度并且破壞機(jī)翼外表光滑度，破壞機(jī)翼升力的同時(shí)還會增大阻力?！鞍l(fā)動機(jī)整流罩防冰”接通后，系統(tǒng)認(rèn)為飛機(jī)進(jìn)入積冰環(huán)境。失速規(guī)律被提高的同時(shí)，最小機(jī)動速度也提高。發(fā)動機(jī)整流罩防冰關(guān)閉后，失速規(guī)律和最小機(jī)動速度即恢復(fù)正常?！皺C(jī)翼防冰”接通后的失速規(guī)律與“發(fā)動機(jī)防冰”有所不同。由于B737只供給對三個(gè)內(nèi)側(cè)前緣縫翼的氣熱防冰。在機(jī)翼前緣溶化的冰水，被氣流吹至機(jī)翼中后段可能重結(jié)冰。這會嚴(yán)峻破壞機(jī)翼翼型，且無法消除。所以飛行中只要曾經(jīng)接通過“機(jī)翼防冰”，不管后續(xù)飛行防冰是開或關(guān)，失速規(guī)律將始終保持在“結(jié)冰”規(guī)律下?！霸诳罩?，機(jī)翼防冰系統(tǒng)可作為除冰設(shè)施或防冰設(shè)施。使用該系統(tǒng)的主要方法用作除冰器，即接通機(jī)翼防冰之前先允許積冰。承受本程序可供給最光滑的機(jī)翼外表，并使重結(jié)冰的可能性最小，而且推力和燃油的損耗最低?！?--《B737NG使用手冊》使用飛行擾流板B737NG飛機(jī)每側(cè)機(jī)翼的上外表都裝有4塊飛行擾流板。當(dāng)飛行擾流板翻開時(shí)機(jī)翼翼型被破壞，從而到達(dá)增加阻力、減小升力的目的。由此可見，飛行擾流板對機(jī)翼翼型有很大的影響。在空中翻開飛行擾流板，最小機(jī)動速度會有較大幅度的提高。通常狀況下，即使翻開飛行擾流板“最小機(jī)動速度”也不會超過“襟翼機(jī)動速度”。但是有一種狀況例外，輕重量+5。以以下圖是在真實(shí)航班中拍攝的。左側(cè)為飛行擾流板翻開，右側(cè)為飛行擾流板收回。142160165160上圖是筆者在有預(yù)備的狀況下拍攝的。翻開飛行擾流板之前，筆者有意的增加了10節(jié)空速。假設(shè)機(jī)組在襟翼5先減速至160節(jié)，后翻開飛行擾流板。那么飛機(jī)將小于最小機(jī)動速度飛行。在襟翼5形態(tài)下機(jī)組應(yīng)當(dāng)慎重使用飛行擾流板。機(jī)組可以選擇增速而后翻開飛行擾流板，也可以放出起落架代替飛行擾流板。但是筆者不推舉使用飛行擾流板的中間位置。“把減速板放在下卡位和飛行位之間可能產(chǎn)生快速的橫滾率，所以正常狀況下要避開?！薄?5時(shí)減速板應(yīng)收起。如果襟翼放出狀況下需要放減速板，進(jìn)近過程中應(yīng)避開大的下降率。到達(dá) 1000英尺AGL之前要收回減速板。”－－《B737機(jī)組訓(xùn)練手冊》〔五〕迎角、仰角和飛行軌跡矢量前文中我們大量的使用“迎角”這一概念。應(yīng)當(dāng)留意“迎角”、“仰角”是不同的概念。三者既相關(guān)，又有區(qū)別。迎角〔angelofattack/AOA〕，是指翼弦相對于氣流來向的夾角。仰角〔pitch〕，是指飛機(jī)縱軸相對于水平面的夾角。飛行軌跡適量〔FlightPathVector/FPV〕,顯示相對于地平線的飛行軌跡角。仰角和FPV數(shù)值都會在地平儀中顯示。迎角數(shù)據(jù)會作為大氣數(shù)據(jù)的一局部傳遞給ADIRUS，但沒有直接顯示。這局部內(nèi)容筆者打算另起一篇介紹。這里僅以爬升為例進(jìn)展一個(gè)簡短的說明。假設(shè)飛機(jī)在完全靜止的空氣中飛行，假設(shè)不考慮機(jī)翼安裝角，在飛機(jī)爬升過程中仰角、迎角和FPV三者間的關(guān)系如以以下圖所示?！擦辰笠頇C(jī)動速度和最小機(jī)動速度的關(guān)系“名偵探柯南”有一句口頭禪——“真相永久只有一個(gè)”。但是很多時(shí)候。科學(xué)對真相的認(rèn)知就像盲人摸象。橫著摸、豎著摸、斜著摸，轉(zhuǎn)圈摸 .過多角度的探究和分析無限接近真相。襟翼機(jī)動速度依照重量進(jìn)展計(jì)算，冗余度大，數(shù)值固定。作為目標(biāo)速度使用，襟翼機(jī)動速度操作簡便，不需要頻繁監(jiān)控。最小機(jī)動速度依照迎角和速度進(jìn)展計(jì)算，變量掩蓋廣泛，且能夠?qū)崟r(shí)波動，所以更適合作為機(jī)組監(jiān)控機(jī)動裕度變化的依據(jù)。襟翼機(jī)動速度是“算”出來的。最小機(jī)動速度是“測”出來的。對于同樣一個(gè)問題供給兩種不同的計(jì)算方法，兩種不同的視角，讓我們對機(jī)動裕度的把握更全面、也更牢靠。由于冗余度的問題，襟翼機(jī)動速度通常小于最小機(jī)動速度，但也并非確定如此。我們不能因此就斷言哪個(gè)更先進(jìn)，哪個(gè)更準(zhǔn)確，哪個(gè)更牢靠。最終筆者借用一句古詩來描述二者的關(guān)系?！皺M看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近凹凸各不同。”————————————————————