確定運輸機失速速度的試飛方法研究

成忠凱　代坤

摘 要：在人們生活質量不斷提升的過程中，對飛機這種交通工具的使用頻率增加，而通常情況下，飛機可以分為軍用和民用兩種形式，然而失速速度針對這兩種飛機而言都是非常重要的。本文以美國波音民用飛機為例，對FAR和BCAR對失速的要求以及試飛方法展開了探討。

關鍵詞：運輸機；失速速度；試飛方法

飛機使用過程中，對最小使用速度以及飛機氣動力的確定都需要應用參數進行確定，這一參數就是失速速度。它在使用過程中，能夠對性能、特征等在飛機中的體現進行充分的確定，然而該參數需要對飛機起飛時的特征和機場的長度進行充分的了解，因此飛機在正式投入使用的過程中必須進行充分的試航。

一、FAR和BCAR對失速的要求

在進行失速速度試驗的過程中，應當嚴格遵守適航條例，在這種情況下， 必須對FAR和BCAR進行充分的掌握，前者為聯邦航空條例，其中第二十五條明確指出了相關試飛要求。如果在運輸機失速速度測量試飛過程中，產生了嚴重的機頭下沉現象，同時飛行員無法通過人為方式對其進行控制，且下沉幅度較大時應將其判定為“失速”；同時，如果在試飛過程中，喪失操縱現象非常明顯，同時也會產生抖動和突然失控等現象也可以判定為“失速”。

因此在進行失速速度試驗的過程中，應在推力為零的狀況下進行，同時在試飛過程中，能夠不同程度的組合起落架和襟翼，對飛機運行中的使用重量最高值以及前重心位置進行確定。在試驗最大和最小襟翼位置的過程中，應當保證氣動彈性以及升力系數等可以在重量的影響下發生適當的變化。

在以上基礎上，應當對不同的失速形態進行確定，促使帶動力失速和單個發動機停車失速等，從而從整體而全面的角度對飛機的操縱特點以及失速特征進行確定。

BCAR在對失速速度試飛進行規定的過程中，明確指出試飛必須對襟翼位置及重心等問題進行確定，這些規定同FAR相似，但是還增加了對不對稱推力狀態進行確定一項內容，其中明確指出如果失速速度產生故障，需要對百分之五的速度預度進行應用，將失速警告進行確定，除此之外的要求同FAR相似。值得注意的是，征候在這兩個條例當中是完全相同的，對失速的定義包括試飛過程中產生滾轉、俯仰以及駕駛感震動等[ 1 ]。

以上兩個條例在應用過程中，包含兩個本質上的差別，體現在進入率以及失速速度的規定不同當中。

針對進入率而言，它指的是減速率在飛機失速中的體現，計算單位為公里每小時秒。FAR相應的速度段中，需要最多十五秒，最少八秒的減速時間進入率，相關進入率計算公式為VeMIN-1.1VeMIN/△t；而BCAR相應的速度段中，耗時最多五秒，相關進入率計算公式為VMS-V相應于（ts-5”）/5”。由此可見，從計算進入率的角度來看，BCAR的時間區間是FAR的1/3，這充分說明不穩定性體現在FAR進入率當中，因此擁有更為命的失速減速，因此飛行員在飛行過程中要想進入到失速階段應當展開更加平穩的飛行減速工作[ 2 ]。

在對FAA和CAA準則進行觀察的過程中可以發現，在以下情況下，必須對飛機的失速速度進行充分的實驗，其中包括新型飛機在投入以前的試飛；空氣動力被現有飛機嚴重影響，需要進行改型工作的飛機，其中改型指的是改變發動機和飛機的外形兩種狀況；新的襟翼位置被應用于飛機當中。

二、試飛方法的研究確定

在進行運輸機失速速度試飛的過程中，最大的高度應為三千五百米，最小的高度應當在兩千米，要想對失速速度的試驗狀況進行明確確定，應當保證飛機飛行過程中，進入率擁有最小0.93公里每小時秒，最大-2.78公里每小時秒的值。

失速試驗開始之前，應當保持在最大高度之上，試驗構型是飛機剛開始試驗時應當保持的構型，同時還應當對配平速度進行應用。初始狀態下，飛機應當始終保持在慢車推力狀態下，配平起飛的速度應當時構型失速速度的1.3倍[ 3 ]。接下來飛行員在進行拉桿的動作時應保證緩慢性和連續性，促使飛機減速過程中能夠在平穩的狀態下實現，最終達到失速狀態。

在進行運輸機失速速度試飛的過程中，獲得參數精確度以及失速質量等同駕駛員使用的操作技術具有直接關系，而這一影響在1.1VeMIN以后更為嚴重，如果減速不夠穩定，將造成失速升力系數不真實，從而導致失速速度無法進行有效的試驗。在這種情況下，試驗時應當應用技術熟練的飛行員。

開展失速試驗最主要的原因是促使減速率進入在-1.853公里每小時秒的狀況下實現，保證飛機運行過程中始終保持在最小的失速速度上。在這種情況下，飛行員應當保證促使升降舵偏度能夠逐漸增加，并保證最大偏度在VeMIN以前實現。如果在試飛過程中，下沉現場產生于機頭當中，飛行員要想保證飛機增速應當快速的進行推桿，對失速進行改出，而這一過程中不需要過猛的用力。

通常情況下，在進行連續的運輸機失速速度試飛的過程中，應當對推力進行增加，促使其到達最初試驗的高度便可以對以上動作進行充分[ 4 ]。盡管適航條例當中要求失速速度確定為零推力，但事實上，多數情況下都需要保證失速實驗在慢車推力的狀況下進行，一旦失速升力系數受到油門位置的嚴重影響，應對最大油門進行應用，從而保證失速升力系數能夠對一個高推力進行確定，同時對推力變化背景下的關系曲線進行制作，促使其逐漸向零推力靠近，從而保證失速速度體現為真正最大勝利系數。在充分的試驗基礎上，失速升力系數受慢車推力的影響可以忽略。值得注意的是，在進行試飛的過程中，應盡量選擇開闊的地點，如河流和海的上空，從而防止試驗過程中居民受到落物的威脅。

三、結論

綜上所述，在世界經濟一體化進程不斷加快的背景下，飛機作為重要的交通工具，將會發揮越來越重要的作用。飛機使用過程中，一項重要的參數內容就是失速速度，在這種情況下，積極加強運輸機失速速度的試飛方法研究具有重要意義。

參考文獻：

[1] 李勤紅，馮瑞娜，周曉飛.小型通用民用飛機的失速試飛研究[J].飛行力學，2005，03：75-78.

[2] 孫懿.民用飛機起飛距離算法優化研究及實例分析[D].中國民用航空飛行學院，2015.

[3] 張帥.客機總體綜合分析與優化及其在技術評估中的應用[D].南京航空航天大學，2012.

[4] 黃聲寅.新型超音速巡航運輸機氣動布局設計研究[D].南京航空航天大學，2012.