危險的最小離地速度試飛

黃建國

春光明媚，晴空萬里。發(fā)動機(jī)的陣陣轟鳴聲從跑道一端由遠(yuǎn)及近，一會兒，飛機(jī)開始滑跑、加速、上仰，騰空而起飛向藍(lán)天。然而，在升空前的一剎那，有紅色火球從機(jī)尾與地面的交接縫中沖出，迸射出美麗的火花！怎么，難道飛機(jī)著火了嗎？

原來這架飛機(jī)是在進(jìn)行一次驚險的高難度試飛，試飛的科目叫“飛機(jī)最小離地速度（Vmu）試飛”。何謂飛機(jī)的最小離地速度？離地速度為兩個主起落架機(jī)輪離地時飛機(jī)在水平方向的速度（即空速），其大小與地面滑行速度有關(guān)，還與飛機(jī)起飛時的姿態(tài)，即向上仰的迎角相關(guān)。當(dāng)迎角大到飛機(jī)機(jī)尾觸地（αmax）時，飛機(jī)的離地速度最小。它就是這次試飛中需要測出的一個重要值，即Vmu。

保證起飛安全的定海神針

為防止觸地時損傷機(jī)體，試飛前，在機(jī)尾下部相應(yīng)部位需裝上一塊能與機(jī)尾貼合并擦出痕跡的金屬板，此板又稱為尾撬。試飛中，高速滑行的尾撬外表與地面接觸摩擦，便會產(chǎn)生前面所說的火球。

當(dāng)然，尾撬觸地式的起飛只會在試飛中出現(xiàn)，正常情況下，飛機(jī)起飛時迎角都小于αmax，故實(shí)際離地速度都大于Vmu。凡是同一型號的飛機(jī)，只要按稍大于Vmu的離地速度起飛，就能確保飛機(jī)安全離地并繼續(xù)爬升。正因如此，Vmu可以說是保證飛機(jī)起飛安全的定海神針。

千萬別以為Vmu就是測個最小速度那么簡單，因?yàn)閂mu是飛機(jī)的一種氣動特性參數(shù)，還是一個多元函數(shù)，即它與飛機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)、襟/縫翼起飛位置、重心位置、地面效應(yīng)、發(fā)動機(jī)推力等都有關(guān)，也就是說Vmu可以有多個值。這些都需要在試飛中去探索和攻克。

飛機(jī)在起飛和降落階段發(fā)生的事故歷來是世界民航飛行中最高的，因在極短的時間內(nèi)和多變、甚至惡劣環(huán)境下，飛機(jī)需完成復(fù)雜的動作以適應(yīng)升力與重量的瞬息變化，這確實(shí)對飛機(jī)和飛行員都是一種巨大的挑戰(zhàn)。即便是Vmu已知情況下，若采用的實(shí)際離地速度達(dá)不到Vmu，也會導(dǎo)致飛機(jī)不能起飛而中止飛行，或即便起飛，向上爬升時因穩(wěn)定性差而常常險象環(huán)生;若實(shí)際離地速度大Vmu很多，又會因滑行距離過長造成沖出跑道的危險。因而精確控制實(shí)際離地速度在稍大于Vmu的范圍內(nèi)非常重要。

而對于測試新飛機(jī)的Vmu試飛來說，由于Vmu涉及的變量多，又通常處在多種變量的疊加狀況下，難度和風(fēng)險自然更大。例如，由于飛機(jī)重量總是在變、不可能完全一樣，但為了保障同一個推重比（T/W：推力與重力之比）下的Vmu測試，不僅需增加3～5個測試點(diǎn)，而且還要及時精確調(diào)整發(fā)動機(jī)推力。

采用單發(fā)測試時，小推重比的測試點(diǎn)因推力調(diào)整小，會加大試飛的難度與風(fēng)險;此外，飛行員應(yīng)具備在不同推力下正確控制飛機(jī)抬頭的技巧，熟悉保持機(jī)尾平滑觸地，掌握以正確的俯仰姿態(tài)（迎角）升空和精準(zhǔn)移動桿位移的能力，否則就會錯失良機(jī)，甚至前功盡棄。

復(fù)雜的試飛操作

面對如此高風(fēng)險試飛，參與試飛的機(jī)組人員應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格挑選，實(shí)力強(qiáng)勁。要有久經(jīng)考驗(yàn)的正副機(jī)長，2名觀察員和2名試飛工程師參與。機(jī)長負(fù)責(zé)控制飛機(jī)俯仰姿態(tài)及飛行外，還要密切注視屏幕上空速（飛行速度）數(shù)據(jù)，到時果斷拉桿抬前輪，更需要一旦機(jī)體出故障時作出快速處置的魄力。

副駕則既要掌控好飛機(jī)偏航、滾轉(zhuǎn)及試飛過程中的安全，還要緊盯機(jī)尾觸地時跑道所處的位置，并保持抬前輪時飛機(jī)對準(zhǔn)跑道中線，更要精確調(diào)控好發(fā)動機(jī)推力。

觀察員負(fù)責(zé)初始推力調(diào)整，然后密切觀察運(yùn)行中需要調(diào)整發(fā)動機(jī)推力的精確數(shù)據(jù)并告訴給副機(jī)長;試飛工程師則負(fù)責(zé)監(jiān)控、記錄飛機(jī)尾部觸地時上仰姿態(tài)、尾撬離地高度及離地后的爬升高度、速度等。

經(jīng)過了一番緊張的各司其職和相互協(xié)作的試飛后，還需要從獲得的豐富而真實(shí)的數(shù)據(jù)中整理、分析，得出有價值的Vmu、VR以及機(jī)尾觸地時起飛最大迎角、抬前輪時駕駛桿位移量等。當(dāng)然，由于受推重比、重心前極限位置、襟/縫翼起飛形態(tài)及多個測試點(diǎn)的測試等影響，飛1～2次不一定就能有滿意的測試結(jié)果，往往要進(jìn)行3～5次才能完美。

為了化解試飛中的高風(fēng)險，試飛機(jī)組成員需要事先在飛行模擬器上或功能模擬器上花幾個月進(jìn)行演練。比如，為了找到最好的前重心位置，需要多次選擇不同的配重，只有當(dāng)重心位置確定好后，才能保證不同推重比下的尾撬觸地時間足夠長，否則，試飛的風(fēng)險就會很大。飛行員還必須在模擬器上反復(fù)訓(xùn)練，掌握起飛最重要的抬頭操作技巧，使飛機(jī)觸尾位置與時間恰到好處。

當(dāng)然，飛行員與機(jī)組人員嫻熟過硬的技術(shù)和最佳的心態(tài)至關(guān)重要，成功就在于他們把握飛機(jī)從滑跑、加速、離地到騰空起飛那一美妙的時刻。