DSC-22-27 - Flight Envelope

1. DSC-22-27-10 Speed Definition

有参考速度和操作速度两种,参考速度一般都是试飞出来的,是基础的速度,一般不显示给飞行员。操作速度一般是用各种参考速度计算出来的,在 PFD 或者 FMS 上显示给飞行员来使用。

A320 按照速度的用处,分为特征速度、限制速度、保护速度、其他速度。

而 A350 则是按照速度是否显示在 PFD 上,分为参考速度和操作速度。参考速度是不显示的,操作速度则显示。这只是分类方法的不同,这些速度本质上没有什么变化。

 

1.1. DSC-22-27-10-10 Reference Speeds

用于计算操作速度的参考速度有一堆:
- VS1G
- VMCG
- VMCA
- VMCL
- VMU
- VD/MD
- VRA/MRA
- VREF

 

1.1.1. VS1G

参考 A320 FCOM PRO-SUP-10 Characteristic Speed  部分的描述:

VSMIN:

失速速度,是飞机可以正常飞行的最小速度,也是定义其他速度的参考。定义上有两种,VS1G 和 VSMIN,简单说就是刚刚还没失速时(载荷=1g)的速度和刚刚开始失速时(载荷 ≤1g)的速度,后者要小一点点。不同的国家地区可能参考不同的定义,比如 FAA 就没有用 VS1G,所以不是全部的飞机在设计取证时都采用了同样的标准。一般来说,传统飞机,如 A300/310 取证用的是 VSMIN,而其他电传的飞机用的是 VS1G。为了通用性考虑,不同地区的航空标准又引入了一些对应或是转换的标准,比如空客用的,VSMIN=0.94 VS1G。

VS1G 取决于:

- 襟缝翼位置
- 重量和重心
- 姿态
- 起落架位置

PRIM 计算 VS1G。FMS 也计算 VS1G,用于性能预测以特征速度计算。

 

1.1.2. VMCG

VMCG 是在地面起飞过程中,一发失效情况下还能控制飞机的最小速度。在修正过程中,最大横向偏离不能超过 30ft。VMCG 不是计算出来的,而是试飞出来的。

 

1.1.3. VMCA

与 VMCG 相对,VMCA 是空中中一发失效情况下还能控制飞机的最小速度。VMCA 也是试飞出来的。

 

1.1.4. VMCL

与 VMCA 很相似,只是定义条件不同。也是试飞出来的。

速度 推力 起落架 构型
VMCA 起飞推力 收上 起飞构型
VMCL 复飞推力 收上 进近构型

 

1.1.5. VMU

VMU 是最小可以安全起飞的速度,小于 VMU 就会擦机尾。试飞出来的。

 

1.1.6. VD/MD

最大结构速度,试飞出来的。

 

1.1.7. VRA/MRA

recommended turbulence penetration airspeed,不是计算出来的。
FMS PERF 页面上显示的 MAX TURB 大于 VRA/MRA。

关于这个 VRA/MRA,资料比较少,在第 29 期 Safety First 的 Managing Severe Turbulence 一文中,有提到。

 

1.1.8. VREF

用于计算故障时的着陆性能,等于构型全时的 VLS。

 

1.2. DSC-22-27-10-20 Operating Speeds

以下操作速度会显示在 PFD 或者 MFD 上:
- VLS
- GREEN DOT
- F
- S
- VFE
- VFE NEXT
- V1
- VR
- V2
- VAPP
- VMO/ MMO
- VMAX
- Vαprot
- Vαmax下一档襟缝翼放出时的最大速度
- Vαsw
- VLE/MLE
- VLO/MLO

 

速度 定义 显示 计算
VLS 最小可选择速度 只在空中(离地3秒后)显示在 PFD 上,接地后消失。 RPIM 计算用于 PFD 显示,FMS 计算用于 PEFR/APPR 页面显示。VLS 在不同飞行阶段、构型、扰流板状态下与 VS1G/VMCA/VMCL 的关系都有所不同。
GREEN DOT 接近最佳升阻比速度,能提供最佳爬升率,所以可作为:- 最终起飞速度

- 构型0时的管理进近速度

- 单发飘降速度

当襟翼手柄位0时显示在PFD上 PRIM根据飞机姿态和重量计算。FMS也计算,用于PERF页面T.O/APPR/GA面板的显示。
F 起飞复飞时襟翼收到1+F 时的最小推荐速度。进近时构型2或3的管理目标速度。 襟翼手柄在2或3时显示。如果构型2或3起飞,离地3秒后显示。 RPIM计算,与VS1G/VMCL/VFE相关。FMS也计算,用于PERF页面T.O/APPR/GA面板显示
S 起飞复飞时襟翼收到1或0时的最小推荐速度。进近时构型1或1+F的管理目标速度。 襟翼手柄在1时显示。如果构型1或1+F起飞,离地3秒后显示。 RPIM计算,与VS1G/VMCL/VFE相关。FMS也计算,用于PERF页面T.O/APPR/GA面板显示
VFE 襟缝翼放出时的最大速度 收构型时根据襟缝翼实际位置显示,放构型时根据手柄位置显示。但如果襟缝翼卡阻,则根据实际位置显示。 VFE 是PRIM自带的固定值,不是计算的。超速警告与VFE显示无关,就算PRIM故障,VFE不显示,超速警告也可用。
VFE NEXT 下一档襟缝翼放出时的最大速度 22000ft 以下显示,但如果襟缝翼卡阻,则根据实际位置显示。 VFE是PRIM自带的固定值,不是计算的。
V1 最大可中断速度 PFD 速度带 不是计算的,是机组输入的
VR 抬轮速度,保证离地 35ft 时能达到 V2 PFD 速度带 不是计算的,是机组输入的
V2 起飞安全速度,以保证:
- 单发时在离地 35ft 达到
- 第二阶段最小爬升率
- 离失速和 VMCA 有足够裕度
PFD 速度带 不是计算的,是机组输入的
VAPP 最后进近速度 只在 FMS PERF 页面显示,可以修改 FMS 根据 VLS 和风量修正计算,PRIM 使用它来决定进近时的管理速度。
VMO/MMO 光洁形态最大速度
340KT / M.89
速度带上方红条 ADIRU 计算,传输给 PRIM 用于显示
VMAX 最大许可速度 速度带上方红条 PRIM 计算:
- 光洁构型,起落架收起:VMO/MMO
- 光洁构型,起落架放下:VLE/MLE
- 非光洁构型,起落架收起:VFE
- 非光洁构型,起落架放下:min (VFE, VLE/MLE)
如果 PRIM 故障了,VMAX 等于 VMO/MMO
V ALPHA PROT 达到 ALPHA PROT 迎角的速度 正常法则下显示 PRIM 计算
V ALPHA MAX 达到 ALPHA MAX 迎角的速度 正常法则下显示 PRIM 计算。
V ALPHA SW 失速迎角时的速度 备份或直接法则下显示 PRIM 计算。
FMS 也会独立计算失速警告,就算 PRIM 故障,失速警告也可用。
VLE/MLE 轮放下的最大速度/马赫数 标牌上显示 不是计算来的
VLO/MLO 放轮的最大速度/马赫数 标牌上显示 不是计算来的

 

2. DSC-22-27-20 Protections

飞行包线定义了正常法则下最大的姿态参数。当 AP 接通时,如果超出包线,飞控保护会接管控制,让飞机回到包线,此时在 FMA 上显示 AP IN PROT。

如果连保护包线也超过了,则 AP 断开,不正常姿态法则激活,提供给飞行员全权限操纵。

 

2.1. LOAD FACTOR PROTECTION

光洁构型:2.5g to -1g

非光洁构型:2g to 0g

 

2.2. BANK ANGLE PROTECTION

光洁构型最大 67°,非光洁构型 60°
100ft RA 以下,坡度过大会有“BANK BANK”语音警告

 

2.3. PITCH ATTITUDE PROTECTION

UP 30°,低速下 25°

DOWN 15°

手动落地 50ft RA 以下,俯仰过大(超过 10.5°)会有“PITCH PITCH”警告

 

2.4. HIGH SPEED PROTECTION

高速保护就是“在超过一定速度的情况下,侧杆下俯权限减小,飞机会自动收油门抬头,并辅助使用扰流板,最终减速到包线以内”。

这部分介绍了高速保护的触发和解除逻辑、相关稳定性的改变、A/THR 和扰流板的逻辑、超速警告的条件。

 

具体数据如下,了解即可,不需要记忆:

A350 A320
触发速度 - 正常加速度时,VMO/MMO 到 VMO+10KT/MMO+0.02 之间。
- 加速度很大时,可能小于 VMO/MMO。
- 如果 AP 接通在 ALT 模式,在 VMO/MMO 与 VD/MD(375KT/M 0.96)的中间值。
根据加速度不同,在VMO/MMO或者以上
触发后的目标速度 手动飞行:

  • 侧杆松开:VMO/MMO以下
  • 侧杆到底:
    • 扰流板伸开:VD-18KT/MD-0.04
    • 扰流板收上:VD-10KT/MD-0.02

AP接通,目标速度就差不多是触发速度:

  • ALT模式:VMO/MMO与VD/MD的中间值
  • 其他模式:VMO+10KT/MMO+0.02
侧杆松开:VMO/MMO

侧杆到底:VMO+16KT/MMO+0.04时下俯权限减小到0,但速度并不一定能稳定在这个值

AP 可以一直接通 在VMO+15KT/MMO+0.04断开
A/THR 在VMO+10KT(加速度较快时为5KT)时自动接通,目标速度变成PFD设置与VMO/MMO的较小者。VMO以下恢复之前状态。 无特别行为
扰流板 在VMO+10KT(加速度较快时为5KT)时自动全开,VMO+2KT以下收上 无特别行为
坡度限制 45° 40°

 

但通过上述数据可以看出,A350 的高速保护基本功能和 A320 差不多,就是更加优化。区别主要有以下 2 点:

1. AP 不会断开
2. A/THR 和扰流板会辅助

注意超速警告和保护没有关系,永远在下列条件下响,估计和失速警告一样,是 FMS 独立计算的。
- VMO + 4 kt or MMO + M 0.006, in clean configuration, gear up
- VLE + 4 kt or MLE + M 0.006, in clean configuration or CONF 1, gear down
- VFE + 4 kt in CONF 1+F, 2, 3 or FULL

详细讲解和具体程序还可以参考  FCTM PR-AEP-MISC H OVERSPEED  和  FCOM PRO-ABN-OVERSPEED

 

2.5. ANGLE OF ATTACK PROTECTION

 

高迎角保护在正常法则下,机动飞行或者遇到阵风时保护飞机不失速。当迎角超过 ALPHA PROT 时激活,但不管怎样都不会超过 ALPHA MAX。如果是带杆触发的,松杆后迎角回到并保持 ALPHA PROT。

保护激活时飞行法则从正常模式变为保护模式,也就是侧杆俯仰偏转不是对应 load factor demand,而是按一定比例关系直接对应迎角。但坡度角是受最大 load factor 限制的。

 

2.6. LOW ENERGY PROTECTION

低能量警告和 alpha floor 都是为了保持飞机能量在合适程度。低能量警告是第一级,用“SPEED SPEED SPEED”语音警告来提醒飞行员,alpha floor 是第二级,直接介入,自动 TOGA。

低能量警告在 VLS 和 V ALPHA PROT 之间触发。

 

AP 接通时,在任何高度、构型、法则下都能触发。没接通时,襟翼手柄在 2、3、全,100-2500 ft RA (落地)/200-2500ft RA (起飞)情况下可以触发。

2.7. ALPHA FLOOR

 

在 ALPHA PROT 和 ALPHA MAX 之间触发,速度恢复到 VLS 之后,推力设置恢复到之前状态。

有一些可用或抑制条件,了解一下即可。注意 ALPHA FLOOR 在 TCAS 模式接通时被抑制。

 

2.8. REACTIVE WINDSHEAR DETECTION

把反应风切变归到保护这章节有点强行了。

PRIM 提供探测:起飞 50ft 或离地 3 秒,到 1300ft;落地 1300ft 到 50ft。

构型要大于 0,或者手柄至少选择 1。

参考 A350 反应风切变和预测风切变

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