民机低速告警特征速度研究

2017-07-01王越之郑晓辉

科技视界 2017年6期

关键词：民用飞机

王越之　郑晓辉

【摘要】本文介绍了民机低速告警特征速度的技术背景和设计要求，并给出了相应计算方法。

【关键词】低速告警；特征速度；民用飞机

Research of Civil Aircraft Low Speed Warning Characteristic Speed

WANG Yue-zhi ZHENG Xiao-hui

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

【Abstract】In this article，the technical background，regulation and technical specification of civil aircraft low speed warning characteristic speed are introduced，the calculation method of civil aircraft low speed warning characteristic speed is depicted.

【Key words】Low speed warning；Characteristic speed；Civil aircraft

1 技术背景

民机低速告警特征速度主要用于表征飞机距离失速的速度裕量，通过飞机仪表向飞行员提供速度安全信息。目前，民机特征速度并没有统一概念，通常由主制造商结合适航条款等要求自行设计。空客将飞机常用速度称为：操纵速度（operating speed），其中又包含特征速度、保护速度、限制速度和其他速度。其中与低速告警相关的速度有：特征速度Vs1g、VLS以及保护速度VSW。而波音将飞机低速告警相关速度称为最小机动速度（minimum maneuvering speed）和最小速度（minimum speed），其中最小机动速度也就是最小可选择速度VLS，最小速度也就是失速告警速度VSW。本文主要研究低速告警特征速度Vs1g及VLS的设计要求及计算方法。

2 设计要求

低速告警特征速度的设计要求主要来源于CCAR Part25运输类飞机适航标准、AC25-11A电子飞行驾驶舱显示等规章要求。

2.1 CCAR Part25 103

（a）参考失速速度，VSR，是由申请人定义的校正空速。VSR 不得小于1-g失速速度。VSR 可表述为：VSR≥ 。式中：VCLMAX 为在此情况下得到的校准空速：过载系数修正的升力系数：为在本条（c）款规定的机动过程中首次得到的最大值。此外，如果机动受到某种在选定的攻角突然将机头下推的装置（如推杆器）限制，VCLMAX不应该小于在此装置作动瞬间出现的速度。

2.2 AC 25-11A 2.3

（b）低速告警指示信息不只指示飞机速度限制的边界，还要清晰的区分正常速度范围和不安全的速度范围，比如空速指示和预选空速等指示要与低速告警指示信息相区分。

（d）低速告警显示需考虑飞机的载荷，即对飞机过载敏感，以保证飞行员在不触发失速告警的前提下在各个飞行阶段维持飞机有足够的机动裕量。低速告警指示对过载敏感的功能需要通过试飞进行验证。

（e）试飞条件包括机动飞行和一定程度的扰动，以评估在低速告警软件中所使用的阻尼功能是否合适。

3 计算方法

3.1 参考失速速度VSR

參考适航条款要求，取Vs1g作为参考失速速度VSR，即飞机过载为1g，发动机慢车推力时的失速速度。

飞机在正常包线范围内1g平飞时，有： ρV SC =mg

飞机在与1g平飞相同高度下飞行时，有： ρV SCL

由两式可得：VSR= ×

即飞机在任意状态飞行时，参考失速速度可由当前状态升力系数，1g平飞最大升力系数，当前速度和当前过载计算得出。由升力系数和迎角的关系可得：VSR= ×

其中，α0为零升迎角，αS为失速迎角。