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「飞机的故事」飞行力学知识科普055期:影响飞机起飞性能的因素

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影响离地速度、起飞滑跑段的平均加速度以及加速上升段的平均剩余推力大小的因素都会影响起飞性能。影响飞机起飞性能的因素主要有:油门位置、起飞时的飞机质量、机场标高与气温、风向风速、跑道坡度、襟翼位置、跑道表面质量等。

油门位置

油门位置越大,飞机推力越大,飞机加速快,起飞滑跑距离和起飞距离就短。一般使用最大油门状态起飞。

离地姿态

离地姿态大,离地速度小,起飞滑跑距离短,但升空后安全裕度小,还可能导致擦机尾。实际中应按手册规定的姿态离地。

起飞时的飞机质量

飞机质量越大,离地速度也越大,起飞滑跑距离增加。起飞时的飞机质量增加21%,离地速度需要增加10%。另外飞机质量越大,则滑跑加速度越小,起飞滑跑距离和起飞距离都要增加。

场压高度与气温

机场压力高度或气温升高,都会引起空气密度减小,一方面使推力减小,飞机加速慢;另一方面,离地真速增大(离地表速不变的情况下)。这两方面都将使起飞滑跑距离和起飞距离增加。

起飞滑跑时,为了产生足够的升力使飞机离地,不论有风或无风,只要离地迎角相同,离地空速就相同(气温气压相同时),但地速不一定相同。保持表速一定,逆风滑跑,离地地速小,所以起飞滑跑距离和起飞距离比无风或顺风时短。有风情况下起飞,逆风滑跑,当风速为起飞空速的10%时,起飞滑跑距离约减少19%;而顺风滑跑,当风速为起飞空速的10%时,起飞滑跑距离约增加21%。

跑道坡度

上坡起飞,重力的第二分量会减小飞机的加速力,飞机的起飞滑跑距离和起飞距离会增加,下坡反之。

在有坡度跑道上的起飞滑跑距离可按式计算:

襟翼位置

放下大角度襟翼,可增大升力系数,减小离地速度,缩短起飞滑跑距离:但放下大角度襟翼,阻力增加很多,滑跑阶段加速慢,这时虽然离地速度小,但滑跑距离不一定会缩短;同时放襟翼角度过大会使升阻比降低,飞机升空后上升梯度小,増速慢,飞机到达安全高度的空中距离增长,越障能力变差。另外,放下大角度襟翼会使离地速度过小,危及安全(稳定性、操纵性较差)。因此正常起飞时应使用规定角度襟翼起飞。

跑道表面质量

光滑平坦而坚实的跑道表面,摩擦系数小,有利于飞机起飞滑跑的加速,起飞滑跑距离短。反之,跑道表面粗糙不平或松软,起飞滑跑距离就长。

上述影响起飞滑跑距离8个因素中,有些因素(如油门位置、离地迎角、襟翼位置等)可以通过飞行员的操纵而改变。而另外一些因素(如跑道表面质量、风速、风向和跑道坡度等)虽然飞行员无法改变,但可以充分利用这些因素的有利方面。

因此,为缩短起飞滑跑距离,飞行员应使用最大油门,放下一定角度襟翼,朝着逆风方向起飞。情况许可时,可以适当减轻飞机质量或利用下坡起飞。

需要指出的是,在有的飞机性能说明书中给出的是起飞滑跑所需距离。它实际上考虑了计算的准确性和飞行员可能产生的操纵误差,比起飞滑跑距离大10%~20%。

———— / END / ————

文字与图片来源:《飞机飞行力学》(清华大学出版社出版)、部分图片来自网络。

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