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把飞机飞到没油是一种什么体验?

 昵称散步收藏 2020-02-06

6问:民 用 飞 机 不 可 用 燃 油 量 试 飞

1什么是不可用燃油量?

由于民用飞机油箱尺寸较大,受制于油箱结构设计特点和燃油泵布置,存在一定量的燃油不能被泵送给发动机,这部分燃油称为不可用燃油。不可用燃油量是飞机使用寿命期内机队必须承担的重量,代表飞机的直接重量损失,作为民机燃油系统设计重要技术指标之一,需要通过试验的方法获得。

不可用燃油量由两部分组成:一部分是燃油箱中的“死油”,也叫不可排放燃油,是留在油箱中无法被排放出的燃油,一般在飞机总装后通过机上地面试验测量得到;另一部分是飞行时无法泵送给发动机的剩余燃油中可被排放出的燃油,一般通过飞行试验测试得到。

2局方对民机不可用燃油量的要求有哪些?

CCAR-25-R4《运输类飞机适航标准》第25.959条-不可用燃油量规定:每个燃油箱及其燃油系统附件的不可用燃油量必须制定为不小于下述油量:对于需由该油箱供油的所有预定运行和机动飞行,在最不利供油条件下,发动机工作开始出现不正常时该油箱内的油量。

为了获得“在最不利供油条件下”不可用燃油量,AC25-7C《运输类飞机合格审定飞行试验指南》指出应当对燃油系统结构形状进行分析,以确定试验油箱的临界试验条件,使得试验程序不会导致非保守不可用燃油量。在飞行试验前可以借助试验飞机燃油箱模型,依靠建模软件对各种飞行姿态下的不可用燃油量进行计算分析,确定临界供油飞行姿态,并由此选择试验条件。根据适航条款要求和AC建议,申请人开展不可用燃油量试飞时,一般选取侧滑和动态机动等所遇到的不利供油条件,以及平飞、爬升、下降等预定运行动作。

3不可用燃油量的试飞方法有哪些?

在确定好试验飞机油箱最不利供油条件和临界飞行姿态后保持飞行,当油面低于燃油泵吸油口,油箱中剩余燃油将无法被泵送至发动机,由于供油管路中尚有部分燃油,仍能保证发动机运转。随着燃油消耗,燃油流量减小,发动机转速出现不稳定,可以认为“发动机工作开始出现不正常”,此时试验油箱剩余燃油就是对应飞行姿态下的不可用燃油。

为了获得较为保守的不可用燃油量,在发动机转速出现不稳定时可以采用以下两种方法:

方法 1

将发动机燃油控制开关拨到“OFF”位,关闭供油管路燃油切断阀,试验发动机停车,试验油箱燃油将无法再被发动机消耗,飞机单发返场着陆。

方法 2

打开交输供油阀,关闭试验油箱内的燃油泵,利用非试验油箱给双发供油,在试验侧发动机转速上升并稳定后,双发返场着陆。

4两种试飞方法操稳特性对比如何?

不可用燃油量试飞时,为了减少试验时间,需要将试验油箱油量调整至接近不可用燃油量,非试验油箱加注满足任务所需燃油,并且要求左/右油量差值不能超过飞机允许的最大不平衡燃油量。因此,试验动作结束后,飞机将以较大的不平衡燃油量返场着陆。

方法1关闭试验发动机,飞机单发返场着陆,为了维持航迹和姿态,既要使用副翼平衡不平衡燃油量产生的滚转力矩,又要利用方向舵修正较大不对称推力产生的偏航力矩。在不对称推力作用下,飞机还会存在一定的侧滑,试验状态如图1 a)所示。

把飞机飞到没油是一种什么体验?

a)单发返场着陆

把飞机飞到没油是一种什么体验?

b)双发返场着陆

图1 典型双发民用飞机不同发动机工作条件下的试验状态

方法2与方法1相比,在左/右机翼不平衡油量相同的条件下,双发同时工作,可以消除不对称推力产生的较大偏航力矩对飞机操作带来的不利影响。使用副翼平衡不平衡燃油量引起的滚转力矩,并利用方向舵纠正使用副翼带来的偏航力矩,试验状态如图1 b)所示。

基于以上分析,在同样不平衡燃油量条件下,方法1和方法2舵面偏角都有较大的操纵余量,但是方法2可以获得更好的飞机操稳特性;在自动驾驶功能不具备时,方法2可以一定程度上减轻机组人员操作负担。

5两种试飞方法不可用燃油量准确性对比如何?

方法 1

在发动机转速不稳定时,供油管路中无剩余燃油,关闭燃油切断阀,试验发动机停车,试验油箱和管路燃油无法再被发动机消耗。试验油箱燃油泵关闭后,燃油泵出口单向阀前后压差接近为零,试验油箱部分剩余燃油可能会在机动时进入到单向阀后供油管路,这部分燃油在飞行试验结束后将不会被排放出,不可用燃油量会受到一定影响。

方法 2

在发动机转速不稳定时,打开交输供油阀,关闭试验油箱所有燃油泵,供油管路流量和油压将快速增加,试验侧燃油泵出口单向阀将在油压的作用下一直处于关闭状态。试验油箱的剩余燃油不会进入供油管路,供油管路燃油也不会进入试验油箱。

因此,方法2相对于方法1可以获得较为保守的不可用燃油量。

6两种试飞方法试飞风险对比如何?

方法 1

关闭试验发动机,飞机单发返场着陆,存在非试验发动机失效的可能性,双发停车概率增大。双发停车后,飞机将无动力着陆,有可能造成灾难性后果。

方法2

双发返场着陆,则会降低双发停车的概率,减小机组人员工作负担。另外,双发下降返场,燃油消耗加大,非试验油箱油量减少更快,会一定程度上减轻不平衡油量对飞机操作的影响。但是,燃油消耗过快,试验机若无法及时返场着陆,对飞行安全也会产生极大影响。

因此,不可用燃油量飞行试验应在本场开展,在试验动作结束后,尽快组织飞机返场着陆,并在不超过允许的最大不平衡油量前提下,尽量多装燃油,以保证剩余燃油可以满足返场燃油要求。

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(旋翼机、固定翼、直升机相关图纸、资料)

文章源 | 网络

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