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淺談起飛輪胎超速問題

2019-3-8 00:31| 發布者: CCA6862| 查看: 1202| 評論: 0

導讀: 編者按:輪胎超速的事情一直是航空運營人關心的事情,波音的航空宇航周刊雜志曾對輪胎超速有專門的闡述,在此譯出,與各位專業人士共享。  前言  對于航空公司的運行,超過輪胎額定的載荷不是件普通的事情,因為 ...

 編者按:輪胎超速的事情一直是航空運營人關心的事情,波音的航空宇航周刊雜志曾對輪胎超速有專門的闡述,在此譯出,與各位專業人士共享。

  前言

  對于航空公司的運行,超過輪胎額定的載荷不是件普通的事情,因為重量和重心位置可以很好的控制并且易于理解。然而因起飛時的疏忽,時有輪胎超速的現象發生。

  本文討論的原因,對輪胎的超速起飛提供一定的指導,預防輪胎超速事件的發生。需要指出的是如果超速事件發生,目前沒有行業的維修標準。

  介紹

  波音正收到大量的航空公司關于起飛時輪胎超速的咨詢信息,這并不是什么新鮮事。然而,在現代飛機上使用更先進的數據采集工具使得航空公司更加關注發生的輪胎超速事情。在大多數案例中,超出的速度非常小,僅僅幾節的速度。可在這些超速的案例中,波音并沒有得到飛機甩輪胎的情況。這表明在良好的條件下,飛機的輪胎能承受這些小速度超標而不損壞輪胎。然而需要著重的指出:在高速情況下,輪胎內部會聚集產生熱量。這些熱量結合極端的高轉速離心力,會導致潛在的胎面損傷。確保輪胎在其額定速度運行將有助于防止可能的胎面損傷和損毀飛機。

  起飛時可能導致輪胎超速的條件

  當運行一架飛機時需要遵循通過認證的飛機飛行手冊,飛機起飛速度的設計以確保離地速度不會超過輪胎速度等級,然而速率和離地速度通常是以節為單位的空速,胎速限制以地速、單位是英里/小時。這就意味著設計的235英里/小時輪胎速度,最大地速離地為204節。

  在起飛的時候有很多因素會導致輪胎會超過速度限制。通常會發生在放行的飛機已經或接近胎速限重:

  *飛機的抬輪率慢于波音推薦的速率,或者

  *晚抬輪,或者

  *順風超過預期

  放行的飛機發生已經或者接近飛機的輪胎速度限制的事情很有可能發生在溫度較高的高海拔機場,因為這些條件會導致飛機的離地速度接近胎速限制。然而,胎速限制也可能會在不太嚴重的環境下遇到,如使用改進爬升的時候。

  不確定的側風會轉變為順風,從而進一步加劇離地地速的情況,不確定的(因為去向不明)順風分量將直接增加離地地速。

  波音所有飛機機型推薦的起飛操作程序

  波音對727、經典型737以及737NG、747、757、767和777機型在飛行機組訓練手冊(FCTM)中發布了推薦的正常全發起飛操作程序,并且在717、MD、DC機型的飛行機組操作手冊(FCOM)中也發布了同樣的操作程序。為了避免起飛時輪胎的超速限制,波音堅持強調推薦的全發起飛的平均抬輪率為2-3°/秒,這提供了足夠的尾部間隙余度,在其后的3-4秒達到目標離地姿態(見圖1)。

  除了717機型,尾部間隙的余度對所有7系列的機型都在FCTM中有所描述。之所以選擇較慢而非波音推薦的抬輪率,機組給出的主要原因是對尾部間隙以及擦機尾的擔憂(更多關于保護擦機尾的信息可以參考2007年第一季度航空宇航雜志)。

  在高海拔高溫機場運行最有可能出現已經或接近輪胎速度限重的情況,相對波音推薦的平均2-3°/秒的抬輪率,較慢的抬輪率會提高離地的地速,這樣會超過審定的胎速限制。此外,較慢或者低抬輪率會顯著增加到達35ft時所需的跑道場長,這也是堅持波音推薦抬輪率方法的另外一個重要原因。

  圖1

  風的認證

  審定胎速限重的余度并沒有考慮對風的修正。舉例:FAA審定的起飛場長限重通常包含一個保守的因素,就是對1.5倍順風和0.5倍頂風的認證。相比較而言,由于胎速限重未考慮這種保守風的因素,在起飛分析中沒有考慮不確定的順風分量,可能會增加實際的離地速度從而超過輪胎速度等級,導致起飛時發生或者接近輪胎速度限重的情況。

  為避免輪胎超速,波音推薦側風運行時若發生或接近輪胎超速情況,需要考慮保守的順風分量。側風起飛的常規指導在FCTM中有所描述。這些指導涵蓋了推薦比最低要求推力還高的高推力設置,以減少飛機在陣風條件下抬輪、離地以及初始爬升時候的風險。

  747-400案例分析

  747-400的案例分析有助于說明這一點。即使起飛分析顯示胎速限重和實際運行的重量之間有明顯的緩沖,操作者也會偶爾超過限制的胎速,此時航空公司應與波音聯系尋求幫助。

  以兩個不同的放行重量作為研究:805000磅和825000磅,在胎速限重和計劃放行重量之間分別留有40000磅和30000磅重量的余度,這些余度顯示,對于離地地速和胎速等級的影響僅僅只留有8節和5節。(見圖2)

  起飛案例1起飛案例2

  放行重量:805000磅放行重量:825000磅

  胎速限重:845000磅胎速限重:855000磅

  重量余度:40000磅重量余度:30000磅

  計劃離地地速:196節計劃離地地速:199節

  輪胎限速:204節(235英里/小時)輪胎限速:204節(235英里/小時)

  速度余度:8節速度余度:5節

  圖2 747 案例分析數據對比

  本案例研究顯示了相關四發飛機胎速限重的余度與速度余度之間的關系。在類似運行條件下雙發的飛機,在同樣重量余度較大的情況下,可能會因全發推力時更高的加速度,而留有較小的速度余度。

  同樣的案例分析顯示若低于正常起飛1°/秒抬輪率將會使離地速度增加4-5節,除此之外還會增加全發起飛距離。(參考圖3)

  這就說明低抬輪率很容易將胎速限重的大重量余度消耗殆盡,尤其在起飛放行時遇到較大的順風分量。

  圖3:較慢或低抬輪率影響的全發起飛距離(一架747-400以低于正常起飛1°/秒抬輪率會使離地速度增加4-5節。)

  起飛輪胎超速的維修情況

  盡管起飛時輪胎超速的事情并不是新鮮事,先進的飛行數據采集技術使得獲得數據異常容易,所以廣泛承認這些超速事件看起來像剛發生似的。飛機制造商、輪胎供應商、監管部門在起飛輪胎超速的情況下仍沒有制定一套公認的維修指導說明。

  其中一個維修的建議即若發生輪胎超速的事情后,在下一段航程運行之前,換掉所有的飛機輪胎和組件。然而在實際運行中,更換掉所有的飛機輪胎和組件意味著巨大的物流保障問題,甚至可能延誤或取消航班。尋找并將18件輪胎組件運送到747飛機到達的偏遠地方,這是件非常困難的事情,何況這僅僅是眾多超輪速事情中的一起。此外,若輪胎超速很小(例如超出胎速只有2-3節),輪胎是不太可能受到嚴重的損毀。

  一些運營商已經開始在超速事情發生后依據飛機維修手冊第32章,以正常輪胎檢查標準對輪胎進行簡單的檢查。如果沒有發現損傷,飛機正常放行且沒有進一步執行相關的維修指令。基于多年的服務經驗,由于很少發生超速,這種方法似乎運行良好,即使超速,輪胎胎面的損傷也應歸咎于超速。基于此種服務體驗,即使有特別設計,且起飛性能不會超速的輪胎,波音通常也不會提出異議。如果運營商對輪胎的整體性有任何的疑問,那么在下一個飛行任務前需要將輪胎進行更換。更多關于輪胎維護的工作程序和信息可以在飛機維修手冊以及下列文件中找到:

  FAA Advisory Circular 20-97B, “Aircraft Tire Maintenance and Operational Practices,” April 18, 2005, U.S.Department of Transportation.

  “Aircraft Tire Care And Maintenance,”Goodyear Aviation, 10/04, www.goodyearaviation.com/img/pdf/aircraftmanual.pdf.

  Bridgestone Aircraft Tires, Tire Care,and Maintenance, http://ap.bridgestone.co.jp/pdf/Care_and_Maintenance.pdf.

  Bridgestone Aircraft Tires, xamination,and Recommended Action, http://ap.bridgestone.co.jp/candm/recommendedaction.html.


  小結

  對于航空公司運行,超過輪胎額定載荷不是普通的事情。波音正收到大量的關于起飛時輪胎超速的咨詢信息。針對起飛時輪胎超速,目前行業內并沒有對維修指令達成共識,此時需要運營人與監管機構對胎速超限的事情確定出最合適的維修指令。最好的方法就是盡量避免起飛超速,按照下列步驟,飛行運行人員可以減少起飛時輪胎超速的可能性:

  *依據波音推薦的抬輪率;

  *當放行的航班存在側風,在已經或者接近輪胎超速限重的情況下,應考慮保守的順風分量;

  *當放行的航班遇陣風或者強側風,在已經或者接近輪胎超速限重的情況下,設定比最低要求推力還要高的推力。(趙恒星/譯)


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