第三章运输类飞机适航标准(1)

民用航空器的适航管理第三章运输类飞机适航标准（CCAR25）概述25部共分九个部分，分别是：总则飞行结构设计与构造动力装置设备使用限制和资料电气线路互联系统（EWIS）附则A分部：总则最大起飞重量大于12500lb(5669kg)大型民用运输机，给出了设计需要满足的标准和符合性验证方法，即颁发和更改型号合格证用的适航标准。B分部：飞行重量，重心；飞行性能；操纵品质；起飞着陆C分部：结构强度载荷与安全系数，强度计算法D分部：设计与制造对舵面、操纵系统、机身、增压、防火、应急迫降等在设计构造方面的要求和标准E分部：动力装置发动机、燃油系统、滑油系统、冷却排气系统F分部：设备飞行导航仪表、动力装置仪表设备、电气系统和设备、灯G分部：使用限制和资料空速限制、高度、机动飞行载荷系数等使用限制、标识和标牌、飞机飞行手册I分部：电气线路互联系统（EWIS）H分部：附则机型开始设计日期首次飞行日期取得TC日期试飞周期（月）总试飞时间（飞行小时）平均试飞（小时/月）每架飞机最多可测参数量试验飞机数（架）B-73764.567.467.12811804211006B-74765.1269.269.1210.614434019005B-75778.82.282.121018144631006B-76778.281.982.710.517945332186DC-966.70.871.711150524005A300B69.972.1074.4181590354协和6569.375.12385032797国外民机的试飞特征数据统计表B-747主要试飞内容：颤振试验；颤振临界速度（或动压）和颤振频率，判断其颤振模态气动力试验：总-静压系统失速起飞性能着陆飞行载荷测量（飞机结构强度鉴定试飞）导航、自动飞行控制、自动驾驶仪系统飞机系统：结冰、液压、电子、噪声动力装置：推力、冷却、外物吸入、反推、灭火……运十飞机视频3.1性能的最低安全要求高速限制与超速警告对爬升的要求航路飞行中的爬升---飘降速度、高度表失速、失速速度、失速特性、失速警告3.1.1失速、失速速度、失速特性、失速警告0LCmaxLCStallSVLCLW2211.失速定义：可操纵的定常飞行的最小速度状态:FAR失速，法向过载n1（早期，平直机翼）常规失速（即：当升力开始快速减小时）1g失速，法向过载n=1（近期，后掠翼）对应最大升力系数（即：在升力即将减小之前）FAR失速定义当迎角明显大于最大升力系数所对应的迎角，飞机显示如下特性之一或组合时：1.不能即刻阻止的机头下沉；2.不能即刻阻止的滚转；3.操纵效率的丧失，操纵力或操纵运动的突变，或驾驶员操纵器件的明显抖动。1g失速定义当迎角明显大于最大升力系数所对应的迎角，飞机显示如下特性之一或组合时：1.在飞机恢复正常前，飞机操纵杆已拉到后限位置并保持了一个短时间，俯仰姿态没有进一步的增加；2.一种不可操纵的、清晰可辨的低头下俯现象，且不易阻止；3.用正常的侧向和纵向操纵方法不易阻止的滚转；4.飞机显示出固有的，强烈的气动特性警告，能阻止飞机进一步减速。FARgssVV1gFARssVV194.02.失速速度公式：失速速度与失速升力系数SVCSVCWELL2021221SVWCEL202失速升力系数经过修正，得到FARsLCSCWSCWVVFARSFARSFARLLeS361.29520试飞及修正进入速率：－1节/秒重心修正：重心前限重心O1时，平尾1L12LL重心O2时，平尾2L整机升力减小推力修正：零推力（或慢车推力近似）重量：W增加，失速速度增大B737-300起飞失速速度曲线B737-300着陆失速速度曲线失速试飞要求的飞机形态（全面、临界）a.机翼水平和30坡度转弯飞行：有、无动力、所有正常构形（不同襟翼，起落架上下）b.无动力—慢车，有动力--1.6VS1（进场襟翼、起落架收上，最大着陆重量）c.用后重心，易操纵，不稳定d.最大允许高度，计入Re,压缩性影响e.最大允许的不对称燃油情况f.特殊情况要求：结冰飞行，一发停车g.一发停车失速：襟、起收上；推力为工作发动机最大连续推力的75%，或保持无倾斜飞行的推力，取两者中小者3.失速特性要求：能以正常操纵方式从失速中改出到失速为止，能做横向操纵（副，方）不出现机头上仰失速过程及改出中能正常完成操纵翼水平失速，坡度不大于20（从失速到改出）转弯失速，失速后运动不剧烈，能用正常操纵改出4.失速警告防止意外，要给出警告警告信号：固有气动力特性（抖动--看不清仪表）抖杆器过载包线（保护）要明确（抖动程度）、及时（大于7%,把最小速度定义在失速前的抖振速度上,如果抖振不明显则以1.07Vs作为最小允许速度）、一致（次次相同）对爬升的要求航路飞行中的爬升---飘降速度、高度表高速限制与超速警告失速、失速速度、失速特性、失速警告3.1.2高速限制与超速警告1.几种速度VMO/MMO（MaximumOperatingLimitSpeed)VD/MD：最大设计俯冲速度VC/MC：最大设计巡航速度VDF/MDF：最大演示速度（飞行中极不可能无意超过的速度）VFC/MFC：具有稳定性的最大速度飞机表面承受的气动载荷取决于动压q=221V如果动压q过大，飞机蒙皮会发生永久变形，甚至损坏，飞机外形在气动载荷作用下也要变化，如变形过大，气动性能要下降，降低操纵性，甚至会发生颤振、副翼反操纵现象。颤振（机翼弯扭颤振、弯曲副翼颤振）—飞行中的一种自激振动，振幅增加很快，在几秒钟内就可导致飞机破坏、解体。为了避免出现上述问题，从飞机的结构强度、刚度方面限制了最大允许动压q。2212210eVVq这也就限制了当量空速的最大值Vemax，为了便于飞行员掌握要转化为CAS或IAS给出，与Vemax对应的表速即VMO。即使VMO为常数，但对应的TAS、M随高度增加而增大，所以也规定了最大允许使用M数MMO。一般在中低空飞行速度受VMO限制，高空受MMO限制。MMOVMOCASPAA320-200350kt/0.82B737-300340kt/0.82AirplaneFlgihtManualFlightCrewOperatingManualVMO/MMO:指在任何飞行状态（爬升、巡航或下降）不能有意超过的速度，但在试飞或驾驶员训练中经批准可以使用更大的速度。在此速度时驾驶员采取减速措施，可保证减速措施生效前飞机速度不会超过飞机设计的最大速度，飞机的操纵性、稳定性和强度、刚度，以确保飞行安全。2.增速特性和速度恢复特性要求突风颠倾横向颠倾，倾斜角45-60间纵向颠倾，俯仰角6-12两轴颠倾，在纵向颠倾基础上加15-25倾斜偶然操纵动作：在VMO/MMO时，动升降舵产生0.5g向前的加速度，持续5秒重心移动从爬升转入平飞，推力不减，直到发出超速警告再减推力，并用不大于1.5g的过载改出发出警告后，给予3秒反应时间后，正常操纵技巧可恢复到VMO/MMO，且其间不超过MＤ/MDF、结构限制（过载限制），抖动不影响观察仪表和操纵。3.高速限制要求要给出几种高速速度VFC/MFC不能小于VMO/MMO和VDF/MDF的平均值VMOVＤ-V1-V2MMOMＤ-M1-M2空速表容差（3KT，0.05M）应使用听觉式警告装置（VMO-6节,MMO-0.01）在VMO/MMO范围内应满足操纵、稳定、配平等要求襟翼展态速度VFE（FlapExtendedSpeed）：该速度是对应相关襟翼放下位置和发动机推力状态的最大限制速度，它不得超过该机的设计襟翼速度。它不仅考虑到襟翼缝翼的结构强度，也考虑了飞机性能。襟翼0Vref30+80襟翼1Vref30+60襟翼5Vref30+40襟翼15Vref30+20襟翼20Vref30+20襟翼25Vref25襟翼30Vref30A320-200CONF1230ktCONF1+F215ktCONF2200ktCONF3185ktCONFULL177kt波音B757-200襟翼速度表起落架使用限制速度（LandingGearSpeed）：从强度考虑规定的起落架使用限制速度有起落架收、放速度（VLO）和起落架伸态速度（VLE）两种。起落架操作速度指收、放起落架允许的速度，应小于由飞行特性所确定的安全收、放起落架的速度，以保持起落架收、放过程中的安全，对于收、放起落架允许的最大速度不同时，要分别给出。起落架伸态速度，不得超过起落架锁定在安全放下位置时能安全飞行的速度，以保证起落架锁定机构的强度和刚度。A320B737-300220KIAS235KIAS250KIAS270kt/M0.82280kt/M0.67320kt/M0.82RETLOVEXTLOVLELEMV/RETLOVEXTEXTLOLOMV/LELEMV/VLE(Inflight:landinggearextended):280kt/M0.67VLORET:(landinggearoperating:retraction):220ktVLOEXT:(landinggearoperating:extension):250ktMaximumaltitudethelandinggearmayextended:25000ftB757-200SPEEDVALUEEXAMPLESFORTHEA320-200失速、失速速度、失速特性、失速警告高速限制与超速警告对爬升的要求航路飞行中的爬升---飘降速度、高度表3.1.3对爬升的要求1.全发工作着陆爬升要求：爬升梯度3.2%条件：推力为由慢车位推到复飞推力位8秒后的推力；构形为着陆襟翼和起落架放下；高度应高，但不超过1500英尺；临界状态：不利引气、最大着陆重量等爬升速度不大于1.3VSMinimumAirClimbGradients–LandingClimb2.一发不工作进场爬升要求：双发2.1%；三发2.4%；四发2.7%条件：一发停车，余发为8秒后起飞推力；最大着陆重量；正常爬升速度，不大于1.5VS起落架收上MinimumAirClimbGradients–ApproachClimb3.一发停车爬升第一爬升段要求：双发-正梯度；三发0.3%；四发0.5%条件：一发停车，其余发动机为起飞推力，开始收起落架时机重；不计地面效应第二爬升段要求：双发2.4%；三发2.7%；四发3.0%条件：一发停车，其余发动为起飞推力，400英尺处推力；重量为收上起落架时机重。最后爬升段：要求：双发1.2%；三发1.5%；四发1.7%条件：起飞最后爬升段构形（起落架，襟翼均已收上）发动机为MCT状态起端重量、末端推力第一爬升段第二爬升段平飞加速段最后爬升段最小爬升梯度要求双发0.0%2.4%1.2%三发0.3%2.7%1.5%四发0.5%3.0%1.7%起点达到V2，高于起飞表面35英尺起落架完全收上达到加速高度（最低400英尺）实现航路构形襟、缝翼起飞起飞收襟、缝翼光洁机身发动机功率起飞复飞/灵活推力起飞复飞/灵活推力起飞复飞/灵活推力最大连续速度V2V2加速从V2到最大升阻比速度最大升阻比速度起落架收上中已收上已收上已收上计算爬升梯度的参考机重离起飞面35英尺处机重刚收上起落架时机重加速段开始时的机重平飞加速段结束点的机重地面效应不计不计不计不计主要作用收起落架减阻增加飞行高度收襟、缝翼达到爬升要求的高度和速度可见，爬升率与飞机的推、阻力和机重有关，当给定梯度要求时，则可以有一个爬升梯度限制的机重，即爬升梯度限制的最大起飞机重。W=f(C.G,T,D)WDTGC.dhdvgvWDTGC1.三种爬升梯度要求中，主要是第二爬升段的要求，第一爬升段的要求通常都能满足，可以不用进行计算检查，最后爬升段通常也不会成为主要限制条件。由爬升梯度公式可见：对于第二爬升段，由于是保持V2（表速）不变飞行，所以可近似看作V2（真空速）不变，则上式简化为：试飞方法（