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1、民用航空器的适航管理,第三章 运输类飞机适航标准（CCAR 25）,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、
2、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,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
3、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,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
4、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。,2. 失速速度 公式：失速速度与失速升力系数,失速升力系数经过修正，得到,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,重心O2 时，平尾,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,
5、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）
6、 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（Maximum Operating L
7、imit Speed) 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=,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。,这也就限制了当量空速的最大值Vem
8、ax，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。,A320-200 350kt/0.82 B737-300 340kt/0.82 Airplane Flgiht Manual Flight Crew Operating Manual,VMO/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
9、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M / 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
10、能小于VMO/MMO和VDF/MDF 的平均值 VMO V - V1 - V2 MMO M - 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（Flap Extended Speed）： 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。,波音B757-200襟翼速度表,起落架使用限制速度（Landing Gear Speed） ： 从强度考虑规定的起落架使用限制速度有
11、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。,VLE (In flight: landing gear extended): 280 kt/ M 0.67 VLO RET: (landing gear operating: retraction) : 220 kt VLO EXT: (landing gear
12、 operating: extension): 250 kt Maximum altitude the landing gear may extended: 25000 ft,B757-200,SPEED VALUE EXAMPLES FOR THE A320-200,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,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
13、升速度不大于1.3VS,Minimum Air Climb Gradients Landing Climb,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,Minimum Air Climb Gradients Approach Climb,3. 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
14、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,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),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（
15、真空速）不变，则上式简化为：,试飞方法（一发停车试飞） 两种方法： 1) 以几个不同的推重比进行反、正航向爬升以抵消风的影响，飞行中保持机翼水平； 2) 由试飞得到极曲线和一发停车阻力，而后按梯度公式计算检查。 保持机翼水平（可将方向舵偏到最大），保持航向（可倾斜不大于5）（起落架放下） 起飞第一爬升段时，取不利的起落架及其舱门位置 进场状态,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,飘降,速度、高度表,3.1.4 飘降,1. 飘降（drift down）过程 巡航中一台发动机停车后，飞机要下降到一个较低高度和较小速度的过程叫飞机的飘降。 为了使飞机飘降的下降梯度最
16、小，改平高度较高，规定以下操纵方法进行飘降。 当一台发动机停车后，将工作的发动机推力改为最大连续推力，保持高度减 速到飘降速度，即最大升阻比速度（空客称作绿点速度），开始下降直到开 始改平的点为止的过程叫飘降。飘降速度用最大升阻比速度可以得到最小的 下滑角，同时需要的推力也最小。,Performance Requirement Above Diversion Airport,2. 飘降航迹的越障要求 检查越障要用净航迹，且要考虑温度、风以及空调、防冰的影响。 总航迹：飞机实际飞过的航迹 净航迹：净航迹由总航迹上任一点通过减小规定的梯度得到。净航迹梯度=总航迹梯度-规定的梯度减小量 总航迹与净航迹的梯度差规定为：,安全越障的要求 考虑航线左、右各5海里（JAR）范围的地形和障碍物； 在改平高度处和改平后的飞行中，要求净航迹至少高出障碍物1,000英尺； 在飘降段要求净航迹至少高出障碍物2,000英尺； 在打算着陆的机场上空，应能高于机场1,500英尺具有正梯度；
