jb d0022t007c1大型滅火水上救援水陸兩棲飛機飛行性能計算與分析

發(fā)送單11本文件屬于中國特種飛行

，中國特種飛行器同意或，任，個人或機構均不得以任何方式發(fā)送、 及用于生產(chǎn)制造A新BC550201306月提供更新了起降性能計算所采用的最小速度，包括VMCG、VMCA、VMCL、VMUCCAR-25R425.143(h)條規(guī)定的20140612大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機（以下簡稱0）采用單船身式機身、懸臂式上單翼T167.235m2。動力裝置選用四臺國產(chǎn)J63125kL4A/1型六葉復合材料螺旋槳，具有可變距、可順槳、中距限動、人工回槳和防冰等功能。兩側機翼外側下方對稱布置一對浮筒。 kg33500kg最大實用航程4500km。TA600飛機根據(jù)設備配置的不同分為基本構型、滅火構型和救援構型?；緲嬓惋w性能計算方法主要是根據(jù)飛行動力學方程基于采用數(shù)值積分法

四臺WJ6發(fā)動機配JL-4A/1 CL

H H Rgl

qmax

平 1g 1g 增前 符號 計算目 計算依據(jù)和標準和依 計算輸 計算狀 總體參數(shù)及升阻特 總體參 升阻特 無動力情 動力的影 可用推力特 平飛需用推 平飛特 平飛速 最小平飛速度和失速速 平飛速度限 水平加特 爬升特 單發(fā)停車起飛爬 全發(fā)工作著陸爬 單發(fā)停車進場爬 航路爬 升 下滑特 航程和航 盤旋特 起飛特 計算原 適航要 校正空 單發(fā)停車起飛特 起飛距離和起飛滑跑距 全發(fā)工作起飛特 降落特 場長特 適航符合性及分 結 CCAR-25-R4部條款要求進行計算，通過理論計算以驗證TA600飛機設計是否滿足適航條款關于性能部分的要求，同時驗證起降、爬升、下滑、提供理論計算依據(jù)，并為TA600首飛提供理論基礎。工業(yè)和信息化部財政部關于大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機研制項目立項的 中國民用航空規(guī)章第25部類飛機適航標準 中國民用航空規(guī)章第91部一般運行和飛行規(guī)則《GJB34A- 有人駕駛飛機（固定翼）飛行性能 類飛機合格審定飛行試驗指南2003《類飛機適航標準技術咨詢手冊1995《JBD0001T101C1大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機總體技術方案一分冊—總體方案201308月》《ZLD0010T002C2大型滅火/201207《飛機飛行性能計算手冊1987《JBD0022T008C1大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機發(fā)動機和螺旋槳組合特性數(shù)據(jù)集201306月》《HZD0021T001C1A大型滅火/04《TA600臨界發(fā)動機停車橫/201309《TA600性能計算最小速度數(shù)據(jù)2014年06月計算內(nèi)容包括飛機可用推力、平飛需用推力、平飛特性、水平加特性、（ISA4000m1TA600TA600升阻特性除與飛機機體本身有關外，還與其構型、飛行Ma數(shù)、飛行Re數(shù)、飛行高度HHZD0021T001C1A大型滅火/TA600的單縫襟翼、T尾布局的帶動力及地面效應風洞試驗修正氣動導數(shù)的數(shù)據(jù)如下列2配平極曲線（無動力fffffff0————————————————————————3升阻特性曲線上特征點數(shù)據(jù)（e0f0(SCD0K0——-———--—2襟翼0度襟翼20度襟翼45度襟翼20度1襟翼45度襟翼20度襟翼45度00圖 配平極曲的影響較大，使升力系數(shù)和阻力系數(shù)都增大，帶動力的升力系數(shù)，可用帶動力下的CL0CLCL(0 CL和04Tc（4臺拉力系數(shù)0————————————————————————--—-———-————————————————————--

CD0pp

其中全發(fā)工作CD05cx0|cpcx0/cp————————D0022T008C1大型滅火/ISA表 四發(fā)可用推力0Ta-飛機作水平飛行時，需用升力系數(shù)CL由升力與飛行重量平衡得到CL

T1SV

式中CD是升力系數(shù)CL、飛行Ma數(shù)、升降舵平衡偏角e和飛行高度H的函數(shù)不同飛行重量W飛行高度H和飛行速度V下的需用推力TR的計算結果如下表所示7平飛需用推力0定發(fā)動機工作狀態(tài)e下的可用推力與需用推力相等求出（取較大者：Tae,H,Vcos(T)TRW,H, 而相應的升力系數(shù)CL由升力與飛行重量平衡求出C2[W-Ta(e,H,V)sin(T 而攻角由CL～關系求出Ta、TRCL～關系，取導數(shù)組近期給出的風洞試驗修正氣動VCL和攻角的飛行重量的變化對最大平飛速度的影響很小，在6000m以下，飛行重量由53500kg37000kg2％以下。6000m高度飛機達到最大速度。1.1VSRVSR+20km/hVd飛機抬頭的全部升降舵效能和配平足以保持等速直線平飛的最小速度SCLVSR和Vd分別由CLCLSCL

Vd根據(jù)飛機操穩(wěn)計算結果，(d)項速度小于前三項速度。此處介紹的平飛速度限制——最小平飛速度Vmin最大平飛速度VmaxHmax最大使用限制速度VMO螺槳槳尖限制Ma最小、最大平飛速度Vmin、Vmax取前兩節(jié)所確定的結果。Hmax取設計使用高度：Hmax螺槳槳尖限制MaJL-4A/1不考慮槳葉旋轉時所引起的誘導速度，槳尖速度V槳尖M0.91則由螺槳旋轉的切向速度

D

槳尖M＝0

V

D

0.91a3.62nD0.91a3.62nD2s取ns17.92rs，D＝4m，不同飛行高度H從飛行包線可以看出飛機飛行時最大平飛速度受最大使用限制速度VMO的限制8平飛特性WH0000088（續(xù)WH00000WH00000WH000008（完WH00009最小平飛速度010基準失速速度表（ISA真速0襟翼偏11基準失速速度表（ISA,校正空速0襟翼偏12使用限制速度和槳尖限制飛行速度0真速校正真速校正真速校正真速校正真速校正真速校正真速校正V飛行-13平飛速度范圍（014平飛速度范圍（0水平加特0.7Vmax0.97Vmax時所經(jīng)歷的時間和路程；所謂性系指油門全關，飛機速度由Vmax減至0.7Vmax所經(jīng)歷的時間和路程。

0

Tacos(

)

0

9.806650

Tacos(

)

R 9.8066507VmaxR

R 9.8066507VmaxR計算結果如下表所示，由表可見，隨飛行高度的增加，本機加性變差表15水平加特性00以最陡上升角爬升（陡升以最大爬升率爬升（快升 V2VV2Vcl 2

VV2V cl

1000Vcl

3600VclWW0H LtY本節(jié)按照CCAR-25-R425.11725.11925.123在下列條件下，以沿飛行軌跡（在飛機達到VLOF和起落架完全收起兩點之間）25.111中所采用的形態(tài)（無地面效應VLOF0.5%；臨界發(fā)動機停車，而其余發(fā)動機（16離地速度VLOF的定常爬升梯度（ISA，干跑道δf00017離地速度VLOF的定常爬升梯度（ISA，濕跑道δf00025.111條：在速度V2120米（400英尺）高度之前，存在更臨界的動力裝置運轉狀本條b)(1)25.121(b)C中定義的最大起飛重量下的失速速度超過非結冰條件下3節(jié)校正空速或3%VSR25.121(b)條，一般在起飛爬升第二階段的梯度計算是基于起落起飛爬升第二階段的爬升梯度以起落架放下為臨界形態(tài)計算，起飛安全速度18起飛安全速度V2的定常爬升梯度（ISA，干跑道δf00019起飛安全速度V2的定常爬升梯度（ISA，濕跑道δf000在VFTO本條c)(1)25.121(b)C中定義最大起飛重量下的失速速度超過非結冰條件下33%VSR25.121(b)25.115(b)所規(guī)定的適用實際20起飛最終速度VFTO的定常爬升梯度（ISA，干跑道δf00000021起飛最終速度VFTO的定常爬升梯度（ISA，濕跑道δf000000當發(fā)動機功率（推力）是將油門桿從最小飛行慢車位置開始移向復飛設置位置8秒鐘時的可用功率（推力3.2%：在非結冰條件下，爬升速度VREF25.125(b)(2)(i)CVREF22著陸爬升速度VREF的定常爬升梯度（δf00023著水爬升速度VREF的定常爬升梯度（δf000VSR不超過對應著陸形態(tài)VSR110%：按正常著陸程序制定的爬升速度，但不大于1.4VSR本條d)(1)在結冰條件下如果帶有附錄C定義的進場冰積聚按照本條d)(1)(iii)中計算出的結冰條件下的爬升速度不超過非結冰條件下的爬升速度33%的較大者，則可以采用非結冰條件下的爬升速度。24單發(fā)停車進場爬升δf00-25.123不小于VFTO的速度確定飛行航跡；1.6%；在結冰條件下，帶有附錄C航結冰條件下1.18VSRO超過非結冰條件下航路速度3節(jié)校正空速3%的VSR較大者，或者；0.5%。2525.123條航路爬升特性（ISA，全發(fā)θclRcl(m/s)α(°000002625.123條航路爬升特性（ISA，單發(fā)停車θclRcl(m/s)α(°000002725.123條航路爬升特性（ISA，雙發(fā)停車θclRcl(m/s)α(°00000Rcl0m/sRcl28理論升限和實用升限(理論升限實用升限下滑角或變下滑角。本章僅介紹TA600等表速下降的特性。表速為有利下滑速度（從360km/h~400km/h中取得dHTacos(T)TRV/(1V*dV V*

0.7Ma2[10.190254]*(T/

非1

ff(Ma)K

(1(K1)*Ma2/2)K/(K1)1(1(K1)*Ma2/2)1/(K1)

dt 0L0

H)q1V 1）29下滑特性W(kg下滑速度Vg1q(kg/m200000-爬升——平飛——對于一定WVcru和高度HcruTae,Hcru,Vcrucos(T)TRW,Hcru,Vcru

WendW(e,Hcru,VcruWLcrutcruVcru 式中W0、Wend分別為平飛段起始和終了飛行重量。LLclLcru ttcltcru 25。技術航程——實用航程——在使用高度（H=6000m）內(nèi)，飛行高度越大，同一起飛重量和平飛速度的航程30航線飛行油量（單位：千克31技術航程和航時計算結果（商載真速校正0340-906--0TA60043.5t（WY=10t）53.5t（最大載油量32技術航程和航時計算結果（商載(最大載油量WY=8000kg,商載(最大載油量WY=18000kg,商載真速校正06-06841--1533333技術航程和航時計算結果（商載(最大載油量WY=6000kg,商載(最大載油量WY=16000kg,商載真速校正026039PAGEPAGE37技術航程和航時計算結果（商載真速校正0670212-1真速校正045006真速校正034052-真速校正031-434圖 商載技術航程圖（W=43圖 商載技術航程圖（W=53TA60043.5t（WY=10t）53.5t（最大載油量38實用航程和航時計算結果（商載真速校正06-0-389--1--13TA60043.5t（WY=10t）53.5t（最大載油量39實用航程和航時計算結果（商載(最大載油量WY=8000kg,商載(最大載油量WY=18000kg,商載06-27039-4040實用航程和航時計算結果（商載(最大載油量WY=6000kg,商載(最大載油量WY=16000kg,商載真速校正05201--2-2-12PAGEPAGE44實用航程和航時計算結果（商載(最大載油量WY=4000kg,商載(最大載油量WY=14000kg,商載真速校正044500671(最大載油量WY=12000kg,商載真速校正034--402-(最大載油量WY=10000kg,商載真速校正041-434(最大載油量WY=8000kg,商載真速校正003033000000 圖 商載實用航程圖（W=5345遠航速度及最大航程航程航程真速校正00n n VzR z

104.72V

n2盤旋時，發(fā)動機的工作狀態(tài)eTae,H,Vcos(

dWY

e，H，V/

Yt飛行重量W=53500kg，在不同高度上，以不同坡度和速度V盤旋的計算結果如下槳滑流亦增大了全機阻力。參照“AH-24空氣動力學計算”2%。46(R47盤旋一周的耗油量(W=53500kg，ISA，0°襟翼)(單位：千克H(真速校正0飛機的起飛過程包括從松剎車到離水/地的滑跑階段和加速爬升到機場安全高度10.7m的空中段。本機動力裝置提供很大的可用功率，離水/地后可以同時加速與爬升，受力分析，假定跑道坡度為（上坡為正WaTcos(

)

Tf(WL-Tsin(T q0.5V LTOBWgWgV

a[Tcos(

)

qSG]W

)W

qS

Wg起飛滑跑時間WgVtTOB

Tcos(T)WCDqS

10.7m與安全速度V2的過程。此時，飛機以一定的航跡角爬升。受力分析如下：Tcos(

)DWsin()W gLTsin(

)Wcos()WV gag[Tcos(

)

qSWsin()]……WgVcos(WgVcos()V2LA2

WgVLOFTcos(T)WgV2HA2

VLOFTcos(T)CDqSWsin(航跡角按下式進行計0

ddt

d

g g V2 VLOFTcos(T)CDqSWsin(空中最小速度VMCG、地面最小速度VMCA由操穩(wěn)組提供。V2min取1.1VMCA1.15VSR之間的大者。確定VMU2G2GTsinMUTMUMU應考慮俯選取所選抬前輪速度VR1.05VMCAVR可通過數(shù)值積分計算出VLOF及10.7米高度的V2

1.05VMU（界發(fā)動機停車；V2滿足：V2V2min，爬升梯度3.0%。如不滿足則增大VR從新計算。確定起飛決策速度V1在單發(fā)停車情況下，可能存在這樣一個起飛決策速度V1，它使得單發(fā)停車加速—停要求：V1圖 平衡場確定臨界發(fā)動機停車速度VEFV1ΔV是從VEF到駕駛員發(fā)動機失效并作出反應的時間間隔內(nèi)的速度增量可認為等于V1（或VEF）1s。確定起飛航跡末端速度VFTO，使得VFTO1.18VSRCCAR-25-R425.10525.10725.10925.11125.11325.115V1必須根據(jù)VEF25.149(e)確定的VMCG；11F加從臨界發(fā)動機失效瞬間至駕駛員該發(fā)動機失效并作出反應的瞬間，后一瞬間以駕駛員在加速－停止試驗中采取最初的措施（例如，施加剎車，減少推力，打開裝置）為準。V2min，以校正空速表示，不得小于1.08VSR，用于1.1VMCA，VMCA25.149V225.121(b)所要求的爬升梯度。但V2不得小于：VR10.7（35英尺高度時所獲得的速度增量(按25.111(c)(2)條；和25.143(h)VMU速度必須在申請審定的整個推重比范圍內(nèi)由申請人選定。這些速度可根據(jù)VR，以校正空速表示，必須按照本條(e)(1)至(4)的條件選定VR10.7米(35英尺)以前速度能達到V2VLOFVMU110%，且不小于按單發(fā)停車推重比確定的VMU105%；同一個VR值來表明符合單發(fā)停車和全發(fā)工作兩種起飛規(guī)定；必須表明，當采用比按本條(e)(1)和(2)VR5節(jié)的抬頭速度時，單發(fā)停車起飛距離不超過與采用所制定的VR25.113(a)(1)條確定；服役中可合理預期的對于所制定飛機起飛操作程序的偏差(如飛機抬頭過度及失配平狀況)25.13()的預定起飛距離顯著增加。VLOF，為飛機開始騰空時的校正空速O25.12（升梯度，但不得小于：1.18VSR；25.143（h）在確定結冰條件下的起飛速度V1，VR和V2時，可采用非結冰條件下的VMCG，VMC和VMU。本文的起飛決策速度通過平衡場長取需用場長最小化對應的速度V1，其值為臨界發(fā)1s后的速度。各個高度起飛速度如下表。表中：VMCG—地面最小速度 VMCA—空中最小速度VEF—臨界發(fā)動機失效速度 V1—起飛決策速度VSR—基準失速速度 VR—起飛抬前輪速度VMU—最小離地速度 VLOF—起飛離地速度 ISA（WH000ISA（WH00050單發(fā)停車起飛性能H044440333—4—4——4—45151單發(fā)停車起飛性能H0444403333—4——4—4—45252單發(fā)停車起飛性能H04440333—4—4—4—4—4450m為止。起飛飛行航跡為從離起飛表面10.7m為始點的起飛航跡凈起飛航跡為真實起飛飛行航跡在每一點減去1%的爬升梯度。根據(jù)航空條例FAR-121.189的要求，凈起飛航跡扣除10.7m后即為圖 起飛航跡、凈起飛飛行航跡和越障高度關系（WTO=40t，H=0m，ISA，干跑道圖 起飛航跡、凈起飛飛行航跡和越障高度關系（WTO=43.5t，H=0m，ISA，干跑道圖 起飛航跡、凈起飛飛行航跡和越障高度關系（WTO=53.5t，H=0m，ISA，干跑道圖 起飛航跡、凈起飛飛行航跡和越障高度關系（WTO=40t，H=0m，ISA，濕跑道圖 起飛航跡、凈起飛飛行航跡和越障高度關系（WTO=43.5t，H=0m，ISA，濕跑道圖 起飛航跡、凈起飛飛行航跡和越障高度關系（WTO=53.5t，H=0m，ISA，濕跑道根據(jù)CCAR-25-R425.113(a)米（35英尺）10.7米（35英尺）115%。根據(jù)CCAR-25-R425.113(b)條款，濕跑道的起飛距離為下述距離的大者：按照本條(a)之前達到V2一致的方法。根據(jù)CCAR-25-R425.113(c)條(1)25.111平距離，在一點速度達到VLOF10.7米(35英尺)。到下列兩點的中點所經(jīng)過水平距離的115%，在一點速度達到VLOF，在另一點10.7米(35英尺)。根據(jù)CCAR-25-R425.113(c)條(2)米（15英尺）10.7米（35英尺）之前達到V2一致的方法；或到下列兩點的中點所經(jīng)過水平距離的115%，在一點速度達到VLOF，在另一點10.7米(35英尺)。按CCAR-25-R425.11353起飛距離和起飛滑跑距離（ISA，WTO=40000kg）（干跑道H054起飛距離和起飛滑跑距離（ISA，WTO=43500kg）（干跑道H055起飛距離和起飛滑跑距離（ISA，WTO=53500kg）（干跑道H056起飛距離和起飛滑跑距離（ISA，WTO=40000kg）（濕跑道H057起飛距離和起飛滑跑距離（ISA，WTO=43500kg）（濕跑道H058起飛距離和起飛滑跑距離（ISA，WTO=53500kg）（濕跑道H0根據(jù)CCAR-25-R425.109條(a)款，干跑道上的加速－停止距離是下述兩種距離中全發(fā)工作情況下，飛機從滑跑始點加速到VEFV1采取中止起飛的第一個措施，允許飛機從VEF從本條(a)(1)(ii)相當于以V12全發(fā)工作情況下，假定駕駛員在V1采取中止起飛的第一個措施，相當于以V12根據(jù)CCAR-25-R425.109條(b)款，濕跑道上的加速－停止距離是下述兩種距離中VEFV1,按照本條(a)款確定的加速-停止距離。按CCAR-25-R425.109條要求計算的加速-59加速-停止距離（ISA，WTO=40000kg）（干跑道H060加速-停止距離（ISA，WTO=43500kg）（干跑道H061加速-停止距離（ISA，WTO=53500kg）（干跑道H062加速-停止距離（ISA，WTO=40000kg）（濕跑道H((全發(fā)((單發(fā)S)速063加速-停止距離（ISA，WTO=43500kg）（濕跑道H((全發(fā)((單發(fā)S)速064加速-停止距離（ISA，WTO=53500kg）（濕跑道H((全發(fā)((單發(fā)S)速065全發(fā)工作起飛性能H0440440—4—4—4—4—6666全發(fā)工作起飛性能H044404440—4—4—4—4—6767全發(fā)工作起飛性能H0444440444440—4———4—4滑初始高度取為15m，滑水終止速度取為3kn，地面滑跑終止速度取為0m/s（干跑道陸0.4

3 VREF1.23VSRO或VMCL（取兩者大者 理論著水/VT式中CL為對應于著水/陸攻角的升力系數(shù)。LXH15ctg()

Kmax

V2

Kmax

V WLLRW

VT D

WTLRW

D

LLLXHLPP tLtXHtPPtLR CCAR-25-R425.125)從高于著陸表面15米(50英尺)到飛機著陸至完全停止(對3節(jié)左右速度)所需的水平距離：在結冰條件下，帶有附錄C定義的著陸冰積聚，如果結冰條件下的VREF超過非結冰條件下的最大著陸重量所對應的VREF5節(jié)以上，確定本條(a)以不小于VREF15米(50英尺)在非結冰條件下，VREF25.149(f)確定25.143(h)在結冰條件下，VREF本條b)2)(i)在附錄C1.23VSRO大于非結冰條件下的VREF51.23VSRO;和在附錄C25.143(h)規(guī)定的機著陸時不得要求特殊的駕駛技巧或2）50%150%的修正因素。下面給出了不同著陸/表 降落性能H000降落性能降落性能H000降落性能降落性能H000起飛距離≤跑道長度+道另外，根據(jù)CCAR-91-R2部第91.947條關于大型類渦輪飛機的著陸限制，飛機85%以內(nèi)作全停著陸，而濕滑跑道的著陸場長應當至115%。CCAR-91-R2部干跑道著陸場長的規(guī)定。下列表給出了不同著陸/著水重量下的著陸場長71著陸場長和著水場長072著陸場長和著水場長073著陸場長和著水場長0§25.103按§25.103條的規(guī)定對TA600§25.105按§25.105條(a)款規(guī)定，在計算§25.107所述的起飛速度、§25.109所述的加速－停止距離、§25.111所述的起飛航跡及§25.113所述的起飛距離和起飛滑跑距離時，應考慮計算TA600起飛性能的條件如下：起飛重量范圍：40t、43.5t、溫度、濕度范圍：ISA（80%；§25.107以干跑道、53.5t、ISA、0m臨界發(fā)動機停車速度VEF（167km/h）不小于地面最小速度（162km/h起飛決策速度V1（172km/h）取VEF1s的速度，符合§25.107(a)抬前輪速度VR（187km/h）不小于V1（172km/h）1.05VMCA（169km/hVR10.7米以前210km/h最小起飛安全速度V2MIN（191km/h）取為1.08VSR（191km/h）與（177km/h）的大者，符合§25.107(b)2規(guī)定的機動能力速度（1.08VSR，即191km/h且不小于VR加上在達到高于10.7米高度時所獲得的速度增量，符合§25.107(c)的要求；且其定?？捎门郎荻龋?.5%）滿足§25.121(b)3%的要求；VMU（單發(fā)停車175km/h，全發(fā)172km/h）取為由飛機的擦地角確定的最小離地速度和由俯仰效能確定的最小離地速度的大者；VFTO（校正空速236km/h）不小于1.18VSR（209km/h）以及提供規(guī)定的機動能力速度（1.1