浅谈空中最小操纵速度与试飞技术

浅谈空中最小操纵速度与试飞技术

马海军

陕西省西安市阎良区中国飞行试验研究院， 陕西 西安 710000

摘要：对空中最小操纵速度相关规章要求进行了解读，在自己理解的基础上，分析了影响空中最小操纵速度的主要因素，对确定空中最小操纵速度的试飞方法、风险分析和安全措施进行了总结和归纳，并结合自己在某型飞机上的试飞结果和个人感受，可对同一系列的其他飞机提供参考。

关键词：空中最小操纵速度  试飞技术

1  条款要求和理解

CCAR-25-R4.149对空中最小操纵速度VMCA的要求为：

(b) VMC，空中最小操纵速度  VMC是校正空速，在该速度，当临界发动机突然停车时，能在该发动机继续停车情况下保持对飞机的操纵，并维持坡度不大于5°的直线飞行。

(c) 在下列条件下，VMC不得超过1.13VSR：

(1) 发动机处于最大可用起飞功率(推力)状态；

(2) 重心在最不利的位置；

(3) 飞机按起飞状态配平；

(4) 海平面最大起飞重量(或验证VMC所需的任何较小的重量)；

§25.149（b）、（c）和（d）对空中最小操纵速度VMCA提出了具体的要求，这些要求包括两个方面：

(a) 静态值：使用不超过5°滚转角就可以保持直线飞行的最小速度；

(b) 动态演示：在上述静态值下临界发动机失效后的动态过程中，飞机航向变化不超过20°，并且飞机不出现任何危险的姿态或要求特殊的驾驶技巧、机敏或体力。

§25.149（f）、（g）和（h）对全发工作着陆进场期间的最小操纵速度VMCL和两台发动机不工作情况期间的最小操纵速度VMCL-2提出了要求，这些要求除静态值和动态演示两个方面要求之外，还对该状态下飞机横向操纵能力提出了要求。

2  影响因素分析

2.1  飞机重量与滚转角

规章要求，确定最小操纵速度时要求滚转角不大于5°。通常情况下，在飞行试验中，确定VMCA时滚转角通常在背离失效发动机方向3°～5°之间。图1为在某四发飞机上进行的重量和滚转角对VMCA影响的研究结果，从图中可以看出:

(a)在同样重量情况下，随飞机向背离失效发动机方向滚转角角度的增加，能够保持直线飞行的速度减小；

(b)在保持同样滚转角情况下，随飞机重量增加，能够保持直线飞行的速度越小；

(c)在机翼水平情况下，飞机保持直线飞行所需速度不受飞机重量影响；

(d)该飞机空中最小操纵速度受失速速度限制。

因此，通常情况下，进行VMCA试验时，滚转角不大于5°，飞行重量为最小飞行重量。

图1  重量和滚转角对VMCA的影响

2.2  发动机推力、高度和温度

进行最小操纵速度试验时，要求工作发动机推力为最大推力。非对称推力越大，保持直线飞行所需用的方向舵偏度越大或者要求的空速越高。

如果发动机推力对空气密度（高度）和温度敏感，那么增加试验高度会减小发动机推力。如果发动机在较高的高度失效，相对于发动机失效后方向舵效能的降低，非对称推力会更小。实际的最小操纵速度也会降低。

如果外界温度升高，发动机推力会下降，实际的最小操纵速度也会降低。发动机推力随空气密度、温度变化较多的话，实际的最小操纵速度也会变化较大。这也是制造商在飞行手册中要提供不同高度下最小操纵速度随温度变化曲线的原因。

3  试飞技术与安全

3.3  实验实例

2012年3月在某型飞机上，配合外籍试飞员进行了VMCA、VMCL、VMCL-2试验，下面就实验过程与结果做以简单的介绍。

静态VMCA 飞机重量54吨，起飞构型，襟翼15°，起落架收上，配平速度280km/h。1-3发起飞功率，4发停车，从H场压=600m爬升。柔和减速保持航向不变，随速度逐渐减小，左舵量逐渐增加，坡度保持0°，当满舵后向左侧压3°坡度继续减速，当航向不能保持时增加坡度到5°，直到速度接近1.1VS。最终实验得出的V=214-217km/h,但是飞机在这个速度点附近，飞机的横侧操纵能力下降很多，向左侧压20°坡度用时7秒，飞机的响应很慢，但是将速度增到230km/h左右时，飞机操纵能力明显提高，基于此情况最终确定静态VMCA为224km/h～227km/h，在Vc=224km/h～229km/h进行动态演示，动态特性符合CCAR-25-R3.149要求。

静态 VMCL 飞机重量54吨，襟翼25°、35°，起落架放下，配平速度280km/h。1-3发起飞功率，4发停车，试飞方法不变。最终实验得出的V=214-216km/h,但是飞机在这个速度点附近，飞机的横侧操纵能力几乎没有，最终确定静态VMCL为225km/h～230km/h，动态特性符合CCAR-25-R3.149要求。

在第四台发动机停车顺桨、第三台发动机空中慢车状态进行静态VMCL-2试验，飞机重量54吨，襟翼25°，起落架放下，配平速度280km/h。试飞方法不变，要注意的是此时飞机的偏转力非常大，驾驶盘和方向舵几乎已经到极限位，并且在将1、2发油门加到最大功率的瞬间，要立刻将左舵蹬满，向左压坡度，如果飞机一旦形成向右滚转后要修正回来是非常困难的。最终得到静态

VMCL-2为263km/h～265km/h，向工作发动机一侧滚转20°约需5 s～6s。小于此速度下飞机几乎没有操纵能力，在V=260km/h操纵能力检查向工作发动机一侧滚转20°约需8s。

4  结束语

本文对空中最小操纵速度（VMCA、VMCL、VMCL-2）相关规章进行了简单解读，对影响最小操纵速度的因素进行了分析，对飞行试验中的试飞方法、风险分析和安全措施进行了总结，结合在某型飞机上实际的飞行实验，简单介绍自己的一些感受和最终的试飞数据，希望能为其它型号试飞提供参考。

参考文献：

[1] CCAR-25-R3 运输类飞机适航标准，中国民用航空总局 2001；

[2] AC25-7B 运输类飞机合格审定飞行试验指南，联邦航空局 2011；