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起飞轮胎超速

来源:民航资源网 作者:赵恒星 2015-12-07 16:06:44 我来说两句(0)

专业分类航务与运行 文章编号】3-2015-0447

  

  编者按:轮胎超速的事情一直是航空运营人关心的事情,波音的航空宇航周刊杂志曾对轮胎超速有专门的阐述,在此译出,与各位专业人士共享。

前言

  对于航空公司的运行,超过轮胎额定的载荷不是件普通的事情,因为重量和重心位置可以很好的控制并且易于理解。然而因起飞时的疏忽,时有轮胎超速的现象发生。

  本文讨论的原因,对轮胎的超速起飞提供一定的指导,预防轮胎超速事件的发生。需要指出的是如果超速事件发生,目前没有行业的维修标准。

介绍

  波音正收到大量的航空公司关于起飞时轮胎超速的咨询信息,这并不是什么新鲜事。然而,在现代飞机上使用更先进的数据采集工具使得航空公司更加关注发生的轮胎超速事情。在大多数案例中,超出的速度非常小,仅仅几节的速度。可在这些超速的案例中,波音并没有得到飞机甩轮胎的情况。这表明在良好的条件下,飞机的轮胎能承受这些小速度超标而不损坏轮胎。然而需要着重的指出:在高速情况下,轮胎内部会聚集产生热量。这些热量结合极端的高转速离心力,会导致潜在的胎面损伤。确保轮胎在其额定速度运行将有助于防止可能的胎面损伤和损毁飞机。

起飞时可能导致轮胎超速的条件

  当运行一架飞机时需要遵循通过认证的飞机飞行手册,飞机起飞速度的设计以确保离地速度不会超过轮胎速度等级,然而速率和离地速度通常是以节为单位的空速,胎速限制以地速、单位是英里/小时。这就意味着设计的235英里/小时轮胎速度,最大地速离地为204节。

  在起飞的时候有很多因素会导致轮胎会超过速度限制。通常会发生在放行的飞机已经或接近胎速限重:

  *飞机的抬轮率慢于波音推荐的速率,或者

  *晚抬轮,或者

  *顺风超过预期

  放行的飞机发生已经或者接近飞机的轮胎速度限制的事情很有可能发生在温度较高的高海拔机场,因为这些条件会导致飞机的离地速度接近胎速限制。然而,胎速限制也可能会在不太严重的环境下遇到,如使用改进爬升的时候。

  不确定的侧风会转变为顺风,从而进一步加剧离地地速的情况,不确定的(因为去向不明)顺风分量将直接增加离地地速。

波音所有飞机机型推荐的起飞操作程序

  波音对727、经典型737以及737NG、747、757767777机型在飞行机组训练手册(FCTM)中发布了推荐的正常全发起飞操作程序,并且在717、MD、DC机型的飞行机组操作手册(FCOM)中也发布了同样的操作程序。为了避免起飞时轮胎的超速限制,波音坚持强调推荐的全发起飞的平均抬轮率为2-3°/秒,这提供了足够的尾部间隙余度,在其后的3-4秒达到目标离地姿态(见图1)。

  除了717机型,尾部间隙的余度对所有7系列的机型都在FCTM中有所描述。之所以选择较慢而非波音推荐的抬轮率,机组给出的主要原因是对尾部间隙以及擦机尾的担忧(更多关于保护擦机尾的信息可以参考2007年第一季度航空宇航杂志)。

  在高海拔高温机场运行最有可能出现已经或接近轮胎速度限重的情况,相对波音推荐的平均2-3°/秒的抬轮率,较慢的抬轮率会提高离地的地速,这样会超过审定的胎速限制。此外,较慢或者低抬轮率会显著增加到达35ft时所需的跑道场长,这也是坚持波音推荐抬轮率方法的另外一个重要原因。

图1

风的认证

  审定胎速限重的余度并没有考虑对风的修正。举例:FAA审定的起飞场长限重通常包含一个保守的因素,就是对1.5倍顺风和0.5倍顶风的认证。相比较而言,由于胎速限重未考虑这种保守风的因素,在起飞分析中没有考虑不确定的顺风分量,可能会增加实际的离地速度从而超过轮胎速度等级,导致起飞时发生或者接近轮胎速度限重的情况。

  为避免轮胎超速,波音推荐侧风运行时若发生或接近轮胎超速情况,需要考虑保守的顺风分量。侧风起飞的常规指导在FCTM中有所描述。这些指导涵盖了推荐比最低要求推力还高的高推力设置,以减少飞机在阵风条件下抬轮、离地以及初始爬升时候的风险。

747-400案例分析

  747-400的案例分析有助于说明这一点。即使起飞分析显示胎速限重和实际运行的重量之间有明显的缓冲,操作者也会偶尔超过限制的胎速,此时航空公司应与波音联系寻求帮助。

  以两个不同的放行重量作为研究:805000磅和825000磅,在胎速限重和计划放行重量之间分别留有40000磅和30000磅重量的余度,这些余度显示,对于离地地速和胎速等级的影响仅仅只留有8节和5节。(见图2)

起飞案例1 起飞案例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
计划离地地速:196节 计划离地地速:199节
轮胎限速:204节(235英里/小时) 轮胎限速:204节(235英里/小时)
速度余度:8节 速度余度:5节

图2 747 案例分析数据对比

  本案例研究显示了相关四发飞机胎速限重的余度与速度余度之间的关系。在类似运行条件下双发的飞机,在同样重量余度较大的情况下,可能会因全发推力时更高的加速度,而留有较小的速度余度。

  同样的案例分析显示若低于正常起飞1°/秒抬轮率将会使离地速度增加4-5节,除此之外还会增加全发起飞距离。(参考图3)

  这就说明低抬轮率很容易将胎速限重的大重量余度消耗殆尽,尤其在起飞放行时遇到较大的顺风分量。

  图3:较慢或低抬轮率影响的全发起飞距离(一架747-400以低于正常起飞1°/秒抬轮率会使离地速度增加4-5节。)

 

起飞轮胎超速的维修情况

  尽管起飞时轮胎超速的事情并不是新鲜事,先进的飞行数据采集技术使得获得数据异常容易,所以广泛承认这些超速事件看起来像刚发生似的。飞机制造商、轮胎供应商、监管部门在起飞轮胎超速的情况下仍没有制定一套公认的维修指导说明。

  其中一个维修的建议即若发生轮胎超速的事情后,在下一段航程运行之前,换掉所有的飞机轮胎和组件。然而在实际运行中,更换掉所有的飞机轮胎和组件意味着巨大的物流保障问题,甚至可能延误或取消航班。寻找并将18件轮胎组件运送到747飞机到达的偏远地方,这是件非常困难的事情,何况这仅仅是众多超轮速事情中的一起。此外,若轮胎超速很小(例如超出胎速只有2-3节),轮胎是不太可能受到严重的损毁。

  一些运营商已经开始在超速事情发生后依据飞机维修手册第32章,以正常轮胎检查标准对轮胎进行简单的检查。如果没有发现损伤,飞机正常放行且没有进一步执行相关的维修指令。基于多年的服务经验,由于很少发生超速,这种方法似乎运行良好,即使超速,轮胎胎面的损伤也应归咎于超速。基于此种服务体验,即使有特别设计,且起飞性能不会超速的轮胎,波音通常也不会提出异议。如果运营商对轮胎的整体性有任何的疑问,那么在下一个飞行任务前需要将轮胎进行更换。更多关于轮胎维护的工作程序和信息可以在飞机维修手册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.

   Aircraft Tire Care & Service Manual,Michelin, www.airmichelin.com/pdfs/Care_and_Service_manual.pdf.

General practices manual for aircraft tyres and tubes, Dunlop Aircraft Tyres Limited, 01/08, www.dunlopaircrafttyres.com/tech_support/dm1172/DM1172.pdf.

小结

  对于航空公司运行,超过轮胎额定载荷不是普通的事情。波音正收到大量的关于起飞时轮胎超速的咨询信息。针对起飞时轮胎超速,目前行业内并没有对维修指令达成共识,此时需要运营人与监管机构对胎速超限的事情确定出最合适的维修指令。最好的方法就是尽量避免起飞超速,按照下列步骤,飞行运行人员可以减少起飞时轮胎超速的可能性:

  *依据波音推荐的抬轮率;

  *当放行的航班存在侧风,在已经或者接近轮胎超速限重的情况下,应考虑保守的顺风分量;

  *当放行的航班遇阵风或者强侧风,在已经或者接近轮胎超速限重的情况下,设定比最低要求推力还要高的推力。(赵恒星/译)

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