jb d0022t007c1大型灭火水上救援水陆两栖飞机飞行性能计算与分析

发送单11本文件属于中国特种飞行

，中国特种飞行器同意或，任，个人或机构均不得以任何方式发送、 及用于生产制造A新BC550201306月提供更新了起降性能计算所采用的最小速度，包括VMCG、VMCA、VMCL、VMUCCAR-25R425.143(h)条规定的20140612大型灭火/水上救援水陆两栖飞机（以下简称0）采用单船身式机身、悬臂式上单翼T167.235m2。动力装置选用四台国产J63125kL4A/1型六叶复合材料螺旋桨，具有可变距、可顺桨、中距限动、人工回桨和防冰等功能。两侧机翼外侧下方对称布置一对浮筒。 kg33500kg最大实用航程4500km。TA600飞机根据设备配置的不同分为基本构型、灭火构型和救援构型。基本构型飞性能计算方法主要是根据飞行动力学方程基于采用数值积分法

四台WJ6发动机配JL-4A/1 CL

H H Rgl

qmax

平 1g 1g 增前 符号 计算目 计算依据和标准和依 计算输 计算状 总体参数及升阻特 总体参 升阻特 无动力情 动力的影 可用推力特 平飞需用推 平飞特 平飞速 最小平飞速度和失速速 平飞速度限 水平加特 爬升特 单发停车起飞爬 全发工作着陆爬 单发停车进场爬 航路爬 升 下滑特 航程和航 盘旋特 起飞特 计算原 适航要 校正空 单发停车起飞特 起飞距离和起飞滑跑距 全发工作起飞特 降落特 场长特 适航符合性及分 结 CCAR-25-R4部条款要求进行计算，通过理论计算以验证TA600飞机设计是否满足适航条款关于性能部分的要求，同时验证起降、爬升、下滑、提供理论计算依据，并为TA600首飞提供理论基础。工业和信息化部财政部关于大型灭火/水上救援水陆两栖飞机研制项目立项的 中国民用航空规章第25部类飞机适航标准 中国民用航空规章第91部一般运行和飞行规则《GJB34A- 有人驾驶飞机（固定翼）飞行性能 类飞机合格审定飞行试验指南2003《类飞机适航标准技术咨询手册1995《JBD0001T101C1大型灭火/水上救援水陆两栖飞机总体技术方案一分册—总体方案201308月》《ZLD0010T002C2大型灭火/201207《飞机飞行性能计算手册1987《JBD0022T008C1大型灭火/水上救援水陆两栖飞机发动机和螺旋桨组合特性数据集201306月》《HZD0021T001C1A大型灭火/04《TA600临界发动机停车横/201309《TA600性能计算最小速度数据2014年06月计算内容包括飞机可用推力、平飞需用推力、平飞特性、水平加特性、（ISA4000m1TA600TA600升阻特性除与飞机机体本身有关外，还与其构型、飞行Ma数、飞行Re数、飞行高度HHZD0021T001C1A大型灭火/TA600的单缝襟翼、T尾布局的带动力及地面效应风洞试验修正气动导数的数据如下列2配平极曲线（无动力fffffff0————————————————————————3升阻特性曲线上特征点数据（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图 配平极曲的影响较大，使升力系数和阻力系数都增大，带动力的升力系数，可用带动力下的CL0CLCL(0 CL和04Tc（4台拉力系数0————————————————————————--—-———-————————————————————--

CD0pp

其中全发工作CD05cx0|cpcx0/cp————————D0022T008C1大型灭火/ISA表 四发可用推力0Ta-飞机作水平飞行时，需用升力系数CL由升力与飞行重量平衡得到CL

T1SV

式中CD是升力系数CL、飞行Ma数、升降舵平衡偏角e和飞行高度H的函数不同飞行重量W飞行高度H和飞行速度V下的需用推力TR的计算结果如下表所示7平飞需用推力0定发动机工作状态e下的可用推力与需用推力相等求出（取较大者：Tae,H,Vcos(T)TRW,H, 而相应的升力系数CL由升力与飞行重量平衡求出C2[W-Ta(e,H,V)sin(T 而攻角由CL～关系求出Ta、TRCL～关系，取导数组近期给出的风洞试验修正气动VCL和攻角的飞行重量的变化对最大平飞速度的影响很小，在6000m以下，飞行重量由53500kg37000kg2％以下。6000m高度飞机达到最大速度。1.1VSRVSR+20km/hVd飞机抬头的全部升降舵效能和配平足以保持等速直线平飞的最小速度SCLVSR和Vd分别由CLCLSCL

Vd根据飞机操稳计算结果，(d)项速度小于前三项速度。此处介绍的平飞速度限制——最小平飞速度Vmin最大平飞速度VmaxHmax最大使用限制速度VMO螺桨桨尖限制Ma最小、最大平飞速度Vmin、Vmax取前两节所确定的结果。Hmax取设计使用高度：Hmax螺桨桨尖限制MaJL-4A/1不考虑桨叶旋转时所引起的诱导速度，桨尖速度V桨尖M0.91则由螺桨旋转的切向速度

D

桨尖M＝0

V

D

0.91a3.62nD0.91a3.62nD2s取ns17.92rs，D＝4m，不同飞行高度H从飞行包线可以看出飞机飞行时最大平飞速度受最大使用限制速度VMO的限制8平飞特性WH0000088（续WH00000WH00000WH000008（完WH00009最小平飞速度010基准失速速度表（ISA真速0襟翼偏11基准失速速度表（ISA,校正空速0襟翼偏12使用限制速度和桨尖限制飞行速度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飞行-13平飞速度范围（014平飞速度范围（0水平加特0.7Vmax0.97Vmax时所经历的时间和路程；所谓性系指油门全关，飞机速度由Vmax减至0.7Vmax所经历的时间和路程。

0

Tacos(

)

0

9.806650

Tacos(

)

R 9.8066507VmaxR

R 9.8066507VmaxR计算结果如下表所示，由表可见，随飞行高度的增加，本机加性变差表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本节按照CCAR-25-R425.11725.11925.123在下列条件下，以沿飞行轨迹（在飞机达到VLOF和起落架完全收起两点之间）25.111中所采用的形态（无地面效应VLOF0.5%；临界发动机停车，而其余发动机（16离地速度VLOF的定常爬升梯度（ISA，干跑道δf00017离地速度VLOF的定常爬升梯度（ISA，湿跑道δf00025.111条：在速度V2120米（400英尺）高度之前，存在更临界的动力装置运转状本条b)(1)25.121(b)C中定义的最大起飞重量下的失速速度超过非结冰条件下3节校正空速或3%VSR25.121(b)条，一般在起飞爬升第二阶段的梯度计算是基于起落起飞爬升第二阶段的爬升梯度以起落架放下为临界形态计算，起飞安全速度18起飞安全速度V2的定常爬升梯度（ISA，干跑道δf00019起飞安全速度V2的定常爬升梯度（ISA，湿跑道δf000在VFTO本条c)(1)25.121(b)C中定义最大起飞重量下的失速速度超过非结冰条件下33%VSR25.121(b)25.115(b)所规定的适用实际20起飞最终速度VFTO的定常爬升梯度（ISA，干跑道δf00000021起飞最终速度VFTO的定常爬升梯度（ISA，湿跑道δf000000当发动机功率（推力）是将油门杆从最小飞行慢车位置开始移向复飞设置位置8秒钟时的可用功率（推力3.2%：在非结冰条件下，爬升速度VREF25.125(b)(2)(i)CVREF22着陆爬升速度VREF的定常爬升梯度（δf00023着水爬升速度VREF的定常爬升梯度（δf000VSR不超过对应着陆形态VSR110%：按正常着陆程序制定的爬升速度，但不大于1.4VSR本条d)(1)在结冰条件下如果带有附录C定义的进场冰积聚按照本条d)(1)(iii)中计算出的结冰条件下的爬升速度不超过非结冰条件下的爬升速度33%的较大者，则可以采用非结冰条件下的爬升速度。24单发停车进场爬升δf00-25.123不小于VFTO的速度确定飞行航迹；1.6%；在结冰条件下，带有附录C航结冰条件下1.18VSRO超过非结冰条件下航路速度3节校正空速3%的VSR较大者，或者；0.5%。2525.123条航路爬升特性（ISA，全发θclRcl(m/s)α(°000002625.123条航路爬升特性（ISA，单发停车θclRcl(m/s)α(°000002725.123条航路爬升特性（ISA，双发停车θclRcl(m/s)α(°00000Rcl0m/sRcl28理论升限和实用升限(理论升限实用升限下滑角或变下滑角。本章仅介绍TA600等表速下降的特性。表速为有利下滑速度（从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——平飞——对于一定WVcru和高度HcruTae,Hcru,Vcrucos(T)TRW,Hcru,Vcru

WendW(e,Hcru,VcruWLcrutcruVcru 式中W0、Wend分别为平飞段起始和终了飞行重量。LLclLcru ttcltcru 25。技术航程——实用航程——在使用高度（H=6000m）内，飞行高度越大，同一起飞重量和平飞速度的航程30航线飞行油量（单位：千克31技术航程和航时计算结果（商载真速校正0340-906--0TA60043.5t（WY=10t）53.5t（最大载油量32技术航程和航时计算结果（商载(最大载油量WY=8000kg,商载(最大载油量WY=18000kg,商载真速校正06-06841--1533333技术航程和航时计算结果（商载(最大载油量WY=6000kg,商载(最大载油量WY=16000kg,商载真速校正026039PAGEPAGE37技术航程和航时计算结果（商载真速校正0670212-1真速校正045006真速校正034052-真速校正031-434图 商载技术航程图（W=43图 商载技术航程图（W=53TA60043.5t（WY=10t）53.5t（最大载油量38实用航程和航时计算结果（商载真速校正06-0-389--1--13TA60043.5t（WY=10t）53.5t（最大载油量39实用航程和航时计算结果（商载(最大载油量WY=8000kg,商载(最大载油量WY=18000kg,商载06-27039-4040实用航程和航时计算结果（商载(最大载油量WY=6000kg,商载(最大载油量WY=16000kg,商载真速校正05201--2-2-12PAGEPAGE44实用航程和航时计算结果（商载(最大载油量WY=4000kg,商载(最大载油量WY=14000kg,商载真速校正044500671(最大载油量WY=12000kg,商载真速校正034--402-(最大载油量WY=10000kg,商载真速校正041-434(最大载油量WY=8000kg,商载真速校正003033000000 图 商载实用航程图（W=5345远航速度及最大航程航程航程真速校正00n n VzR z

104.72V

n2盘旋时，发动机的工作状态eTae,H,Vcos(

dWY

e，H，V/

Yt飞行重量W=53500kg，在不同高度上，以不同坡度和速度V盘旋的计算结果如下桨滑流亦增大了全机阻力。参照“AH-24空气动力学计算”2%。46(R47盘旋一周的耗油量(W=53500kg，ISA，0°襟翼)(单位：千克H(真速校正0飞机的起飞过程包括从松刹车到离水/地的滑跑阶段和加速爬升到机场安全高度10.7m的空中段。本机动力装置提供很大的可用功率，离水/地后可以同时加速与爬升，受力分析，假定跑道坡度为（上坡为正WaTcos(

)

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

a[Tcos(

)

qSG]W

)W

qS

Wg起飞滑跑时间WgVtTOB

Tcos(T)WCDqS

10.7m与安全速度V2的过程。此时，飞机以一定的航迹角爬升。受力分析如下：Tcos(

)DWsin()W gLTsin(

)Wcos()WV gag[Tcos(

)

qSWsin()]……WgVcos(WgVcos()V2LA2

WgVLOFTcos(T)WgV2HA2

VLOFTcos(T)CDqSWsin(航迹角按下式进行计0

ddt

d

g g V2 VLOFTcos(T)CDqSWsin(空中最小速度VMCG、地面最小速度VMCA由操稳组提供。V2min取1.1VMCA1.15VSR之间的大者。确定VMU2G2GTsinMUTMUMU应考虑俯选取所选抬前轮速度VR1.05VMCAVR可通过数值积分计算出VLOF及10.7米高度的V2

1.05VMU（界发动机停车；V2满足：V2V2min，爬升梯度3.0%。如不满足则增大VR从新计算。确定起飞决策速度V1在单发停车情况下，可能存在这样一个起飞决策速度V1，它使得单发停车加速—停要求：V1图 平衡场确定临界发动机停车速度VEFV1ΔV是从VEF到驾驶员发动机失效并作出反应的时间间隔内的速度增量可认为等于V1（或VEF）1s。确定起飞航迹末端速度VFTO，使得VFTO1.18VSRCCAR-25-R425.10525.10725.10925.11125.11325.115V1必须根据VEF25.149(e)确定的VMCG；11F加从临界发动机失效瞬间至驾驶员该发动机失效并作出反应的瞬间，后一瞬间以驾驶员在加速－停止试验中采取最初的措施（例如，施加刹车，减少推力，打开装置）为准。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英尺高度时所获得的速度增量(按25.111(c)(2)条；和25.143(h)VMU速度必须在申请审定的整个推重比范围内由申请人选定。这些速度可根据VR，以校正空速表示，必须按照本条(e)(1)至(4)的条件选定VR10.7米(35英尺)以前速度能达到V2VLOFVMU110%，且不小于按单发停车推重比确定的VMU105%；同一个VR值来表明符合单发停车和全发工作两种起飞规定；必须表明，当采用比按本条(e)(1)和(2)VR5节的抬头速度时，单发停车起飞距离不超过与采用所制定的VR25.113(a)(1)条确定；服役中可合理预期的对于所制定飞机起飞操作程序的偏差(如飞机抬头过度及失配平状况)25.13()的预定起飞距离显著增加。VLOF，为飞机开始腾空时的校正空速O25.12（升梯度，但不得小于：1.18VSR；25.143（h）在确定结冰条件下的起飞速度V1，VR和V2时，可采用非结冰条件下的VMCG，VMC和VMU。本文的起飞决策速度通过平衡场长取需用场长最小化对应的速度V1，其值为临界发1s后的速度。各个高度起飞速度如下表。表中：VMCG—地面最小速度 VMCA—空中最小速度VEF—临界发动机失效速度 V1—起飞决策速度VSR—基准失速速度 VR—起飞抬前轮速度VMU—最小离地速度 VLOF—起飞离地速度 ISA（WH000ISA（WH00050单发停车起飞性能H044440333—4—4——4—45151单发停车起飞性能H0444403333—4——4—4—45252单发停车起飞性能H04440333—4—4—4—4—4450m为止。起飞飞行航迹为从离起飞表面10.7m为始点的起飞航迹净起飞航迹为真实起飞飞行航迹在每一点减去1%的爬升梯度。根据航空条例FAR-121.189的要求，净起飞航迹扣除10.7m后即为图 起飞航迹、净起飞飞行航迹和越障高度关系（WTO=40t，H=0m，ISA，干跑道图 起飞航迹、净起飞飞行航迹和越障高度关系（WTO=43.5t，H=0m，ISA，干跑道图 起飞航迹、净起飞飞行航迹和越障高度关系（WTO=53.5t，H=0m，ISA，干跑道图 起飞航迹、净起飞飞行航迹和越障高度关系（WTO=40t，H=0m，ISA，湿跑道图 起飞航迹、净起飞飞行航迹和越障高度关系（WTO=43.5t，H=0m，ISA，湿跑道图 起飞航迹、净起飞飞行航迹和越障高度关系（WTO=53.5t，H=0m，ISA，湿跑道根据CCAR-25-R425.113(a)米（35英尺）10.7米（35英尺）115%。根据CCAR-25-R425.113(b)条款，湿跑道的起飞距离为下述距离的大者：按照本条(a)之前达到V2一致的方法。根据CCAR-25-R425.113(c)条(1)25.111平距离，在一点速度达到VLOF10.7米(35英尺)。到下列两点的中点所经过水平距离的115%，在一点速度达到VLOF，在另一点10.7米(35英尺)。根据CCAR-25-R425.113(c)条(2)米（15英尺）10.7米（35英尺）之前达到V2一致的方法；或到下列两点的中点所经过水平距离的115%，在一点速度达到VLOF，在另一点10.7米(35英尺)。按CCAR-25-R425.11353起飞距离和起飞滑跑距离（ISA，WTO=40000kg）（干跑道H054起飞距离和起飞滑跑距离（ISA，WTO=43500kg）（干跑道H055起飞距离和起飞滑跑距离（ISA，WTO=53500kg）（干跑道H056起飞距离和起飞滑跑距离（ISA，WTO=40000kg）（湿跑道H057起飞距离和起飞滑跑距离（ISA，WTO=43500kg）（湿跑道H058起飞距离和起飞滑跑距离（ISA，WTO=53500kg）（湿跑道H0根据CCAR-25-R425.109条(a)款，干跑道上的加速－停止距离是下述两种距离中全发工作情况下，飞机从滑跑始点加速到VEFV1采取中止起飞的第一个措施，允许飞机从VEF从本条(a)(1)(ii)相当于以V12全发工作情况下，假定驾驶员在V1采取中止起飞的第一个措施，相当于以V12根据CCAR-25-R425.109条(b)款，湿跑道上的加速－停止距离是下述两种距离中VEFV1,按照本条(a)款确定的加速-停止距离。按CCAR-25-R425.109条要求计算的加速-59加速-停止距离（ISA，WTO=40000kg）（干跑道H060加速-停止距离（ISA，WTO=43500kg）（干跑道H061加速-停止距离（ISA，WTO=53500kg）（干跑道H062加速-停止距离（ISA，WTO=40000kg）（湿跑道H((全发((单发S)速063加速-停止距离（ISA，WTO=43500kg）（湿跑道H((全发((单发S)速064加速-停止距离（ISA，WTO=53500kg）（湿跑道H((全发((单发S)速065全发工作起飞性能H0440440—4—4—4—4—6666全发工作起飞性能H044404440—4—4—4—4—6767全发工作起飞性能H0444440444440—4———4—4滑初始高度取为15m，滑水终止速度取为3kn，地面滑跑终止速度取为0m/s（干跑道陆0.4

3 VREF1.23VSRO或VMCL（取两者大者 理论着水/VT式中CL为对应于着水/陆攻角的升力系数。LXH15ctg()

Kmax

V2

Kmax

V WLLRW

VT D

WTLRW

D

LLLXHLPP tLtXHtPPtLR CCAR-25-R425.125)从高于着陆表面15米(50英尺)到飞机着陆至完全停止(对3节左右速度)所需的水平距离：在结冰条件下，带有附录C定义的着陆冰积聚，如果结冰条件下的VREF超过非结冰条件下的最大着陆重量所对应的VREF5节以上，确定本条(a)以不小于VREF15米(50英尺)在非结冰条件下，VREF25.149(f)确定25.143(h)在结冰条件下，VREF本条b)2)(i)在附录C1.23VSRO大于非结冰条件下的VREF51.23VSRO;和在附录C25.143(h)规定的机着陆时不得要求特殊的驾驶技巧或2）50%150%的修正因素。下面给出了不同着陆/表 降落性能H000降落性能降落性能H000降落性能降落性能H000起飞距离≤跑道长度+道另外，根据CCAR-91-R2部第91.947条关于大型类涡轮飞机的着陆限制，飞机85%以内作全停着陆，而湿滑跑道的着陆场长应当至115%。CCAR-91-R2部干跑道着陆场长的规定。下列表给出了不同着陆/着水重量下的着陆场长71着陆场长和着水场长072着陆场长和着水场长073着陆场长和着水场长0§25.103按§25.103条的规定对TA600§25.105按§25.105条(a)款规定，在计算§25.107所述的起飞速度、§25.109所述的加速－停止距离、§25.111所述的起飞航迹及§25.113所述的起飞距离和起飞滑跑距离时，应考虑计算TA600起飞性能的条件如下：起飞重量范围：40t、43.5t、温度、湿度范围：ISA（80%；§25.107以干跑道、53.5t、ISA、0m临界发动机停车速度VEF（167km/h）不小于地面最小速度（162km/h起飞决策速度V1（172km/h）取VEF1s的速度，符合§25.107(a)抬前轮速度VR（187km/h）不小于V1（172km/h）1.05VMCA（169km/hVR10.7米以前210km/h最小起飞安全速度V2MIN（191km/h）取为1.08VSR（191km/h）与（177km/h）的大者，符合§25.107(b)2规定的机动能力速度（1.08VSR，即191km/h且不小于VR加上在达到高于10.7米高度时所获得的速度增量，符合§25.107(c)的要求；且其定常可用爬升梯度（9.5%）满足§25.121(b)3%的要求；VMU（单发停车175km/h，全发172km/h）取为由飞机的擦地角确定的最小离地速度和由俯仰效能确定的最小离地速度的大者；VFTO（校正空速236km/h）不小于1.18VSR（209km/h）以及提供规定的机动能力速度（1.1