高原机场飞机起飞着陆滑跑距离测试与分析_蔡良才

飞机雨中着陆安全滑跑计算分析YAN Gong-ming;PAN Bai-quan;LI Chuan-liang【摘要】在分析了雨水对飞机气动特性及着陆性能影响的基础上,以某型飞机为例,从优化着陆性能和提高安全的角度进行了分析计算,提出了切实可行的雨中着陆安全对策和相关预防措施,具有较大的实际意义.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】3页(P119-121)【关键词】雨水;着陆;滑跑距离;安全【作者】YAN Gong-ming;PAN Bai-quan;LI Chuan-liang【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】V212.130 引言雨中飞行训练，作为复杂气象飞行训练的一项重要科目，对培养飞行员掌握雨中飞行的特点和操纵要领，提高航空兵部队在恶劣气候条件下机动作战的能力，具有重要的现实意义[1]。

但在雨中飞行训练过程中，特别是雨中着陆滑跑时，容易发生冲出跑道的事故。

因此，为了确保飞行安全，提高飞机再次出动率，必须对雨中不同寻常的着陆特点和危害进行分析研究。

本文以某型飞机为例，对其雨中着陆问题进行了专门探讨，提出了一些有益的飞机着陆滑跑的操纵和维护预防措施。

1 雨水对飞机空气动力特性的影响飞机在雨中飞行时，由于飞机表面的吸附和阻滞作用，雨水将在飞机表面形成一层水膜。

研究表明，一般是上表面水膜厚度大于下表面，可达1～2 mm，下表面水膜较薄，也可达0.2 mm以上。

这时水膜与气流的交界面，实质上形成了新的飞机“表面”。

正是这层水膜改变了飞机的外形，特别是翼型，而且这种改变是不间断的无规律可循的，受雨滴和气流影响很大。

比如，当雨滴落到水膜表面时，会溅起一个个凹坑，同时飞行中方向和速度不断变化的相对气流也会在水膜表面形成形状和位置瞬息万变的波澜，这些都进一步加大了翼型的可变性，增大了飞机表面粗糙度和附面层厚度，从而使得摩擦系数大大提高，增大了摩擦阻力；与此同时，粗糙的机翼表面使相对气流的能量损失加大，使气流提前分离，直接造成飞机失速迎角减小，最大升力系数下降和相同迎角下的升力系数下降[2]。

直升机高原滑跑起飞性能试飞技术研究文章研究了高原条件直升机滑跑起飞的试飞技术，提出了估算不同海拔高度机场最大滑跑起飞重量的方法，并给出了一种高原滑跑起飞飞行试验流程，以提高试飞效率并降低试飞风险。

通过实际试飞验证表明该方法有效实用，具有很好的应用价值。

标签：直升机；飞行试验；滑跑起飞；高原Abstract：In this paper，the flight test technology of helicopter taxiing and take-off in plateau condition is studied，the method of estimating the maximum take-off weight of the airport at different altitudes is put forward，and a flight test flow of plateau taxiing and take-off is given，in order to improve the efficiency of flight testing and reduce the risk of flight testing. The actual flight test shows that this method is effective and practical and has good application value.Keywords：helicopter；flight test；taxiing and take-off；plateau引言直升機可能的起飞轨迹主要取决于悬停状态以及前飞状态的剩余功率。

直升机在有限的剩余功率情况下可以以不同的起飞轨迹完成起飞，但这些轨迹的飞行高度和飞行速度可能有明显的差异，因而起飞距离和有效载荷是不同的，直升机工作场地的大小决定着直升机的起飞方式以及起飞距离，有效载荷则决定着直升机的工作效益。

飞机着陆受力分析及减震技术研究在飞机着陆过程中，机身因与地面接触而产生的动、静载荷全部都被飞机的起落架承受着，作为构成飞机的主要部件，对于着陆过程中，因飞机撞击地面、跑道滑行等运动而产生的力，起落架可以全部吸收并消耗殆尽。

起落架可以有效减缓飞机的振动幅度，使飞机在与地面撞击时承受较小的载荷，不仅可以为飞机的安全飞行提供保障，还可以为人们提供舒适度优良的乘坐环境。

标签：飞机着陆受力分析；起落架；减震技术传统的减振方案在设计时的主要思想是如何提高起落架缓冲器的工作效率、提高缓冲性能，如何对起落装置现有的耗能方式进行创新优化等。

文章通过对降落区概念的探讨，阐述了降落区的缓冲机构应该与飞机的起落架共同承担飞机因着陆而产生的力的原理，希望有利于我国减振技术的创新与发展。

1 飞机着陆动力学以及减振技术的发展要想在飞机着陆过程中减少起落架的冲击载荷，首先要深入的了解并掌握起落架在着陆过程中的动态响应，找出对起落架动态载荷有重要影响的因素。

很多学者针对这一情况进行了研究，随着研究的不断深入与发展，研究出现了两条的分支，一种是精确建模。

即建立可以对飞机在着陆过程中起落架的动态过程进行准确描述的理论模型；一种是分析对起落架动态载荷有重要影响的因素，制定适宜的减震设计方案消除这些障碍性因素，最终在飞机着陆过程中，实现减震。

准确且详细的描述飞机着陆过程中起落架的动态过程，可以便于确定对起落架动态载荷有重要影响的因素的数量以及性质。

而创建新的减震设计方案，可以有效促进精确建模研究的发展。

这两种研究方向相互协作，共同发展，对我国飞机减震技术的发展有着积极的作用。

2 飞机着陆受力分析2.1 基于对称着陆情况下在飞机着陆过程中，飞起主起落架一同着陆，即飞机着陆时，与飞机的纵对称面相比，飞机的运动状态是对称的，被称为对称着陆。

通过实际观测可知，飞机在着陆过程中，不存在完全对称的状态，但假设存在对称着陆而进行研究，基本适用于飞机的着陆情况。

飞机起飞与着陆过程中的最短滑跑距离邓扬晨1，王亚辉1，秦立东1，陈华2，马明亮3（1.沈阳飞机设计研究所，沈阳110035）（2.西北工业大学机电工程学院，西安710072）（3.九江学院材料科学与工程学院，九江332005）摘要：为了确定飞机地面滑行过程中的最短滑跑距离，本文通过优化的方式给出发动机的最佳安装角和飞机地面滑跑的最佳迎角，以及前起落架的最佳凸伸量；并通过算例给出了高度与地面滑跑距离之间的关系曲线，为飞机在高原机场的起降提供一定的参考；最后，综合全文给出4点结论。

关键词：飞行器；起飞；着陆；滑跑距离；优化Reduction of Takeoff/Landing Running DistancesDeng Yangchen1，Wang Yahui1，Oin Lidong1，Chen Hua2，Ma Mingiiang3（1.Shenyang Aircraft Design Research Institute，Shenyang110035，China）（2.Institute of Manufacturing Eiectricity Engineering，Northwestern Poiytechnicai University，Xi’an 710072，China）（3.Institute of Materiai Science Engineering，Jiujiang University，Jiujiang 332005，China）Abstract：A study to minimize the takeoff/ianding distances was accompiished by the optimization of parameters，such as engine instaiiation angie，aircraft running angie of attack and nose ianding gear protrusion.An exampie is given where the takeoff and ianding characteristics were caicuiated for a con-ceptuai design using the optimization curves and the running distance vs aititude above the sea ievei was derived.Four conciusive remarks were drawn from the study.Key words：aircraft；takeoff；ianding；running distance；optimization飞机地面滑跑距离的长短不仅反映了飞机的性能水平的高低，同时也在影响其他的一些因素。

第10卷　第2期2010年4月交通运输工程学报Journal of Traffic and Transportation EngineeringVol 110　No 12Apr.2010收稿日期:2010201226基金项目:空军后勤部科研基金项目(J Y06005)作者简介:宋花玉(19712),男,陕西西安人,空军工程大学讲师,从事机场规划与道面结构研究。

文章编号:167121637(2010)022*******飞机起飞航迹计算中发动机推力计算方法宋花玉1,蔡良才2(11空军工程大学理学院,陕西西安　710038;21空军工程大学工程学院,陕西西安　710038)摘　要:为了确定飞机起飞航迹,应用数值计算理论,提出了发动机瞬时推力的计算方法,以发动机推力曲线已知推力为基础,通过拉格朗日插值确定未知推力。

基于计算的发动机瞬时推力,计算了起飞航迹,并与实测航迹进行了比较。

计算结果表明:飞机1的实测拟合航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过10m ,最大相对误差不超过3.9%;飞机2的实测拟合航迹与程序计算航迹的最大绝对误差不超过35m ,最大相对误差不超过8.3%,计算方法可靠。

关键词:机场净空;起飞航迹;发动机瞬时推力;拉格朗日插值中图分类号:V212.13 文献标志码:AComputational method of engine thrust inaircraft take 2off track calculationSON G Hua 2yu 1,CA I Liang 2cai 2(1.School of Science ,Air Force Engineering University ,Xi πan 710038,Shaanxi ,China ;2.School of Engineering ,Air Force Engineering University ,Xi πan 710038,Shaanxi ,China )Abstract :In order to confirm aircraft take 2off t rack ,a comp utational met hod of engine instantaneous t hrust was p ut forward by using numerical calculation t heory.Based on certain engine instantaneous t hrust s and t hrust curve ,t he unknown t hrust s were calculated by Lagrange interpolatio n.Two certain aircraft s πtake 2off t racks were comp uted when t heir engineinstantaneous t hrust s were calculated by t he algorit hm ,and a comparison between comp utation t racks and act ual flight test fitted t racks was made.Co mparison result shows t hat t he maximum absolute error of aircraft 1is not more t han 10m ,and t he one of aircraft 2is not more t han 35m.The maximum relative error of aircraft 1is not more t han 3.9%,and t he one of aircraft 2is not more t han 8.3%.The result indicates t hat t he algorit hm is precise and feasible.2tabs ,3figs ,10ref s.K ey w ords :airport clearance air ;take 2off t rack ;engine instantaneous t hrust ;Lagrange interpolatio nAuthor resume :SON G Hua 2yu (19712),male ,lecturer ,+86229284787620,huayu 2song @.0　引　言飞机起落航迹是确定机场净空要求的主要依据,准确计算飞机起飞航迹,对科学制定机场净空要求具有重要意义[125]。

高原机场飞机着陆滑跑距离计算与分析蔡良才1，张因子1，王海服1 *，种小雷1 ，邵斌1 ，曲崇杰2【摘要】摘要分析了高原机场的飞机着陆滑跑过程，针对现有方法关于刹车折算摩擦系数的取法不适合计算高原机场飞机着陆滑跑距离的问题，提出了基于速度与摩擦系数关系的刹车摩擦系数计算方法，并考虑了刹车性能、位置的影响，建立了高原着陆数学模型。

应用Visual C++语言编写了飞机着陆滑跑距离计算程序，经高原机场测试，Ⅰ型飞机的实测滑跑距离与程序计算距离的最大绝对误差不超过48 m，最大相对误差不超过2.7%；Ⅱ型飞机的实测滑跑距离与程序计算距离的最大绝对误差不超过100 m，最大相对误差不超过4.2%，验证了模型的有效性。

结果表明计算模型可用于高原机场着陆滑跑距离计算，模型精度较高，计算范围广。

【期刊名称】空军工程大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6【关键词】关键词高原机场；滑跑距离；压力高度；摩擦系数；测试模型飞机着陆滑跑距离是决定跑道长度的关键因素之一[1]，现行的着陆滑跑距离确定方法基于飞机滑跑过程中恒定的摩擦力与摩擦系数而提出，用飞机滑跑过程中的平均摩擦系数估算着陆滑跑过程中的摩擦力，与飞机实际着陆情况不符。

在平原机场由于飞机着陆速度小、滑跑距离短，用该方法计算着陆滑跑距离误差在允许范围内，但在高原机场，飞机着陆速度大、滑跑距离长，用定值来估算摩擦系数进而计算着陆滑跑距离的误差较大，不能满足工程要求[2-4]。

因此需要对刹车摩擦系数的计算方法进行改进，得到满足工程要求的高原机场着陆滑跑距离计算模型[5-6]。

1 飞机高原着陆滑跑过程1.1 飞机高原着陆地面滑跑过程分析飞行员驾驶飞机着陆时，在2点滑跑过程中不刹车或轻微踩刹车，不放减速伞，经2～3 s后放下前轮，当前轮接地后才加大刹车量，同时放减速伞，经1～2 s减速伞才完全起作用。

因此，本文在计算刹车放减速伞情况下的着陆滑跑距离时，将着陆滑跑距离Sl0分为2点滑跑段Sj、刹车段Ssh、刹车放伞段Sfs 等3段，其中第1段为两点滑跑，第2、3段为3点滑跑[7]，则可得飞机陆滑跑距离Sl0的计算公式为:Sl0=Sj+Ssh+Sfs(1)1.2 滑跑过程受力分析从飞行力学原理可知，飞机在有纵向坡度φ的跑道上滑跑时，其受力状态见图1，有慢车推力、空气阻力、地面摩阻力、升力、道面支持力及重力。

山东农业大学学报(自然科学版),2018,49(4):697-702VOL.49NO.42018Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition )doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2018.04.029数字优先出版:2018-07-16某型飞机高原机场起飞滑跑距离的分析和计算侯照1,邵斌1,王观虎1,王建军2,张宇晖31.空军工程大学机场建筑工程系,陕西西安7100382.空军第四空防处工程处,陕西宝鸡7210063.94162部队88分队,陕西西安710077摘要:与平原机场相比，高原机场环境空气稀薄，飞机发动机推力减损，起飞离地速度增加，导致高原机场飞机起飞滑跑距离大幅度增加。

本文分析了飞机发动机静态推力、升力、阻力和起飞离地速度随海拔升高的变化特性，根据发动机推力数据库的起飞状态推力数据拟合发动机推力随海拔高度、速度变化的曲面，将发动机推力和升阻力系数表示为速度的函数。

采用解析积分法计算某型飞机在高原机场的起飞滑跑距离，并与实际起飞滑跑距离进行比较，发现计算值与实际值绝对误差在50m 范围内，能够为某型飞机高原机场的跑道长度设计计算提供理论参考。

关键词:航空运输;起飞滑跑距离;解析积分法;高阶拟合;高原环境中图法分类号:V351.11文献标识码:A 文章编号:1000-2324(2018)04-0697-06Analysis and Calculation of Aircraft Taking-off Running Distance on Plateau AirportHOU Zhao 1,SHAO Bin 1,W ANG Guan-hu 1,W ANG Jian-jun 2,ZHANG Y u-hui 31.Department of Airport Construction Engineering/Air Force Engineering University,Xi’an 710038,China2.Engineering Department of 4th Air Defense Office in Air Force,Baoji 721006,China3.The 90th Unit of the 94162Force,Xi’an 710077,ChinaAbstract:Comparing with plain area,the air of plateau environment is thin and the thrust of the aircraft engine detracts,the take-off speed increases,and the taking-off running distances increase largely.This paper analyzes the static thrust,the lift-resistance and the degree of take-off speed change with increasing of elevation.According to fitting the surface of thrust changing with elevation and velocity based on the taking-off condition date,it expresses the thrust and lift-resistance coefficient of engine as speed function.The taking-off running distances on Plateau Airport which calculated by analytic integral method will be compared with actual taking-off running distances.Based on the comparative analysis,it can be found that the absolute error between calculated and realistic value keep within the limits of 50meters.Above all,the conclusion of the paper can provide references for the design of runway length on plateau.Keywords:Air transportation;taking-off running distance;high order fit;analytic integral algorithm;plateau environment我国民航总局规定，一般高原机场是指海拔高度在1500m 2438m 的机场，高高原机场是指海拔高度在2438m 及以上的机场[1]。

2021年第8期1050 引言使用飞参数据测试起飞/着陆滑跑距离对使用环境没有太多的要求，不需要对飞机进行测试改装，可以快速判断离地、接地的关键点，从而快速地测量出速度、距离和时间等数据，具有非常明显的优势，但由于飞机采样率较低，飞参记录的经纬度属于GPS 单点定位数据，如果直接使用飞参数据进行计算，测量结果误差离较大。

本文提出了使用插值技术提高飞参数据采用率，通过对原GPS 数据进行重新解算，提高定位精度，利用处理后的数据大大地提高了测量精度，可以满足飞机交付试飞中的量化考核测量，具有一定的推广价值。

1 测量原理及方法1.1 关键点的确定由于飞参记录了大量的飞行参数，可以利用轮载、加速度、刹车压力等参数判断飞机的滑出点、起飞点、着陆点及停止点，然后再用经纬度计算出相应点之间的距离，方便易行。

飞机的滑出点比较好确定，滑出点的特点是踩刹车，飞机推油门，然后松刹车，飞机从停止状态突然加速，产生一个较大纵向加速度（AX ），可以认为纵向加速度突变点就是飞机的滑出点。

飞机离地点一般可以根据主起轮载信号判断，飞机的轮载信号传感器多为接近式传感器，传感器可将该变化转换成开关信号，进而判断缓冲支柱的位置变化。

起飞时随着飞机的升力增加，起落架伸缩量加长，伸到一定程度，主轮开始离地，相应的轮载信号也发生变化，该时刻为飞机起飞离地点。

飞机着陆主轮一接触到地面，就会对机轮产生一个向后的摩擦力，从而使纵向加速度AX 会有一个大跳变,跳变点就是着力点。

飞机停止点可以利用飞机地速（VG ）来判断，飞机着陆后地速VG 逐渐减小，最后停止下来变为0，该时刻就是飞机着陆滑跑距离的停止点。

有了这几个关键点，就可以根据相应点的经纬度值计算两点之间的距离，得到飞机的起飞、着陆滑跑距离。

1.2 提高测量精度的几种方法利用飞参测量起飞着陆距离很方便，但飞参采样率较低，测量精度较差，飞机上GPS 主要用于飞行导航，对精度要求不高，如果用于起飞着陆距离测量来说误差有点大，需要对数据进行必要的处理，以提高测量精度。

探讨飞机地面滑行中如何确定最短滑跑距离作者：田静来源：《中国科技纵横》2016年第13期【摘要】本文主要探讨了在飞机地面滑行的过程中，要如何确定最短滑跑距离，通过将方式进行优化，将发动机的安装角给出最佳的位置，找到飞机地面滑跑最好的攻角，以及在飞机落架前最合适的凸伸量，通过详细的计算，将其高度进行确定，将其和地面滑跑之间的关系曲线计算出来，这样可以为飞机的具体起降提供有效的参考。

【关键词】飞机地面滑行滑跑距离飞机地面滑跑的具体距离可以将飞机的性能水平充分的现实出来，对于其它的因素也起到一些影响。

我国机场普遍分布的都比较广泛，而在高原上建立的机场，因为高原的空气比较稀薄，在高原机场上，飞机的地面滑跑距离要长一些，通过精确的计算，如果机场的具体高度提升1000米，那么飞机的起飞距离就要受到影响，会增加大约20%。

保证飞机的总重，将其推重比进行增大，或者将其翼载进行降低，其地面滑跑的距离会得到有效的缩短，但是利用这两种方式会增加飞机的结构重量。

当飞机具体的跑道长度得以保证的前提下，可以充分利用优化的手段，来缩短飞机的滑跑距离，使飞机的载重量得到有效的提高。

飞机的起飞速度和飞行员自身的驾驶技术具有十分密切的关系，如果飞行员自身的驾驶技术不能满足飞行的基本需求，就会启发一系列的安全事故，甚至还会出现机毁人亡的事故。

但是针对无人飞机，对于其控制系统需要给予高度的重视，良好的控制系统可以相当于一个具有优秀的驾驶技术的飞行员，可以实现小速度的离地起飞。

利用起飞小速度离地或者着陆小速度接地，可以延长飞机落架轮胎的使用寿命。

除此以外，一次比较完整的飞行都会经历起飞和着陆两个阶段，通过一些数据资料的统计，大多数的飞行事故主要都是发生在起飞阶段或者着陆阶段，对于飞机的安全使用，要具备良好的起飞和着陆性能，起降速度固然十分重要，但是地面滑跑距离是其中非常重要的指标。

1 基本方法飞机的起飞情况和失速速度具有十分密切的关系，如果稍有不慎，就会发生安全事故，同样，飞机的安全速度和离地速度都与飞机的起飞具有密切的联系，以下是具体的公式，用作参考：在这其中，M代表的是飞机的具体的起飞质量，而g代表的就是重力加速度，机场的空气密度由p表示，s表示的就是飞机机翼具体的参考面积，Cymax表示的就是飞机的最大升力系数，而Cyky表示飞机具体的升力系数，最后Vky主要是将飞机的可用速度表示出来。

飞机高原机场起降能力研究与分析韩涛锋; 冷智辉; 刘晗; 岳定春【期刊名称】《《教练机》》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】6页(P9-14)【关键词】高原机场; 起降特点; 起降模型; 飞行验证【作者】韩涛锋; 冷智辉; 刘晗; 岳定春【作者单位】航空工业洪都江西南昌 330024【正文语种】中文0 引言我国幅员辽阔，地形多样，但仅四大高原占地就超过国土面积一半，其中青藏高原占地250多万平方公里，与7个周边国家相接壤。

高原机场地理位置特殊，周边环境及气象条件恶劣，飞机在高原机场执行任务进行起降尤为困难，不仅操作复杂，受外界影响因素也较多，对高原机场飞机的起降特点与能力研究显得格外重要。

当前我国列装有多型多系列飞机，其中也不乏旧型号飞机，这些飞机在研制初期因条件限制，仅有标准大气条件下的少量推力、油耗数据，如今再通过高空台试验获取其他高度和温度下的数据已不太现实[1]，这对该类飞机的高原起降能力分析带来了很大困难，同时也影响到该类飞机进驻高原机场的任务决策，国内对这方面的研究有着较大需求。

目前国内外对高原机场起降能力的研究较少[2-3]，在高原条件下飞机的发动机推力、油耗数据理论推导方面，现有方法也仅局限于海拔高度H=0～2公里，M=0～0.6范围内，无法适用于如青藏高原等高海拔地区（平均海拔达到3500m）。

为拓展飞机的能力，同时满足国家和社会使命任务要求，开展高原机场飞机的起降特点与能力研究非常必要。

基于这一现状，本文首先对飞机在高原机场的起降能力与特点进行了分析和研究；结合飞机发动机特性，提出了一种适用于评估飞机高原起降能力的方法；通过建立飞机起降能力模型，分别用工程估算法和文中提出的方法，经理论推导和计算，得到某型飞机的高原起降性能参数；最终通过在某海拔接近4000m的高原机场进行飞行验证，将理论推导结果与实际试飞值进行了对比。

1 高原机场起降能力与特点分析相较平原，高原地形复杂、空气稀薄、气压低、气候多变，飞机的起降能力面临巨大挑战，具体体现在：1）高原大气密度小，导致发动机进气量少，推力减小，飞机的加速和爬升性能较平原机场明显下降；2）相同表速对应的真空速和地速变大，相同重量下起飞离地和着陆接地真速都比平原大[4]；3）发动机推力显著下降导致起飞滑跑距离变长；4）飞机接地后阻力小、减速慢，导致着陆滑跑距离变长；5）起飞、着陆过程中抗侧风能力变差；6）相较平原机场，高原机场飞机最大允许起飞和着陆重量受到较大限制；7）空气密度减小导致作用在舵面上的作用力减小，飞机在高原机场的操纵性变差；8）飞机发动机、轮胎、轮毂等高温成附件的散热能力变差，极易出现轮胎甩胎面、胎肩胎圈脱层、鼓泡等故障，轮胎、刹车系统的消耗加快。