高原机场起飞超轮速风险分析与规避措施
高原机场起飞超轮速风险分析与规避措施
高原机场由于空气密度小，飞机性能会受到影响，导致起飞时容易出现超轮速的情况。本文详细分析了高原机场起飞超轮速的风险因素，并提出了具体的规避措施，对于航空从业者具有重要的参考价值。
高原机场
夏季高温，高原机场空气密度较小，飞机的性能也由于空气密度的减小而降低，导致滑跑距离增长、起飞离地速度增大。因此，增加了超轮速起飞的风险：
- 增加轮胎承受的负荷，从而对轮胎造成损伤，甚至可能出现滑跑过程中爆胎等严重危及飞行安全的情况。
- 若高速滑跑爆胎，机组实施中断，存在冲偏出跑道的可能。
- 爆胎产生的轮胎碎片可能会撞击到航空器其他部位，从而损伤飞机的机体结构及系统，导致一系列严重的后果。
超轮速分析
- Vlof 为离地速度，也是飞机在地面的最大速度。
- 当 Vlof-Vtire 时，飞机达到最大轮速限制。
- 由于在地面，所以可以用 GS 表示。B737 的最大轮速为 195kts。
- 为了防止轮胎损坏，Vlof不得超过 195kts。
根据 FCOM 对于轮速限制重量的计算参数可以得出造成轮速过大的因素：
1. 高温，高海拔
高温高海拔会导致飞机真空速增大，从而在起飞抬轮过程中容易因地速偏大造成超轮速。
2. 大重量
随着起飞重量的增加，轮胎所承受的负荷也会相应增大。在起飞滑跑过程中，轮胎与地面之间的摩擦力增大，导致轮胎转速增加，进而可能超过轮胎的限制速度。
3. 侧风/顺风分量
如果主风向等于或接近跑道的 90°方向，由于风向改变可能导致抬轮过程中出现顺风分量增加，这一因素将进一步增加飞机的地速。
FAA 认证的起飞场长度限制重量通常包含一个保守的因素，即考虑了不超过 50%的报告的顶风分量或不小于150%的报告的顺风分量，这给地面风的变化留下了余度。相比之下，当轮胎速度成为限制最大起飞重量的因素时，却没有给地面风留下任何余度，因此当轮速成为主要限制时，应特别注意地面风的影响及变化。
对于此种情况，由于起飞分析表中没有考虑到意外的顺风分量，如果在或接近轮胎限速重量时出现顺风分量，地速可能会超过轮胎限制速度。为了避免超过轮胎限速，波音公司建议在正侧风/不定风的情况下在/或接近轮胎限速重量时，保守的考虑顺风影响。
4. 改进爬升
当跑道长度不是限制因素时，可以使用更多的跑道来使飞机加速到更大的起飞和爬升速度，从而增加爬升限制重量。这可以改善爬升梯度，从而增加爬升和越障限制重量。但是，V1、VR 和V2 都要增大。有时候会非常接近轮速限制。
如下图，昆明机场 04号跑道，30℃，静风，VR=162kt，TAS=187kt，如果加上抬轮过程中的增速，超轮速是大概率的事情。
5. 抬轮速率低或抬轮过晚
基于正常的抬轮动作，最终的 Vlof 约比 Vr 大5-7kts，而低于正常的抬轮速率 1°/s 将导致离地速度增加 4-5kts，即较小的抬轮速率会导致 Ⅵof 约比 Vr 大10-12kts，同时离地距离增加约 1000ft。由此可见标准的抬轮技术在高原运行更加重要。
规避措施
1. 推荐的起飞动作
超过 80 节后，松开操纵杆使其回到中立位。为了达到最佳起飞和起始爬升性能，在 VR 速度时开始柔和地连续抬轮到 15°俯仰姿态。在 VR 开始柔和连续抬轮时，可保证机尾离地间隔裕度，因为FCOMPI 章、机场分析表或FMC 中的计算起飞速度就是为提供足够的机尾离地间隔而定。
使用上述技术，产生的抬头率是2-3°/秒不等，长机身飞机的抬头率较低。根据飞机的重量和推力级别，在约3-4秒后飞机就能达到离地姿态。
2. 调整改进爬升起飞性能
针对 飞机性能分析进行调整，对该两架飞机兰州、昆明机场起飞分析表，通过增设虚拟障碍物的方式进行起飞性能数据调整，控制抬轮时地速在 180 节以内(表速随着温度的增加而减少，起飞分析表以控制地速为准)，预留15节速度的安全裕度。
通过增加虚拟障碍物，减载 600Kg，把28℃，静风条件下改进爬升的VR从161Kt降低到156Kt，从而有效降低 Vlof。
总结
结合高原机场、高温、乱流多、真空速大等特点，按照机型起飞抬前轮速度限制进行认真评估：
- 强调按手册操作飞机以达到 2°-3°/s的抬头率。
- 采用 flap1 起飞性能。
- 当风向不定或者有正侧风时，按顺风条件查表。
e、强调起飞前性能评估:
- 起飞限重表未考虑轮速限制重量时的风速补偿!当实际全重接近起飞限重表改进爬升计算的极限全重时，从 VR 到主轮离地速度间几乎不存在任何裕度(VR-Vlof 仅有4秒的操纵时间!)，存在极大的超轮速的风险!此时机组应主动联系签派，共同决定是否调整起飞重量，确保有足够的主轮离地速度裕度。
- 在计算起飞性能时的地面风一般是通过气象报告或 ATIS 获得.时效性略差，当起飞重量较大时，起飞前机组应主动向塔台询问当时的气象条件(风向、风速、跑道道面状况等)，若得到的数据与计算性能时的差距较大，务必重新评估修正起飞性能，尤其是对于抬轮速度的修正，确保有足够的安全裕度。
- 尽量采取顶风起飞，如有需要且满足运行需求时，可在风修正环节进行保守修正，特别是顺风条件下，必须严格进行差值修正，使用有利条件起飞。
- 如果轮速受限务必向塔台提出，选择更合适的跑道起飞，或者推迟起飞。