I en 747 är det normalt för Vr (starthastighet) att variera kraftigt beroende på bränslebelastning och omgivande temperatur?

15

Jag läste ett av de dokument som var kopplade till denna fråga , särskilt jag läste fallstudie nummer 8 av det här dokumentet .

I slutsatsen noterar författaren att luftfartygets karaktäristiska beräkningar hade brutits upp till den punkten att alla V-hastigheter beräknades för en 747 100 ton ljusare än deras faktiska Take Off Weight (TOW). Således försökte de rotera för tidigt, kunde inte få tillräckligt med hiss och svansen på 747 slog marken.

När jag läste den korta beskrivningen hade jag antagit att de kanske var borta med 5 till 8 knop, eller något i samma riktning. Så blev jag förvånad över att se författaren senare notera att V r faktiskt var avstängd med nära 30 knop!

Jag är verkligen nyfiken plötsligt, hur mycket kan en 747 rotationshastighet förändras? Jag fick höra att rotationshastigheten var generellt någonstans runt 130 knop för den klassen av planet, men om det finns en 30 knutvariation. Kan det verkligen vara från 115 till 145 beroende på planetens vikt?

    
uppsättning Jay Carr 14.02.2015 18:10

3 svar

14

Som Henning Makholms svar diskuterar är viktskillnaden mellan de lägsta och högsta vikterna betydande. Den operativa tomma vikten (OEW) för en 747-400 är 394,100 lb, medan den maximala startvikten (MTOW) är 875 000 lb. Det betyder att det finns en skillnad på cirka 400 000 lb mellan de lättaste och tyngsta vikterna vid vilka en 747 kan vara startar, gör MTOW ungefär dubbelt så tung som OEW.

Rotationshastigheten Vr är den punkt där flygplanet kan kasta upp och utveckla tillräckligt med hiss för att klättra. Så vid MTOW måste 747 utveckla ungefär dubbelt så mycket lyft än närmare OEW. Huvuddelen av denna kraft är hissen från vingarna.

Hissen kan beräknas med följande ekvation :

L = 1 / 2 ρv 2 sC L

L = lyft
ρ = luftdensitet
v = flyghastighet
s = vingeområde
C L = lyftkoefficient

Luftens täthet kommer säkert att spela en roll. Högre höjder och temperaturer minskar hissens mängd. Men det här exemplet gäller de andra variablerna.

En flyglinje kan använda flikar och slatsar för att öka C L och s av sina vingar.

C L kommer också att bero på vinkeln på vingarna α . En ungefärlig kurva för 747 kan ses här (det är för en 747-200, men det borde vara nära nog). När en flygplan roterar, ändras det AOA, vilket ökar hissen. Det är väldigt viktigt när man planerar ett flygplan för att se till att det kan räcka upp tillräckligt med på banan för att uppnå den vinkel som behövs för start. En 747-400 roterar till omkring 10 grader på ta av. Baserat på det approximativa diagrammet C L - α ändras höjningskoefficienten från ca 0,3 till 1,25 när α ändras från 0 till 10 vid rotation.

När flygplanets vikt ökas kan flikar ökas från 10 till 20 . Flikar 20 kan dock vara standard eftersom dessa killar sa det , så vi kan antar att C L och s kommer inte heller att ändras. Detta lämnar flyghastigheten v som enda parameter kvar för att öka hissen.

I denna studie visar figur A-7 en fördelning av marken hastighet vid liftoff som ligger mellan 140 och 190 kts. Dessa siffror kommer sannolikt att vara lite högre än V r på grund av accelerationen mellan V r och liftoff och en genomsnittlig huvudvind. Det betyder att vid vikter i lägsta änden skulle 130 kts vara en rimlig uppskattning av V r .

Så nu får vi göra några siffror. Låt ta vikterna 475 000 lb och 875 000 lb. Antag att flygplanet behöver en hiss 10% högre än sin vikt för att ta av. Detta ger oss lyftvärden på 522 500 lb och 962 500 lb. Med hjälp av lyftekvationen och en låg sluthastighet på 130 kts för att hitta den okända delen.

522500 = 1 / 2 p130 2 sC L

ρsC L = 61,8

Eftersom vi antar att ingen av dessa värden kommer att förändras, kan vi lösa v vid det högre lyftvärdet.

962500 = 61.8 / 2 v 2

v = 176 kts

Det här är inte för mycket lägre än det höga slutet på 190 kts. Så där har du det. Liften måste ökas för att ta hänsyn till den extra vikten och hissen är proportionell mot flyghastigheten.

    
svaret ges 14.02.2015 21:57
10

Det låter inte förvånande för mig.

Det finns mer än en faktor 2 i skillnaden mellan den tomma vikten och MTOW på en 747-400, så den som avgår nära tomt kommer att kunna producera hiss tillräckligt för att klättra bort från banan med en betydligt lägre hastighet än en fullt laddad - och därför bör , eftersom (allt annat lika mycket) ju snabbare du når höjden, desto kortare är ett fönster där plötsliga problem är omedelbart farliga.

Eftersom hissen ökar med kvadraten av flyghastigheten, skulle man förvänta sig v r för en nästan tom 747 till mindre än 70% av det för samma flygplan på MTOW under liknande förhållanden.

    
svaret ges 14.02.2015 21:57
6

Nedan är den lägsta och högsta Vr som anges för 747-100 och -200 flygplan med motorerna som visas för en flaps 10 normal start. De är från Tower Air (nu länge defunct) QRH som piloter och ingenjörer utfärdades.

391.133

De faktiska tabellerna är långa, med Vr varierande beroende på startvikt, flikinställning, temperatur, tryckhöjd, samt åtminstone en annan sak som jag inte kan komma ihåg. Varje cell i bordet ger V1, Vr, V2 och 3-motorns rotationsmål. Lägsta vikt, givetvis, ger dig den lägsta Vr.

F.e. fett-penciled de värden han tittade upp på ett plastkort, som han sedan gick vidare till f.o., som kontrollerade dem. När f.o. var nöjd med att de var korrekta, satte han kortet mot instrumentpanelen framför dragspaken. Kaptenen kan välja att acceptera dem till nominellt värde eller kontrollera dem själv också.

På de två 747 bärarna jag arbetade, var det en skillnad i kultur om hur du skulle rotera. Vid den första bäraren roterade du till 10 grader näsa och höll den inställningen tills du kom från marken, vid vilken tidpunkt du roterade till 3-motorns rotationsmål. Denna procedur var avsedd för att förhindra svansattack. På Tower Air lärde de sig rätt procedur (enligt min mening) att rotera direkt till 3-motorns rotationsmål.

    
svaret ges 17.02.2015 08:18