飞机着陆距离计算方法

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[摘 要]飞机整个着陆过程分为空中段和地面滑跑段。其中地面滑跑段又分为自由滑跑段和制动段，自由滑跑段是指从飞机开始接地那一点延续到所有减速装置都工作的那一点，制动段距离是从自由滑跑段终点延续到飞机停止的那一点的距离。地面滑跑段经过的水平距离称为着陆滑跑距离。

[关键词]飞机，着陆，着陆距离

中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0274-02

1 前言

飞机的着陆距离是飞机设计的重要指标，不仅反映了飞机的性能水平，同时影响到其他很多方面，如机轮刹车的设计。根据CCAR-25.125的规定，飞机以不小于1.3VS的最后进场速度，从高于着陆表面15m进场一直到到飞机接地并完全停止的水平距离称为着陆距离。干混凝土跑道情况下，在着陆距离基础上除以0.6作为目标机场需用着陆场长。如果是湿混凝土跑道，则需要在此基础上再乘以1.15的系数作为着陆场长（FAR-121.195）。整个着陆过程分为空中段和地面滑跑段。其中地面滑跑段又分为自由滑跑段和制动段，自由滑跑段是指从飞机开始接地那一点延续到所有减速装置都工作的那一点，制动段距离是从自由滑跑段终点延续到飞机停止的那一点的距离。地面滑跑段经过的水平距离称为着陆滑跑距离。

2 符号、术语和缩略语

3 主要影响因素

3.1 摩擦系数

飞机机轮接地后，进入地面滑跑阶段，运动分为：自由滑跑段和刹车段，分别对应不同的摩擦系数μ和μB：

>μ即松刹车的情况下轮胎与地面的结合系数。它是表面状态、轮胎压力和地速的函数，对于民用飞机来说常用值一般为0.02～0.05。

>？B即使用刹车的情况下轮胎与地面的结合系数。它是滑动比（轮胎相对地面速度）的函数。最大摩擦对应于最佳滑动比。在带有防滑系统控制的刹车中，μB数值会得到很大改善，可以达到0.5以上。

下表列出了不同道面条件下的μ和μB值：

3.2 速度

> 着陆速度即最终进场速度Vapp，是飞机进场下滑到着陆安全高度（15m）时的瞬时速度。此速度下飞行至飞机主轮接地的过程为飞机着陆的空中段，该段可以看作是一个匀减速的过程。

> 接地速度VT是飞机主起机轮接地时的速度，在该速度之前均处于空中段。

> 刹车速度Vb是刹车生效时的速度，一般会滞后接低速度2s左右，一般会比比接地速度小2-4节。

> 风速，风速是度着陆滑跑距离影响比较大的因素。尤其在顺风条件下，会使着陆距离显著增加。CCAR-25规定运输类飞机要求考虑沿航迹的风速分量，并作保守修正，一般逆风分量乘以修正系数0.5，顺风分量乘以修正因子1.5。

3.3 着陆重量

飞机按照规定构型、装载和剩余燃油着陆时的重量。着陆重量包括正常着陆重量、任务着陆重量和最大着陆重量。本文重点计算最大着陆重量的情况。

3.4 气动数据

升力系数CL，阻力系数CD以及俯仰力矩系数等，对于着陆距离的影响非常明显。CL增大，升力增大，机轮载荷减小，加速度减小。CD增大，飞机阻力增大，刹车加速度增大。同时飞机几何数据，如机翼面积S，翼展b，地面滑跑迎角aG以及平均气动弦等也是主要影响因素。

3.5 机场条件

于着陆性能计算，同样需要考虑机场环境的相应数据：

> 外界大气温度T，℃；

> 机场压力高度HP，随着压力高度的增加，空气密度会降低，飞机相应的速度会增大，同时飞机阻力下降。

> 机场跑道坡度Φ。

4 飞机着陆距离计算方法

如图1所示，飞机着陆距离分为空中段和着陆滑跑段两部分，其中着陆滑跑段又分为过渡段和刹车段，过渡段中刹车不起作用。分别的计算方法如下：

4.1 空中段：

飞机以不低于1.3VS的速度，在距离着陆表面15m高处进场后，直到飞机主机轮接地的过程称为飞机着陆的空中段。

空中段飞行距离的计算方法有两种：能量法和下滑-拉平分析法。

4.1.1 能量法：

根据飞机下沉过程中的能量转换，在Vapp和VT已经确定的情况下，我们可以按照下面的公式确定空中段的着陆距离LA：

5 结论

飞机的着陆距离受很多因素的影响，着陆速度、地面结合系数、刹车是否带防滑、顺风逆风、升力系数、阻力系数以及俯仰力矩系数等。同时飞机几何数据，如机翼面积，翼展，地面滑跑迎角以及平均气动弦等也是主要影响因素。

参考文献：

[1] Norman.S.Currey，起落架设计手册，1982.

作者简介

刘杰，男，山东，1979.11，单位：上海飞机设计研究院，工程师 ，飞行器设计.