网易航空讯(松鼠) A350是空客最新一代,具有革命意义的双引擎中型远程宽体客机。2014年12月22日,首架空客A350交付卡塔尔航空。近日,《航空周刊》首席飞机评估编辑——弗雷德·乔治首次“试驾”A350客机,深入检验了A350驾驶舱控制的易用性和效率。以下内容为网易航空独家编译。

关于空客A350

空中客车公司和波音公司都在新一代远程宽体双发客机上赌上自己的未来,与今天的双发和四发客机相比,新一代远程宽体双发客机具有更高的燃油效率,更低的操作成本,更低的噪声和更少废气排放。

A350是空中客车公司最大、航程最远、飞行高度最高和巡航速度最快的双发客机,它的第一个型号是A350-900,正进入卡塔尔航空公司和其他航空公司服役。空中客车公司的A-350客机比波音公司的787客机更大,在使用每排9座的经济舱布局时,A350的载员达到315人,能以0.85马赫的速度飞行7750海里,而波音787-9客机载员280人时最大航程为8300海里。

无论是空中客车公司和波音公司的这两种新型宽体双发客机,还是A350与较早的A330客机之间,差别都是显而易见的。

空中客车A350客机和波音787客机都广泛使用了复合材料,装有全三轴数字飞行控制系统,使用了最新的涡轮风扇发动机,其中空中客车公司使用的是罗尔斯·罗伊斯公司的遄达XWB发动机。不过A350客机系统设计上比波音787客机更保守,电力驱动的系统更少。A-350客机只有两个液压系统,而波音的787客机拥有三个, A350客机使用双余度电力系统提供关键的飞行控制冗余能力。

A350客机增加了机体宽度,这使它在保持18英寸宽的经济性座位的同时,将每排座位增加到9个,而A330不过是并排8个座位。A350的舱内压强也提高到9.4磅/平方英寸(折合64.81千帕),这使它即使在43100英尺的最高巡航高度飞行,舱内仍保持相当于6000英尺高度的气压,从而减少了旅客的疲劳。A350客机的窗户比A330客机的宽了2英寸,是空中客车公司客机中最大的,从而提供了更多的环境光线。

利用碳纤维强度和疲劳性能上的优势,设计师们研制了展弦比更大的机翼,从而进一步降低了阻力,A350拥有空中客车公司客机中最先进的机翼。机翼1/4弦线的后掠角为31.9度,带有14英寸弯刀型的翼梢小翼和襟翼,襟翼下偏转完全或部分的填满后退襟翼和机翼之间的空隙以减少阻力。

继2010年驾驶波音787客机后,《航空周刊》首席飞机评估编辑——弗雷德·乔治驾驶A350客机,深入检验了A350驾驶舱控制的易用性和效率。

飞行准备工作

在图卢兹-布拉尼亚克机场,我束带坐上编号MSN002的第二架A350-900客机驾驶舱的左侧座椅,而空中客车公司首席试飞员彼得·钱德勒坐在右侧座椅上,克里斯蒂安·诺登以安全驾驶员的身份坐在后座上。MSN002是一架因为满载测试设备和线路而重量特殊的飞机,它带着两个飞行测试工程师和11名乘客,零燃油重量为355383磅,载油量为88184磅,停机坪上的重量为443570磅,大约是最大重量的73%。

系好(安全带)后,安静和黑色调的驾驶舱设计给我留下了深刻的印象。如果一些东西不需要关注,它就不会显示或播报。显示颜色的设定也是一个亮点:拉开一个旋钮,你可以选择将数据显示为青色。按下旋钮,你授权计算机以洋红色显示。青色还表示飞行员将要完成的操作,绿色标识正常,活跃,已经完成的操作。

A350拥有空中客车公司客机中最大的显示系统——6个泰利斯公司的15英寸横屏平板。最外边的是机载信息显示屏幕,两名飞行员前方的是主飞行显示和导航显示(PFD/ND)屏幕。顶部中央的是包括发动机仪表、系统显示、邮箱和机组告警指示的飞机电子中央监控屏幕(ECAM)。底部中央是两个使用点击界面的飞行计划多功能显示器。

启动前的检查时间之短令人印象深刻,我们接上地面电源,初始化机载信息系统(OIS),检查电子中央监控屏幕和航空日志的差异,按下按钮启动发动机和辅助动力系统的火灾检测系统,启动霍尼韦尔公司的HGT1700辅助动力系统。

钱德勒全神贯注的看着右侧的机载信息系统屏幕,在此显示的是主最低设备和交互配置偏差列表,飞行员用这个列表判断飞机在具有一定可延缓偏差的情况下,是否可以起飞并在当前天气、跑道长度和状态以及其他因素下安全的完成任务。

使用OIS机场情况计算机软件,他输入图卢兹作为出发机场(海拔489英尺),左14跑道,风速10节,方向140度。外界空气温度(OAT)19度,高度计1019毫巴。基于配置2(下垂前缘设备 16.7度/缝翼18度/襟翼20度偏转)和“灵活50”,以减少发动机的磨损。计算而得的起飞长度为7740英尺,而跑道可用长度为9843英尺。灵活50程序假定外界空气温度为50度并将起飞推力降低到额定推力的84%。机载信息系统显示我们可以使用灵活60,进一步降低推力并仍然安全飞离。

V1起飞决定速度为指示空速132节,抬前轮速度为133节。单发失效的V2起飞安全速度是139节。在空中客车的飞机上,V速并非主飞行显示上自动设置的,飞行员需要手动设置V速,以便掌握最新信息。不过霍尼韦尔的飞行管理系统(FMS)在配置1下自动获取了137节的指示空速作为收回襟翼的最低速度,175节作为收缝翼的最低速度,196节指示空速作为“绿点”也就是根据飞机重量和高度的最佳单发爬升速度。

当我们准备推回的时候,惯性基准单元已经进行了校准。飞行管理系统规划和检查完毕。一旦准备就绪,我们设置停车制动并将中央控制台上的发动机启动钮旋转到2点钟的启动位置。这个动作唤醒了全权数字发动机控制,并把发动机的参数显示在飞机电子中央监控屏幕上,随后我们开启左侧发动机总控发动机自动完成启动。怠速,点火,辅助动力单元引气关闭,左发电机联网。

我们对右侧发动机重复了这一流程,在完成启动过程后将启动旋钮转到12点钟“运行”位置。钱德勒在不需要辅助动力系统后将其关闭。引气、燃油和电力系统自动重新配置。他将缝翼和襟翼状态设置为配置2,我们进行了控制检查,扫描发动机仪表和飞机电子中央监控的正常指示,并准备滑行。

滑跑起飞

A350是一架大飞机,翼展高达212.4英尺,可以全天候在不同机场运营。A350还引入了A380上的两项特征。外部和滑行辅助摄像系统(ETACS)使用前轮舱和垂直尾翼上的摄像机,随动于屏幕上的提示,帮助飞行员操纵飞机,确保地面滑行和机动时飞机主起落架在跑道的中央。外部和滑行辅助摄像系统也显示地面速度,帮助飞行员估算直线段或转弯段的合适速度。当范围被设定为“缩放”时,机载机场导航系统(OANS)在导航屏幕上显示一个交互的机场图。OANS显示飞机相对于机场出入口,坡道、跑道和滑行道的位置当接近跑道时,跑道图形闪烁黄色的可能进近告警,但并没有触发听觉警报。

我们将推力提高10%开始飞机的转场,不过大多数滑行到左14跑道的转移只需要慢车推力。飞机通过方向舵踏板具有作用有限的前轮转向能力,但即使在直线段它也更容易控制飞机的舵柄。转向响应舵柄与地速成反比,所以只有轻微的操纵过量趋向。

当进行急转弯时,外部和滑行辅助摄像系统证明了它的价值。主轮在飞行员后方95英尺并分开42.2英尺,通过屏幕上的提示和摄像机的图像,我摆动机头远离边角,保持飞机的中心在条纹上。钱德勒指出,外部和滑行辅助摄像系统显示我们与左14跑道平行滑行时左发动机在草地中间,所以我们使用发动机的最低推力。

清理过的左14起飞跑道上,我们校准飞机(方向)并将推力提高到25%。发动机工作稳定,我们推杆到灵活/最大连续卡位,降推到每台70728磅的推力进行柔和的加速。

我们交叉检查指示空速为100节,确保以V1速度和133节的抬前轮速度起飞。直接控制律的俯仰反应是轻快的,但阻尼很好。A350就像空中客车飞机其他使用电传操纵系统的飞机那样,使用被动侧杆控制。左右侧杆并没有电子或机械机构相连,所以不提供对侧或是自动驾驶仪输入的视觉或触觉反馈。

飞行测试

遵循主飞行显示模式的通告,1990英尺高度时油门杆被拉回到爬升卡位。尽管使用了自动油门,但由于并非反向驱动自动油门操作时油门杆固定不动。当加速、收襟翼为配置1(缝翼展开/內襟翼6度/外副翼12度)和收回所有高升力装置时,主飞行显示上提示这些信息。

这架飞机相当易于上手操纵,正常飞行控制律非常有效,维持正常的飞行路线只需要偶尔进行小的调整,保持俯仰和坡度角,保持预定的航速、高度和目标方向。

在飞行高度层220趋于稳定后,我们断开自动油门,以300节的指示空速进行一些基本机动。钱德勒说,最好的建议是在断开自动驾驶仪前匹配好油门参数,当断自动驾驶后,可能会引起油门位置的不正确导致飞机产生令人不舒服的推力,因此为避免这一情况的出现是在断开自动驾驶前先把油门杆放到正确的位置。

滚转45度进行侧滑转弯,受益于控制律的航迹稳定功能,侧杆上几乎不需要回压以保持高度。但是,由于电传操纵系统具有人工螺旋稳定功能,趋向于在陡峭的转弯中将侧滑角减小到33度,保持侧杆压力维持45度侧滑角仍是必要的,维持300节指示空速只需要很细微的推力变化。

接下来,我拉平机翼,俯仰角5度。机头向下并增加推力,从容的保持着前向贴压,加速到通过VMO最高操纵速度的红线。当我们加速超过限制时,自动油门系统自动开始工作,减小推力进行减速。一旦我们减速到红线以下,自动油门断开,发动机推力再次对油门位置做出响应。钱德勒说,这项功能是A380开始改变的。当飞机速度恢复到正常飞行包线范围时,自动油门系统自动断开。

其他的电传操纵系统演示包括各种普通律低速保护模式,诸如防止飞行员越界到过低的空速。可选择的最低(空速),极低速度(VLS),根据飞行阶段的不同,在失速仰角上提供了大约18-23%的余量。飞行员可以手动操纵飞机达到低于极低速度的速度,但侧杆松开的飞机将不会超过仰角Vαprot“迎角平台”保护的限制。如果飞行员故意慢飞,自动油门将在迎角平台位置自动启动,防止失速。如果飞行员继续拉侧杆想飞更大的攻角,电传操纵系统将在Vαmax也就是所允许的最大攻角处减小攻角,保证5度的气动失速余量。

在进行极限性能脱险机动时,Vαmax限制功能提供了显而易见的安全优势。假如普通律可用,最好的脱险机动是向适当的方向滚转,然后拉侧杆到底,增加必要的推力。电传操纵系统将增加过载到极限和/或增加攻角到Vαmax,在不失速的条件下达到最大升力。空中客车公司警告说,万一计算机飞行包线保护失效,飞行员仍然要精通在备用律和备用直接律下手动驾驶飞机。

对于着陆,钱德勒说飞行管理系统在“极低速度”最低可选择速度的基础上,增加至少5节生成一个VAPP最终进近速度。三分之一逆风的条件下会增加到15节,以便在万一出现低空风切变时,提供足够的攻角安全余量。自动驾驶和自动油门将保持目标直到飞机来到跑道入口。备用律和备用直接律下多数甚至全部的安全功能都将失效,但是系统仍能在主飞行显示的空速标尺提供传统的失速告警,伴随语音告警提醒飞行员即将到来的失速。

接下来,我们体验了电传操纵系统的推力不对称保护。降低到13000英尺,钱德勒放下起落架选择配置2,我也切断自动油门转为手动驾驶。然后他将速度降到“极低速度”以上5节,我们开始标准的3度下降。到达约12500英尺后,我推动油门杆增加推力开始模拟复飞并开始爬升。当我们让机头向上,钱德勒命令我脚舵踏板上的脚移开,他很快让左侧又恢复为怠速。

作为回应,这架飞机没有失去稳定。它仅仅是温和的向左偏航,不到侧滑指示器刻度的一半,它也缓慢的向左滚转几度,导致逐步走向发散。柔和得轻压右舵和右侧杆稳定飞机,返回到我们的目标航向。像A380那样,一个小方向舵配平综合右侧踏板的压力,可行但不推荐。钱德勒说,一台发动机失效后,你的脚平放在地板上起飞,也不用担心失去控制。

最终的演示涉及备用直接律下的飞行。还是配置2下,起落架收起,主飞行控制计算机关闭,在备用直接律下,我让飞机向左右翻滚,注意到它仍然相当稳定,因为偏航和俯仰阻尼仍然存在。一些快速的油门动作用于检验推力与间距的耦合,显示它拥有如此强劲的翼吊发动机的情况下仍然是一架非常温和的飞机。为了应对俯仰变化,只需要非常小的杆操纵信号。我们没有改变高升力或是快速制动模式去检查相关的俯仰动作变化,但总体来说这架飞机在备用直接律下仍然易于飞行操纵。

返回降落

飞行控制系统恢复到一般控制律后,我们准备返回图卢兹机场降落。基于314000磅的着陆重量和完全用于着陆的配置(下垂前缘设备25度/缝翼27度/襟翼37.5度),飞行管理系统计算最终的进近速度为指示空速140节,比可选择的最低速度135节提高了5节,相当于VREF加上了适当的余量。即使以最大着陆重量着陆,VAPP也只有140多节,这体现了高升力系统的效率。

钱德勒说,存在多种自动刹车模式,包括冲出跑道警告(ROW),冲出跑道保护(ROP)和A380飞机引入的滑跑偏离刹车(VTC)。ROW和ROP用飞机位置和航迹矢量与飞行管理系统的机场数据库进行对比,检测着陆跑道。它们使用飞机重量、配置和地面速度,以及跑道状态和飞行员输入的风速,来判断飞机能否安全的在剩余可用的跑道上停下来。ROW在着陆前提供警报,ROP使用最大刹车力在机轮触地后保护飞机,确保飞机能在跑道剩余路段停下来。

对BTV来说,钱德勒在导航显示屏上拉出机场图,选择左14跑道,M2滑行道作为转向点。随后他激活BTV,注意到我们在触地区和滑行道之间有7600英尺长度可用于刹车制动。机场图上标明的符号指出,无论跑道干湿与否,使用最大刹车力制动时都有很大的余量,所以我们可以轻松减速放心前往M2滑行道。

选择手动操纵飞机,我断开了自动油门。当我们改变了高升力配置,放出起落架并进行多次推力和速度调整,电传操纵系统中和了俯仰力矩相关的所有瞬变,所以要保持飞机在计划的航迹上只需要不多的控制输入。

一旦我们被左14跑道的仪表着陆系统信标台截获,我只需要调整飞机高度和速度,在主飞行显示屏上保持航迹3度下滑路线,跟随飞行管理的交叉指示。这架飞机在进近和响应油门时相当稳定,速度变化明显同时下降率变化很小,因此有必要密切关注推力情况。

我在大约30英尺高度启动平飘,然后推力杠空置。但退出着陆响应太快了,我们从15英尺高度重砸下来。温和的使用反推,我放慢速度然后刹车系统开始柔和的减速。我们以10节的目标速度到达我们转向的M2滑行道。

综合评述:平衡的性能

A350飞机是我飞过的空中客车公司飞机中技术含量最高的飞机,尽管飞行员可以在培训时使用同样的机型认证,但它和A330相比进步很大。A350拥有一系列的显著优势,包括大量使用复合材料,改进升阻比特征的机翼,更省油的遄达XWB涡轮风扇发动机,重量轻的高压交流电气系统和集成度更高的航电系统,无可争辩的取代A380客机,成为空中客车公司的旗舰机型。

A350拥有比空中客车公司原有双发客机更多的系统冗余,众多的安全措施有助于在飞行员出错时保护飞机和乘客。总而言之,A350-900客机在乘客体验、安全措施和运营效率上实现了精心的平衡。