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[摘 要]本文主要从三个方面对国产ARJ21-700飞机高原性能进行研究，包括高原机场运行特点、高原机场飞机起飞着陆性能、高高原机场试飞审定。首先对高原机场运行特点进行了分析，其次对高原机场起飞着陆性能的各种限制因素进行了分析，并且着重分析了高原机场运行时对飞机性能影响较为突出的几个方面，如机场气压高度、水平风、刹车温度等，总结了进行高原机场起飞着陆性能分析时应注意的问题，最后对高高原机场试飞审定做了初步探讨。
[关键词]运行 ARJ21-700 飞机性能 高原机场
中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0298-01
1 高原机场运行特点
1.1 机场海拔高
由于喷气发动机的推力与进入发动机的空气质量成正比，在高原机场运行时，空气稀薄导致了发动机进气质量差，造成发动机推力小，飞机的加速和爬升性能明显下降，对起飞、复飞时的爬升和越障能力影响较大。机场标高越高，相同表速对应的真空速和地速越大，相应的使起飞距离和着陆距离增长，飞行中转弯半径增大，调速需要的距离增加。同时空气密度减小，作用在操纵面上的作用力减小，飞机的操纵性变差。
1.2 地形复杂
高原机场多数处在山区，机场周围的高山连绵，净空条件差，本场起降困难。高原机场复杂的地形条件也是对飞行安全构成威胁的直接因素。
1.3 气象条件
高原机场海拔高，太阳辐射强烈，日照时间长。而高原地区植被相对较少，地表裸露，增温和散热都比较快，日温差较大。
高原机场风速普遍比平原地区机场大，并且短距离内在水平方向或垂直方向上都可能有很大变化。受地形和热力影响，经常出现5米/秒以上的大风。
高原地区午后热对流旺盛，下午至傍晚积雨云、雷暴和冰雹天气出现的频率很高。
1.4 通讯导航
受地形地貌影响，高原机场的甚高频、VOR/DME等通信导航设施的作用距离变短，使得飞机在进场和进近阶段相当长一段距离上不能使用本场的VOR/DME设备，受地形影响航站内的导航设备会出现信号屏蔽和假信号等现象。
1.5 高原生理反应
高原地区海拔高，气压相对较低，空气稀薄，含氧量低。由于空气中氧气分压降低，致使吸入氧气量不足，造成缺氧，对于执行高原飞行任务和高原机场地面保障人员来说，这是高原环境对人体影响最明显和最严重的因素。
2 高原机场起飞着陆性能
ARJ21-700飞机在高原机场运行，除了满足局方咨询通告AC-FS-2000-2
《飞机航线运营应进行的飞机性能分析》和CCAR121部《公共运输承运人运行合格审定规则》的要求进行起飞和着陆性能分析外，还要结合西部地区高原机场跑道较长、环境差、海拔高、气候复杂多变、起降性能差等特点进行性能分析。
2.1 气压高度的影响
当外界大气温度一定时，机场的标高越高，相应的气压高度越高、空气密度越小。高度的变化对飞机性能的影响有如下两个方面：
1） 对空气动力性能的影响。
2） 对发动机的影响。
由于上述两种因素的影响，当在高原机场起降时，飞机的起飞和着陆性能都会下降。根据ARJ21-700飞机在不同高度机场起飞时的最大起飞重量和最大着陆重量。计算条件：跑道长度2200米、2600米、3000米；无净空道和停止道，无风，ISA温度，空调和防冰关闭，起飞襟翼15，进近襟翼25，着陆襟翼41.5。
可以得出，机场标高的变化对于最大起飞重量的影响较大，对最大着陆重量的影响并不明显。对于2200米跑道，当机场标高由0升至3000米时，允许的最大起飞重量减少了3600kg，减少了近9%。而对与2600米以上的跑道长度，最大起飞重量基本不受影响。在海拔高度较低的机场，最大着陆重量为结构限制着陆重量，当海拔高度升高时，发动机推力减少，最大着陆重量收到复飞爬升梯度的限制，最大着陆重量减少。
2.2 发动机引气的影响
飞机发动机的引气主要用于两个方面，空调引气和防冰引气，防冰引气又分为机翼防冰和发动机防冰。
数据表明，ARJ21-700飞机在昆明机场起飞时关闭防冰可以增加2000kg重量，每名旅客按100kg计算，可增加20名旅客。
2.3 风的影响
由于风对飞机的起飞性能影响较大，为提高航班放行正常性和确保起飞安全，飞机制造公司和航空公司都公布了各类飞机起飞的最大顺风限制。由于高原机场风速大、风向变化快，对于高原机场，特别是单向起降机场（或主要起降方向），需要计算和公布顺风起飞着陆限制重量。
《ARJ21-700飞机飞行手册》中起飞的最大顺风限制为5米/秒，而航空公司通常的顺风允许值为3米/秒。
2.4 机轮超温
ARJ21-700飞机不受轮胎速度限制，但会遇到机轮超温的问题，这是由于高原机场运行的特殊性，导致飞机接地速度大，刹车散热较慢，而心理素质也导致飞行员在高原机场着陆时往往采用大力刹车。这些因素都会使刹车内累计大量的热能，导致机轮超温，给飞机的安全运行带来隐患。因此，如何减少刹车内的能量累计，控制机轮温度对于保证高原机场飞机的运行安全是非常重要的。
3 高高原机场试飞审定
飞机起降限制高度是通过试飞审定确定的，通常是为满足绝大多数机场的需要确定的。如果试飞是在海平面至3000英尺的高度进行的，那么试飞结果可以外推至测试机场标高加上6000英尺以内的高度，每超出这个高度1000英尺TOD/TOR/ASD要增加2%。这是应为随高度的增加，空气密度的减小使发动机推力减小，并且在保持升力不变的情况下，相同表速时真空速增大，性能随高度的改变不是线性变化，对少数高高原机场则要进行另外的试飞审定。
4 小结
本文主要针对ARJ21-700飞机高原机场运行特点，高原机场起飞性能、着陆性能以及高高原机场试飞审定工作进行了初步的研究与分析，并对高原机场运行时应特别注意的问题进行了归纳与总结。本文中的所有数据均为飞机的理论设计数据，如要深入了解和掌握ARJ21-700飞机高原运行性能，则应结合飞机试飞完成后的真实性能和实际运行经验进行详细的归纳总结，为飞机安全、经济、高效运行提供技术支持和帮助。
参考文献：
[1] 熊杰.浅谈高原机场特征及运行保障措施[C].高原机场运行管理和保障研讨会文稿，北京：中国民航局安全技术中心，2005，1-11
[2] 成永勤.高原气象特点与航空气象保障的对策[J].空中交通管理，2005（6）：43-45
[3] 赵纬，高原机场与山区航线的飞机性能研究[D]：[硕士学位论文].天津：中国民航大学，2007
[4] 中国商用飞机有限责任公司.ARJ21-700 Aircraft Flight Manual[Z].中国商用飞机有限责任公司，2014
[5] 中国商用飞机有限责任公司.ARJ21-700 Quickly Reference Handbook [Z].中国商用飞机有限责任公司，2014
[6] 李旭，谢春生.高原机场与飞机性能分析[J].中国民航大学学报，2005，23（5）（增刊）：91-3
作者简介：
廉浩（1980—— ），男，工程师，上海飞机客户服务有限公司飞行运行支援部 运行支援室主任，之前在奥凯航空有限公司任飞机性能工程师。目前主要从事为航空公司提供签派/性能工程师转机型培训、飞机性能分析、飞行品质监控、应急程序制定以及运行类客户服务文件发布等运行支援工作。
[关键词]运行 ARJ21-700 飞机性能 高原机场
中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0298-01
1 高原机场运行特点
1.1 机场海拔高
由于喷气发动机的推力与进入发动机的空气质量成正比，在高原机场运行时，空气稀薄导致了发动机进气质量差，造成发动机推力小，飞机的加速和爬升性能明显下降，对起飞、复飞时的爬升和越障能力影响较大。机场标高越高，相同表速对应的真空速和地速越大，相应的使起飞距离和着陆距离增长，飞行中转弯半径增大，调速需要的距离增加。同时空气密度减小，作用在操纵面上的作用力减小，飞机的操纵性变差。
1.2 地形复杂
高原机场多数处在山区，机场周围的高山连绵，净空条件差，本场起降困难。高原机场复杂的地形条件也是对飞行安全构成威胁的直接因素。
1.3 气象条件
高原机场海拔高，太阳辐射强烈，日照时间长。而高原地区植被相对较少，地表裸露，增温和散热都比较快，日温差较大。
高原机场风速普遍比平原地区机场大，并且短距离内在水平方向或垂直方向上都可能有很大变化。受地形和热力影响，经常出现5米/秒以上的大风。
高原地区午后热对流旺盛，下午至傍晚积雨云、雷暴和冰雹天气出现的频率很高。
1.4 通讯导航
受地形地貌影响，高原机场的甚高频、VOR/DME等通信导航设施的作用距离变短，使得飞机在进场和进近阶段相当长一段距离上不能使用本场的VOR/DME设备，受地形影响航站内的导航设备会出现信号屏蔽和假信号等现象。
1.5 高原生理反应
高原地区海拔高，气压相对较低，空气稀薄，含氧量低。由于空气中氧气分压降低，致使吸入氧气量不足，造成缺氧，对于执行高原飞行任务和高原机场地面保障人员来说，这是高原环境对人体影响最明显和最严重的因素。
2 高原机场起飞着陆性能
ARJ21-700飞机在高原机场运行，除了满足局方咨询通告AC-FS-2000-2
《飞机航线运营应进行的飞机性能分析》和CCAR121部《公共运输承运人运行合格审定规则》的要求进行起飞和着陆性能分析外，还要结合西部地区高原机场跑道较长、环境差、海拔高、气候复杂多变、起降性能差等特点进行性能分析。
2.1 气压高度的影响
当外界大气温度一定时，机场的标高越高，相应的气压高度越高、空气密度越小。高度的变化对飞机性能的影响有如下两个方面：
1） 对空气动力性能的影响。
2） 对发动机的影响。
由于上述两种因素的影响，当在高原机场起降时，飞机的起飞和着陆性能都会下降。根据ARJ21-700飞机在不同高度机场起飞时的最大起飞重量和最大着陆重量。计算条件：跑道长度2200米、2600米、3000米；无净空道和停止道，无风，ISA温度，空调和防冰关闭，起飞襟翼15，进近襟翼25，着陆襟翼41.5。
可以得出，机场标高的变化对于最大起飞重量的影响较大，对最大着陆重量的影响并不明显。对于2200米跑道，当机场标高由0升至3000米时，允许的最大起飞重量减少了3600kg，减少了近9%。而对与2600米以上的跑道长度，最大起飞重量基本不受影响。在海拔高度较低的机场，最大着陆重量为结构限制着陆重量，当海拔高度升高时，发动机推力减少，最大着陆重量收到复飞爬升梯度的限制，最大着陆重量减少。
2.2 发动机引气的影响
飞机发动机的引气主要用于两个方面，空调引气和防冰引气，防冰引气又分为机翼防冰和发动机防冰。
数据表明，ARJ21-700飞机在昆明机场起飞时关闭防冰可以增加2000kg重量，每名旅客按100kg计算，可增加20名旅客。
2.3 风的影响
由于风对飞机的起飞性能影响较大，为提高航班放行正常性和确保起飞安全，飞机制造公司和航空公司都公布了各类飞机起飞的最大顺风限制。由于高原机场风速大、风向变化快，对于高原机场，特别是单向起降机场（或主要起降方向），需要计算和公布顺风起飞着陆限制重量。
《ARJ21-700飞机飞行手册》中起飞的最大顺风限制为5米/秒，而航空公司通常的顺风允许值为3米/秒。
2.4 机轮超温
ARJ21-700飞机不受轮胎速度限制，但会遇到机轮超温的问题，这是由于高原机场运行的特殊性，导致飞机接地速度大，刹车散热较慢，而心理素质也导致飞行员在高原机场着陆时往往采用大力刹车。这些因素都会使刹车内累计大量的热能，导致机轮超温，给飞机的安全运行带来隐患。因此，如何减少刹车内的能量累计，控制机轮温度对于保证高原机场飞机的运行安全是非常重要的。
3 高高原机场试飞审定
飞机起降限制高度是通过试飞审定确定的，通常是为满足绝大多数机场的需要确定的。如果试飞是在海平面至3000英尺的高度进行的，那么试飞结果可以外推至测试机场标高加上6000英尺以内的高度，每超出这个高度1000英尺TOD/TOR/ASD要增加2%。这是应为随高度的增加，空气密度的减小使发动机推力减小，并且在保持升力不变的情况下，相同表速时真空速增大，性能随高度的改变不是线性变化，对少数高高原机场则要进行另外的试飞审定。
4 小结
本文主要针对ARJ21-700飞机高原机场运行特点，高原机场起飞性能、着陆性能以及高高原机场试飞审定工作进行了初步的研究与分析，并对高原机场运行时应特别注意的问题进行了归纳与总结。本文中的所有数据均为飞机的理论设计数据，如要深入了解和掌握ARJ21-700飞机高原运行性能，则应结合飞机试飞完成后的真实性能和实际运行经验进行详细的归纳总结，为飞机安全、经济、高效运行提供技术支持和帮助。
参考文献：
[1] 熊杰.浅谈高原机场特征及运行保障措施[C].高原机场运行管理和保障研讨会文稿，北京：中国民航局安全技术中心，2005，1-11
[2] 成永勤.高原气象特点与航空气象保障的对策[J].空中交通管理，2005（6）：43-45
[3] 赵纬，高原机场与山区航线的飞机性能研究[D]：[硕士学位论文].天津：中国民航大学，2007
[4] 中国商用飞机有限责任公司.ARJ21-700 Aircraft Flight Manual[Z].中国商用飞机有限责任公司，2014
[5] 中国商用飞机有限责任公司.ARJ21-700 Quickly Reference Handbook [Z].中国商用飞机有限责任公司，2014
[6] 李旭，谢春生.高原机场与飞机性能分析[J].中国民航大学学报，2005，23（5）（增刊）：91-3
作者简介：
廉浩（1980—— ），男，工程师，上海飞机客户服务有限公司飞行运行支援部 运行支援室主任，之前在奥凯航空有限公司任飞机性能工程师。目前主要从事为航空公司提供签派/性能工程师转机型培训、飞机性能分析、飞行品质监控、应急程序制定以及运行类客户服务文件发布等运行支援工作。