隐藏深却影响大的速度——Vmcg

上一篇文章发了之后，有朋友私信跟我说对Vmcg这个速度产生了浓厚的兴趣，想进一步了解一下。

这里插一句，我在之前的文章中总结过与飞机有关的各种速度，大概有60多个，感兴趣的朋友可以看一下： 《干货 | 飞机的各种速度》 。

我相信很多人在学习飞机性能时把大部分注意力都放在了V1、VR、V2这三个速度上，如果不是专门搞性能的人员，对其它速度的了解基本就停留在了符号和名字的对应关系上，好一点的大概能说出这个速度发生的时刻和简单的原理。

至于速度在实际飞行中的应用，对飞行的影响，很少有人能说的明明白白的，毕竟考试不考嘛。

Vmcg（地面最小操纵速度）就是这些“冷门”速度之一。

之所以打引号是因为这个速度其实一点也不冷门，运行中的很多限制和影响都与其紧密相关，今天我们就来详细讲一讲Vmcg。

为了确保文章的逻辑完整性，还是要先说一下定义，已经了解的朋友可以直接跳过。

Vmcg，也就是地面最小操纵速度，是飞机在跑道上滑跑过程中一发失效，另一侧完好发动机的推力会将飞机推向一边，飞行员通过操纵方向舵偏转与空气相互作用，可以使飞机恢复至与跑道中线平行的方向继续滑跑的最小速度。

在实际运行中，关于Vmcg有一个非常重要的限制，就是Vmcg≤V1。通俗地理解就是当飞机速度达到V1后继续起飞时，如果此时Vmcg≥V1，那么就会存在无法控制飞机方向的风险，因此Vmcg必须小于等于V1。

飞机的很多性能限制和变化都是基于这个关系而来的，这个我们在后面会展开讲。

另外，在这里还需要提前说明白三个问题，有利于对文章后面内容的理解。

1.飞行员是通过操纵方向舵与空气相互作用来控制飞机的方向，而非使用前轮转弯。

方向舵与空气的相互作用力大小与飞机滑跑的速度直接相关，只有在一定速度的基础上，这个作用力才会起到控制飞机的作用，因此才有最小速度这一说法。

如果使用前轮转弯来控制飞机方向，那就不存在最小速度的说法了，只要飞机动起来，无论多慢，前轮转弯都能控制方向。

而飞机在起飞滑跑时，并不会通过前轮转弯来控制方向，原因有二：

首先，在飞机高速滑跑时，前轮转弯根本不足以控制飞机的方向，这个时候只有方向舵所带来的气动力能控制住飞机。而且，如果此时操纵前轮进行大角度转弯甚至会给起落架带来损伤。

其次是在飞机驾驶舱的操作设计上也不允许这么做，前轮转弯是通过转向手轮完成的，在飞机起飞滑跑时，飞行员一手油门一手杆，不可能再去操作转向手轮。

虽然在地面通过脚蹬控制方向舵时前轮转弯也会跟着小幅联动，但是联动的角度非常小，一般不会超过7°，这个是用来在速度不是很快时补偿飞机偏转需求的。

而当飞机达到一定速度时，方向舵脚蹬与前轮转弯会脱开联动。

2.飞机滑跑时方向可控的定义是：飞机机翼可以保持水平，可以保持原来的滑跑放行，并且从一发失效到恢复至原来的滑跑方向，飞机偏移原路线的距离不超过9米，也就是30英尺。

CCAR-25部中还规定，在Vmcg速度时，当临界发动机突然停车，飞行员在脚蹬上使用最大不超过68公斤的操纵力，就能使飞机保持方向，同时采用正常驾驶技巧就能安全地继续起飞。

3.规章（CCAR25.149 ）里规定每种起飞形态下的飞机应采取最保守的计算方式来确定Vmcg：

（1）飞机处于每一种起飞形态，或者按申请人的选择，处于最临界的起飞形态；

（2）工作发动机处于最大可用起飞功率推力状态；

（3）重心在最不利的位置；

（4）飞机按起飞状态配平；

（5）起飞重量范围内的最不利重量。

换句话说，飞机手册中给出的Vmcg是飞机在特定形态下可以得到的最大的最小操纵速度。

1.飞机推力

Vmcg随着飞机的推力增大而增大。

从定义中就能看出来，Vmcg与推力直接相关。飞机的推力增大，一发失效时，就需要方向舵与空气间产生更大的作用力来抵消正常发动机推动飞机发生偏转的力矩，因此Vmcg也必须也跟着增大。

所以同一机型中，大推力飞机的Vmcg要比小推力飞机的大。

然而在一些短跑道机场运行时，由于大推力飞机的Vmcg大，从而V1也大，那么就可能出现飞机在中断起飞后，剩余跑道长度不够用的情况。

为了确保满足跑道长度的使用要求，只能限制大推力飞机的最大起飞重量。

这就可能出现大推力飞机的最大起飞重量反而低于小推力了飞机的最大起飞重量。

2.飞机重量

Vmcg随着飞机的重量增大而减小。

随着飞机重量的增加，飞机的惯性增大，同时飞机轮胎与道面之间的摩擦力增加，这两个变化均不利于一发失效时正常发动机推动飞机发生偏转，因此Vmcg会随之减小。

也可以理解成，飞机在起飞滑跑时，重量越大，越有利于控制方向。

而且如果是在污染跑道上运行，一些大推力飞机还有可能受到最小起飞重量的限制。

首先是因为在污染道面上运行，飞机的轮胎与道面之间的摩擦力会降低，V1会随之减小。

其次是由于飞机前轮与与道面的摩擦力降低，一发失效时，正常发动机的推力更容易推动飞机偏转，从而Vmcg会随之增大。

如果此时飞机的重量较轻，惯性较小，就会导致Vmcg进一步增大，很可能超过V1，导致飞机不能安全起飞。

为了避免这种情况出现，一般会采取两种方法：

一是增加飞机的重量，也就是限制飞机的最小起飞重量，以此增大飞机轮胎与道面之间的摩擦力，从而增大V1减小Vmcg，确保Vmcg≤V1。

二是采取减推力起飞，在污染跑道上采取减额定功率起飞，可以降低发动机的推力，从而降低Vmcg，也能确保Vmcg≤V1。

3.飞机重心位置

Vmcg随着飞机重心前移而减小。

在前面定义和原理部分我们提到过，Vmcg是按照飞机重心处于最不利位置的情况来确定的。也就是说，只要飞机重心处于合规的范围内，实际的Vmcg一定不会超过飞机手册中给出的Vmcg。

当飞机重心在合规范围内前移时，会增加飞机前轮与道面之间的摩擦力，从而不利于一发失效时正常发动机推动飞机发生偏转，Vmcg也会随之减小。

4.引气系统