飛機的決定速度V1與起飛距離
什麼是決定速度 在決定甚麼 ?
飛機在跑道上加速起飛的過程中，如果發生緊急狀況 (最嚴重就是引擎故障)，飛機會放棄起飛，在跑道上煞停。這種狀況稱為 RTO (Rejected Take-Off)。
但如果事發時，飛機速度已經很快，有可能會煞不住而衝出跑道。這時反而要繼續加速，先讓飛機起飛後，再找機場降落。
所以在起飛過程中，在達到某個速度前，飛機可以終止起飛，在跑道上煞停。但超過某個速度之後，就算發生引擎故障，仍然必須繼續加速起飛，否則就會衝出跑道。這就是所謂的“決定速度”，又稱為 V1。
備註: V1 的 “1”，指的是 “One Engine Inop”，代表著飛機少了一顆引擎，推力減少的狀況。
飛機剩一顆引擎還能飛嗎 ?
或許有人會問，飛機帶著故障起飛，不是很危險嗎 ? 如果是引擎故障，剩一顆引擎還飛得起來嗎 ?
關於這點倒是不用擔心，因為 :
- 製造商在設計飛機時，就考慮壞了一顆引擎，飛機也能正常操作
- 每次起飛前的性能計算，都會考量單發動機失效，推力減少的狀況
- 飛行員會定期做單發動機失效的模擬機演練
決定速度與起飛距離
依照發動機失效的時機，先用兩種極端的情況來說明。
第一種情況，失效發生在飛機剛開始加速時。這時踩下煞車，飛機可以立即停下。若以剩下的發動機繼續起飛，則會因為加速性能不足，所需的跑道長度會大增，如圖一。
第二種極端的情況，則是飛機已經加速到接近離地的速度。此時若執意煞停，需要很長的跑道長度。但若繼續起飛，雖然推力減少，但起飛距離還是比煞停短，如圖二。
可以想見，介於這兩種極端情況中間，存在某個速度，不管是繼續起飛還是立刻煞停，兩者所需的跑道距離都相等，如圖三。
這個速度，就是剛剛提到的 “決定速度” V1，這時的跑道長度稱為"Balanced Field Length (平衡跑道長度)"，也就是飛機起飛所需的最短距離。
但這時，飛行員必須嚴格遵守底下規則，否則可能衝出跑道:
- 飛機加速到達 V1 前，若發動機失效，飛機必須立刻煞停，否則剩下跑道長度將不夠飛機繼續起飛。
- 當飛機速度超過 V1後，即使一個發動機失效，飛機也必須繼續起飛，若執意煞停，則可能會衝出跑道。
影響起飛距離的參數
會影響飛機起飛跑道距離的參數很多，以下一一說明:
- 飛機重量 : 飛機載客越多，加的油越多，飛機越重，起飛所需的距離就越長。
- 外界溫度 : 溫度越高，引擎就越容易超溫，推力就會受限制，所需跑道就會越長。
- 機場海拔高度 : 海拔越高，空氣越稀薄，引擎推力越小。相同速度下，產生的升力也越小，所需跑道距離就越長。
- 風向風速 : 逆風越大，飛機受到相對的氣流速度越快，升力越大，所需的跑道距離越短。順風則會使所需跑道距離變長。
- 跑道濕滑狀況 : 下雨跑道濕滑時，煞車距離會變長，考量煞停的狀況，所需起飛跑道距離會變長。
由以上可知，飛機的起飛距離並不是固定值，只要載客不多或是短程飛行，就算大飛機，也有可能在小機場起飛。
就舉個 A380 能不能在松山機場起飛的例子吧。
從下圖來看，松山機場2605 公尺長度的跑道，A380可以起飛的重量約在 530公噸左右。扣掉A380空重 285公噸及50公噸酬載 (500位乘客/行李)，大概還可裝油 195公噸，我想這樣的油量，應該可以飛到日本了吧 !
圖表出處 – A380 AIRCRAFT CHARACTERISTICS AIRPORT AND MAINTENANCE PLANNING (ISA + 15 ˚C Conditions- TRENT 900 Engines)
這時候A380能不能在松山機場起降，就不是跑道長短的問題，而取決於機坪大小或是滑行道淨空的問題了。
因為影響起飛距離的參數很多，也對距離的計算影響很大，所以現在都是跑電腦程式計算，或是機上的飛行電腦提供。
實際運行方式
簽派員在做飛行計畫時，還無法確定飛機的最後重量。所以航空公司是以現有機場資訊 (包括跑道長度、風向、溫度等等)，反推這個機場，可以讓飛機起飛的最大重量。再根據這個重量，算出飛行所需的油料及可以接受的酬載 (乘客數量及行李/貨物重量)。
這些資訊會提供給客運及貨運部門，決定這趟飛行可以收多少客人、多少行李及多少貨物。當然這些都只是估算，起飛前的天氣都有可能再變動。當最後客人數及貨物重量確定後，載重平衡表出來後，就能計算起飛跑道長度，以及決定速度 V1。
備註 : 過去曾發生因天氣太熱，造成航機起飛跑道長度不足，需要拉貨、卸行李，甚至趕乘客下機的新聞。
飛機太重無法起飛！機師「邀請」20位乘客下機
如果跑道夠長，不會限制起飛重量的情況下，那麼 V1 選擇就不限於一個定值，而是有個上下限範圍，但在操作上，仍會選一個數值來做為操作時的依據。
不過這種情況，航空公司通常會採用 "減推力起飛" 措施 (刻意減低引擎最大推力輸出，可以保護引擎熱段零組件，延長引擎壽命)。 此時飛機因推力降低，所需的起飛跑道長度也會增加，但仍在現有跑道長度內。
波音747-100 起飛時灌水進引擎
早期引擎技術不發達，飛機常有起飛推力不足的問題 (跑道不夠長)。許多飛機包括波音747-100，會在機上加裝專用水箱 (多達三噸)，在起飛過程中，將水噴入引擎中，來降低引擎的排氣溫度，提高起飛推力。
後來技術進步，引擎推力提升，現在已幾乎沒有飛機需要加裝水箱了。
重點整理:
- 決定速度 V1 : 起飛過程中，在達到此速度前，飛機可以終止起飛，在跑道上煞停。超過這個速度之後，就算發生引擎故障，都必須繼續加速起飛。
- 平衡起飛距離 : 在飛機速度達到 V1時，不管是繼續起飛還是立刻煞停，所需的跑道距離都相等，這也是最短所需起飛跑道距離。
- 影響飛機起飛跑道距離的參數:
飛機重量
外界溫度
機場海拔高度
風向風速
跑道濕滑狀況 - 飛機的起飛距離並不是固定值
參考資料 :
你可能也想看
