失速極大地威脅飛行安全,它可能發(fā)生在飛行的任何階段,作為合格的機(jī)組成員必須要掌握失速的識(shí)別和改出方法。
現(xiàn)代飛機(jī)從設(shè)計(jì)要求來(lái)講,它必須配備有人工失速告警裝置,其作用是在飛機(jī)失速之前有相應(yīng)的警告來(lái)提醒飛行員。例如: 音響警告,抖桿等等。失速警告在地面當(dāng)然是抑制的,當(dāng)飛機(jī)離地后如果失速警告被激活,而機(jī)組又不能正確判斷和處置,其結(jié)果可能是災(zāi)難性的。
2009年2月發(fā)生的科爾根航空3407航班墜機(jī)事件引發(fā)了全世界民航對(duì)飛機(jī)失速處置程序以及加強(qiáng)飛行員訓(xùn)練的討論,我們先回顧一下事發(fā)經(jīng)過(guò):
·當(dāng)這架龐巴迪飛機(jī)接近目的地并準(zhǔn)備進(jìn)場(chǎng)時(shí),自動(dòng)駕駛模式正常工作,機(jī)組放下了起落架,機(jī)長(zhǎng)呼叫襟翼下放至15度時(shí),當(dāng)時(shí)的空速只有145海里。當(dāng)襟翼伸展至10度時(shí),空速更低至135海里。6秒后飛機(jī)的控制桿開(kāi)始抖桿以警告機(jī)組飛機(jī)接近失速,同時(shí)機(jī)組解除自動(dòng)駕駛模式,空速只有131海里。
·可是機(jī)長(zhǎng)沒(méi)有完全按照失速改出程序把推力手柄到100%并降低飛機(jī)俯仰角度來(lái)做,反而只推至75%且抬高機(jī)頭進(jìn)行爬升。
·在失速臨界點(diǎn)時(shí),飛機(jī)自動(dòng)降低俯仰角度以防止失速,但機(jī)長(zhǎng)“力挽狂瀾”,仍舊抬機(jī)頭增加俯仰角度。與此同時(shí),副駕駛將襟翼和起落架收回。最后飛機(jī)偏航,仰角高達(dá)31度并向左傾46度,然后飛機(jī)俯仰下降45度并向右傾105度,最后俯沖到地面撞毀住宅,距離跑道約8公里。當(dāng)時(shí)機(jī)上的人承受高達(dá)兩倍G力,整個(gè)過(guò)程持續(xù)了25秒,沒(méi)有宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)。
·空難的調(diào)查由美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)負(fù)責(zé),最后報(bào)告在2010年2月2日完成。
·空難的成因是因?yàn)闄C(jī)組人員對(duì)失速的錯(cuò)誤操作。
在飛行的歷史上由于失速造成的空難是很多的,我們有必要再次學(xué)習(xí)失速的原理。
通過(guò)研究人們發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致失速的真正原因并不是升力的不足,而是迎角的增加,由迎角超過(guò)失速迎角后所引發(fā)的飛機(jī)失穩(wěn),才是發(fā)生飛行事故的真正原因。由于飛機(jī)的不同和飛行狀態(tài)的差異,飛機(jī)的失速呈現(xiàn)出不同的機(jī)理和形態(tài)。弄清楚了飛機(jī)失速的原因,就容易找出預(yù)防和處置失速的方法,針對(duì)機(jī)頭失速、機(jī)翼失速和偏航失速等不同的失速現(xiàn)象,采用正確的方法才能有效地改出失速?gòu)亩苊馐鹿实陌l(fā)生。
對(duì)于給定的形態(tài)、空速和高度,升力只和迎角直接對(duì)應(yīng)。
結(jié)論:失速僅僅是一個(gè)迎角問(wèn)題!它和速度沒(méi)有直接的關(guān)系!
飛機(jī)失速的現(xiàn)象
· 飛機(jī)輕微抖動(dòng)并左右搖晃:這是因?yàn)闄C(jī)翼上表面氣流強(qiáng)烈分離而產(chǎn)生大量渦流,引起升力時(shí)大時(shí)小,和左、右翼的升力變化不均造成的。
· 桿舵抖動(dòng)、操縱變輕,飛機(jī)抖動(dòng)變強(qiáng):飛機(jī)到達(dá)臨界迎角時(shí),機(jī)翼上表面的氣流強(qiáng)烈分離,產(chǎn)生了大量渦流,影響到各個(gè)舵面,所以桿舵發(fā)生抖動(dòng);渦流區(qū)內(nèi)的壓力較小,所以桿舵變輕.飛機(jī)接近失速時(shí).開(kāi)始呈現(xiàn)抖動(dòng).這就是失速的警告信號(hào)
· 飛機(jī)下降、機(jī)頭下沉:超過(guò)臨界迎角后,會(huì)使氣流分離,升力下降;另外,由于阻力增大,速度減小,也使升力降低。當(dāng)升力不能維持飛機(jī)的重力時(shí)。就會(huì)使飛機(jī)下降;促使機(jī)頭下沉
抖振的階段
抖振起始(Buffet initiation):飛行員開(kāi)始感覺(jué)到氣流的分離
抖振發(fā)生(Buffet onset):0.2G的瞬間變化,使飛行員相對(duì)于座椅有明顯感覺(jué)
深度抖振(Buffet deterrent)非常強(qiáng)烈以至于飛行員要強(qiáng)烈離開(kāi)失速狀態(tài),這就是和真正失速的定義是一致的
接近失速和失速的差異
接近失速
失速指示已經(jīng)顯示
人工失速警告
可能會(huì)出現(xiàn)一些自然的失速警告指示
逐漸的氣流分離
操縱裕度減小,但飛機(jī)軌跡是可控的
失速
失速指示
人工失速警告
自然的失速警告
抖桿
俯仰操縱效果不足
橫側(cè)操縱效果不足
不能建立下降
氣流已從翼面分離
飛機(jī)軌跡不可控
實(shí)際上接近失速和實(shí)際失速之間的區(qū)別是很難辨別的,即使是專家也是如此; 因此現(xiàn)在的失速的改出程序重點(diǎn)在于減小迎角, 其覆蓋了接近失速和完全失速兩者。
當(dāng)飛機(jī)失速時(shí):
第一步:必須減小迎角
不要向后帶桿
按需向前推桿操縱機(jī)頭下俯
同時(shí)機(jī)組必須確保機(jī)翼水平,如果有坡度立即改平坡度
注:對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位置低于飛機(jī)重心的飛機(jī),推力會(huì)給迎角帶來(lái)不利影響
第二步:脫離失速后,按需增大速度
所有失速指示消失之后,機(jī)組應(yīng)按需柔和增大推力,必須確保減速板收回。
在剛失速的時(shí)候立即使用最大推力是不適當(dāng)?shù)摹R驗(yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)加速需要時(shí)間,推力增大并不能使飛機(jī)立即增加速度,同時(shí)不利于飛機(jī)減小迎角。(見(jiàn)上圖)
我們以A330為例看看具體的失速改出程序(摘自A330QRH)
20000英尺以下,光潔形態(tài)選擇形態(tài)1的原因:
縫翼放出會(huì)使:
升力系數(shù)增大
失速迎角增大
失速速度臨界值變小
一.加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)
我們需要加強(qiáng)的是對(duì)所飛機(jī)種的失速相關(guān)理論的進(jìn)一步了解,以及對(duì)失速處置技術(shù)理論的進(jìn)一步深化。我們要真正了解失速的易發(fā)性、復(fù)雜性和危險(xiǎn)性,只有了解了所飛機(jī)種的失速特點(diǎn),才能有針對(duì)性的進(jìn)行失速防范和應(yīng)對(duì)。只有結(jié)合環(huán)境、條件、飛機(jī)和自身技術(shù)特點(diǎn),才能真正掌握有效地處置失速。
二.模擬訓(xùn)練
失速畢竟是一種平時(shí)飛行中難以遇到的特殊情況,對(duì)于失速的了解和應(yīng)對(duì)技術(shù)的掌握,想要靠實(shí)際飛行來(lái)提高是難以實(shí)現(xiàn)的?,F(xiàn)代模擬技術(shù)對(duì)于各種特殊情況的模擬已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)逼真的程度。通過(guò)模擬訓(xùn)練,可以使飛行員通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練掌握失速特點(diǎn)和處置方法。
三.提高失速警覺(jué)性
失速的警覺(jué)性是讓飛行員真正了解可能發(fā)生失速的時(shí)機(jī),有針對(duì)性的提高對(duì)失速的防范意識(shí)。在容易產(chǎn)生失速的條件下,要保持高度的警覺(jué)和正確的操控。在處置突發(fā)的危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí),要針對(duì)環(huán)境和飛機(jī)特點(diǎn),采用正確的決策和方法。
四.正確地應(yīng)對(duì)
在處置失速時(shí),很重要的一點(diǎn)是對(duì)失速的發(fā)展趨勢(shì)和可能結(jié)果有一個(gè)明確的判斷。當(dāng)然,首先我們要避免失速,一旦失速了我們要能正確改出。有些情況是很復(fù)雜的,似乎處置起來(lái)無(wú)從下手。比如飛機(jī)在低空飛行時(shí)同時(shí)遇到失速警告和地形警告。面對(duì)這種特情,我們要先改出失速,當(dāng)失速指示不再顯示,應(yīng)平緩建立一個(gè)正爬升梯度 ---(根據(jù)QRH)
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