飞机出现单发失效是如何平衡飞行的?
当今的战斗机大约还有一半是单发动机的类型;而在民用飞机中,只有少数的轻型螺旋桨飞机还是单发的,大多数喷气客机属于双发或多发布局。而多发模式包括从双发、3发、4发一直到6发的都有。不过随着节油环保成为时代潮流,双发客机逐步成为市场的主流。不论是螺旋桨发动机还是喷气发动机,作为一种机械或者说是高温高压高速旋转下的机电设备;虽然整体上的可靠度越来越高,但是毕竟再好的发动机也有出故障失效的概率。那么万一出现发动机失效,尤其是作为双发飞机出现单发失效的情况,又如何进行处置?如何保持飞行状态的平衡到安全着落呢?作为飞机来说,和地面的车辆不一样,地面的车辆出现发动机故障,或者出现油料耗尽的情况,大不了停在原地不动就行了;但是飞机不行。
绝大多数飞机的自重都远远大于空气。一旦没有发动机的推力,那么飞机会立即失去升阻比,也就是既没有了前进的动力,也没有了保持空中高度的升力。一个必然的结果就是要快速的掉高度。其中有些静稳定设计比较好的飞机,一旦没有了动力还可以滑翔一段距离,争取接近机场迫降。而当代的大多数喷气战机和喷气客机的静稳定程度都很一般,因此一旦是失去动力是很危险的。对单发飞机来说,空中一旦发动机失效,一般要么滑翔迫降,要么寻求赶快跳伞脱离。而对双发飞机来说,单发失效肯定是属于空中特情。但是大多数喷气飞机或者现代化的螺旋桨飞机,都提前考虑过单发失效的问题,需要按照既定程序处置即可。双发飞机的单发失效,也需要看处于什么情况下的单发失效。是飞机刚刚启动,正在跑道上滑跑起飞期间就出现单发失效;
或者已经脱离地面,爬升期间出现单发失效;还是在稳定巡航或者进入降落航线时,也就是在进近机场期间出现单发失效。不同情况下的单发失效,处置手段和程序也不一样。航空专业上有一个很重要的V1,也叫临界速度,即“最大起飞决定速度”。不论是战机还是客机,发动机突发故障,而飞机本身还在滑行,还未进入主跑道;或是已经在主跑道上加速滑跑,但未达到V1,意味着剩余的跑道长度,还有足够的距离,安全地纯粹用机轮刹车制动,那么此时要立即终止起飞。通过紧急刹车系统让飞机停在跑道上。如果滑跑速度已经达到V1,剩余跑道长度不足用于制动,那么即使知道此时已经出现单发失效,那么也必须让飞机拉起来脱离跑道;否则高速冲出跑道是非常危险的。当然拉起来之后,基本无法执行原先的飞行计划。一般会采取盘旋放油,最终寻求返回起飞机场降落。不论军机还是民机,不论双发螺旋桨飞机还是双发喷气机,都会要求本机达到V1而出现单发失效时,仍然可安全起飞,这是一个普遍的基本要求。如果达不到这个要求,那么该机型不可能获得适航证。
单发起飞时需要的最低飞行速度,叫做V2。不论起飞段还是巡航段,一旦出现单发失效,驾驶员的首要任务,都是采取措施确保飞机稳定可控,然后按照避险程序进行处置,最终寻求紧急降落。对双发战机来说,两台发动机的间距一般比较小,因此单发失效下除了动力降低较大外,操控性能仍然不是很差。吊挂双发民航客机的2台发动机距离较远,一边一个,当出现单发失效时,则会产生比较大的偏航力矩。此时需要关闭失效的发动机,切断油路。然后适当加大正常单发的推力;采用加大垂尾偏转力矩,减小失效一侧机翼阻力,升起有效一侧机翼的副翼等多种措施,来维持全机平衡和大体保持航线稳定。此时需要一名飞行员操纵飞机,另一名飞行员监控飞机状态,喊话报告任何偏航,识别受损发动机并且初步判断故障。然后执行检查单,通知乘务组;联系空管,前往就近合适机场完成单发着陆。
文章来源:《飞机设计》 网址: http://www.fjsjzz.cn/zonghexinwen/2021/0225/394.html