失速对飞行安全的影响以及处置方法

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失速对飞行安全的影响以及处置方法

作者：孙宁博

来源：《科技资讯》 2013年第18期



孙宁博

(中国民用航空飞行学院洛阳分院飞行五大队 河南洛阳 471000)

摘 要:飞机失速是考验每一位飞机员应急处置的能力。正所谓安全无小事,任何发生在飞行过程中的小问题都应该认真对待,因为一旦处理不当,都将会造成意想不到的后果。其实,飞机在发生失速情况时并不可怕,可怕的是慌乱中判断失误,忘记改出。所以这就需要飞行员在飞行过程中保持冷静的态度,做到早避免、早发现、早改出的“三早”原则,准确判断哪些飞行状态会导致失速,并且能够在飞机失速状态下迅速、有效的采取连续修正措施，确保飞行安全。

关键词:失速 飞行安全 防范

中图分类号:V212 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0208-02

随着人类社会的进步,民航事业也在快速的发展,乘坐飞机出行也成为人们出行的主要方式之一,其安全性一直备受关注。飞机在飞行中的安全防范及处理是整个飞行过程中最为重要的。影响飞机飞行安全的因素有很多,其中,飞机失速,就是造成飞机安全事故的隐患之一,所以对于失速,我们应该有一个详细的认识,并能够在此种情况发生时,迅速做出判断,妥当处理,避免事故的发生。

1 失速的定义、分类及影响因素

1.1 失速的定义及分类

失速,是指当飞机前进时产生的升力没有飞机所受的重力大时,造成飞机在竖直方向上的合力向下所引起的飞机快速下降。一般失速分为大迎角失速和激波失速。由于激波失速在民用航空和通用航空比较少见,所以本文将对大迎角失速进行着重讲解。

大迎角失速是指飞机的迎角大于临界迎角出现的失速。简单来讲,对于固定翼飞机而言,飞机在空中实现上升、平飞、下降是通过机翼产生升力与重力平衡后合力作用的结果,而升力的产生是由于机翼上下翼面的不对称性使通过机翼上下翼面的空气流速不同,进而使得机翼上下形成压强差,导致飞机迎角增大,升力增大。但迎角超过该机型的临界迎角后,翼型上表面的边界层将发生严重的气流分离,同时受外层气流的带动向后方流动,最后就会卷成一个封闭的涡流,叫做分离涡。像这样的分离涡中,压力是不变的,它的压力等于涡流上方的气流压力。此时上下翼面的差值会小很多,升力相对之前急剧减小,从而形成失速。在这里需要说明的是:失速,并不是飞机失去速度,而是飞机的升力不足以平衡重力导致的飞机快速下降。

1.2 失速的影响因素

在飞行状态一定及载荷因数一定时,速度与迎角有一定关系。当飞机的速度接近失速速度时,飞机的迎角接近临界迎角;飞机的速度为失速速度时,飞机的迎角为临界迎角。因此判断飞机是否接近失速或已经失速主要取决于飞机迎角是否接近或超过临界迎角。而影响飞机失速特性的因素有载重平衡,坡度,俯仰姿态,协调性,阻力和动力。在实际飞行中,出现失速对于飞机是一种比较危险的状态,在高高度飞行中,尚且还有相对足够的时间和高度改出失速,而在低高度,如起


飞,着陆。越障中,很难有足够的时间对飞机作失速改出。在特殊情况中,如转弯半径坡度过大,左右机翼由于结冰,结构损坏等造成的左右升力不平衡或一侧机翼先失速易引起飞机失速下坠中进入螺旋,大型飞机很难改出这种状态,直至坠毁。由于判断失速的不确定性和失速改出的不规范性以及改出动作的有效性,失速导致一些较严重的事故征候和事故。

2 失速的判断、改出

2.1 失速的准确判断

虽然失速程度有深浅之分,但绝大多数失速在改出时都会有一些高度损失。通常飞行员识别和接近失速所花的时间越多,失速就会越深,改出时高度损失也越大,而在低高度也更危险。

判断方法。

(1)目视检查飞机姿态,该办法只能用在不正常的姿态引起的失速。由于飞机在正常姿态下也可能失速,故目视检查并非在所有情况下都对发现飞机接近失速有帮助。

(2)听觉对感知失速也有一定作用。在定距螺旋桨飞机上带功率飞行时,转速(RPM)的改变会明显引起声音变化。随着空速减小,气流声会明显减小。而当飞机的速度小到几乎完全失速时,飞机的振动和噪声又会大大增加。

(3)肌肉运动知觉,也就是对运动的方向或速度改变产生的感觉。对受过训练并且有经验的飞行员来讲,或许是最重要和最好的指示。如果能够正确培养这种感知能力,就能在第一时间感觉出速度的下降或飞机开始出现高度下沉,难以控制等情况。

(4)操纵感是识别失速的一个重要信息来源。随着速度的减小,舵面上的阻力也相应减小。舵面在操纵力作用下偏转,但是对于整个飞机的运动没有多大改变。操纵飞机的反应延迟时间会越来越长。飞机完全进入失速后,几乎不需要力量就能操纵舵面,且飞机基本上不会有任何响应。在刚开始进入失速时,可能会出现机身和驾驶盘的抖动以及不可控制的俯仰变化。

(5)对失速警报的高关注度,现代飞机上已经出现了多种失速警告装置来警告飞行员飞机接近失速。这些装置很有用并且也能满足需要。

2.2 失速的改出

飞行过程中应如何避免失速情况发生,一旦发生失速,飞行员又该如何准确、有效的作出一套连续修正方法,将飞机迅速从失速状态下改出呢？

处置方法。

(1)飞行中尽量少做大迎角小速度的飞行,这会导致气流更易分离,增大失速可能。

(2)尽量不做坡度过大的飞行,因坡度增大后,作用在机翼上的升力有一部分要按FXsin(坡度)的比值提供向心力,而靠仅余的FXcos(坡度)提供升力是比较困难的,因cos函数特性,升力会随坡度的增加加速减小,导致飞机更易失速。甚至因左右机翼失速时间不同进入螺旋。

(3)改出:第一步,一旦发现失速征兆,必须立即果断减小飞机俯仰姿态和飞机迎角。由于失速的原因经常是迎角过大,故必须首先通过松杆来减小带杆力,或直接推杆以减小迎角。这将使机头下俯并使机翼恢复到正常迎角。稳杆量取决于飞机的设计特点,失速的程度和离地高度。对某些飞机来讲,如果要将升降舵进行中度偏转,驾驶盘或许只比中立位稍靠前就够了,而对于另外


一些飞机则可能需要推到最前。过分的向前推杆会导致机翼上产生过大的负载荷,其结果可能是妨碍失速的改出。稳杆操纵的目标是要减小迎角,只要减小到使机翼重新获得升力即可。第二步,使用最大的发动机功率帮助飞机增速和减小机翼迎角。油门杆应当果断而柔和地前推到最大可用功率。不过飞行高度足够,失速的安全改出不一定必须使用最大发动机功率。不管使用多大的功率,从失速改出的唯一方法是减小迎角。

3 失速案例分析

3.1 飞行事故案例

法国航空447号班机于2009年5月31日从里约热内卢起飞,飞往巴黎。航班在35000英尺的高度巡航飞行一个半小时之后遇到风暴,用于测量风速的皮托管被冻住。由于风速测量失效,飞行控制系统计算机已无法自行处理,于是把控制权移交给两名飞行员。不可思议的是,驾驶飞机的飞行员决定迅速攀升到飞机的最大升限38000英尺,这时飞机开始失速,飞机进入气流时迎角太大以至机翼无法提供足够的升力。尽管失速警报一直在响,但飞行员对它置之不理,依然让机鼻保持朝上,实际飞机正笔直地坠向大海。飞行员所要做的只是把机鼻拉下来,让飞机重新获得升力。这次事故导致228人遇难,导致其发生的关键因素就是失速警报被忽略。

3.2 事故分析

该飞机在巡航过程中,遭遇风暴,导致皮托管结冰,静压源失效使飞机无法获得真实空速。飞行员处置方式是想以高高度飞越风暴区,在爬升过程中,参考错误空速却忽略了失速警报,以大迎角飞行,最终导致升力不足造成失速。

4 结语

失速对于任何一架飞机在任何速度,任何姿态,任何功率设置下都有可能发生,失速并不可怕,可怕的是慌乱中判断失误,忘记改出。所以作为飞行员这就需要我们在飞行过程中保持冷静的态度,做到早避免、早发现、早改出的“三早”原则,准确判断哪些飞行状态会导致失速,并且能够在飞机失速状态下迅速、有效的采取连续修正措施,确保飞行安全。

参考文献

[1]Jespersen Sanderson,Inc.Instrument Manual[M].USA,1994:35-50.

[2]Airplane Flying Handbook[M].FAA-H-8083-3A.46-57.

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[4]凌茂芙.民用飞机失速速度的工程预测[J].飞行力学,1990(4):125-131.

[5]程才凤.关于现代飞机的失速及预防[J].江苏航空,2000(4):25-40.

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