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什么会导致飞机失速?当飞机失速时会发生什么

什么会导致飞机失速?当飞机失速时会发生什么在起飞和着陆过程中,由于飞机本身的空速较低,同时飞机的迎角又较大,升力较小,是出现失速最常见的过程,尤其是当飞机处于起飞后转弯和进近时。客机一般会在三种情况下出现失速情况。然而,当飞机迎角增大时(迎角即飞机机翼与迎面而来的空气之间的角度),机翼就相当于在水平的空气流动中插入了一块竖直的平板,导致原本经过上翼面的气流无法连贯而产生分离。分离的气流在带动下最后会在原本到高低压气流的交汇处形成封闭的涡流。而在涡流中的气体压力是一样的,所以导致飞机升力的减小。机翼达到临界攻角原理简图那么,一旦这个封闭的涡流达到一定的质量,就会抑制飞机升力的产生。飞机达到失速状态的角度称为临界攻角,一般都在15度以上,所以飞机很少以很大的迎角起飞或降落,就是为了防止造成飞机出现失速。因为如果没有了升力,那么无论飞机的发动机有多么强劲的推力,飞机当时的飞行速度有多快,飞机都会开始坠落。

“Stall Stall Stall……”,在观看空难纪录片《空中浩劫》和一些航空灾难电影时,经常会听到这种连续且不可取消的机组告警。重复播放的Stall语音告警提醒飞机已经处于非常危险的境地,需要飞行员立刻执行应急程序以防止灾难性坠机事故的发生。

Stall的意思是失速,意味着飞机进入了失速状态,即飞机当前的升力已经无法维持与飞机本身重量之间的平衡,造成飞机下坠。

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飞机失速会造成严重的后果

什么是失速?

当飞机飞行时,机翼上下表面产生的空气压力是不同的。关于飞机如何建立起升力涉及到流体力学,空气动力学多学科的知识,在这里不做赘述。简单的说,机翼下表面产生的压力比通过机翼上表面的空气压力高,由此产生了升力并“拖着”飞机向上。

然而,当飞机迎角增大时(迎角即飞机机翼与迎面而来的空气之间的角度),机翼就相当于在水平的空气流动中插入了一块竖直的平板,导致原本经过上翼面的气流无法连贯而产生分离。分离的气流在带动下最后会在原本到高低压气流的交汇处形成封闭的涡流。而在涡流中的气体压力是一样的,所以导致飞机升力的减小。

什么会导致飞机失速?当飞机失速时会发生什么(2)

机翼达到临界攻角原理简图

那么,一旦这个封闭的涡流达到一定的质量,就会抑制飞机升力的产生。飞机达到失速状态的角度称为临界攻角,一般都在15度以上,所以飞机很少以很大的迎角起飞或降落,就是为了防止造成飞机出现失速。因为如果没有了升力,那么无论飞机的发动机有多么强劲的推力,飞机当时的飞行速度有多快,飞机都会开始坠落。

当一架客机失速时会发生什么?

客机一般会在三种情况下出现失速情况。

在起飞和着陆过程中,由于飞机本身的空速较低,同时飞机的迎角又较大,升力较小,是出现失速最常见的过程,尤其是当飞机处于起飞后转弯和进近时。

当飞机在降落过程中出现特殊情况,而执行“复飞”程序重新爬升时,也可能发生失速现象。因为飞行员此时必须将飞机从降落的低空速迅速转换到拉伸的高空速状态,同时也需要调整迎角使飞机转弯以偏离降落跑道。

最后一种情况是,当机翼结冰、或被其他材料覆盖时,相对更粗糙的表面会产生更大的迎角,使飞机更容易出现失速。这也是为什么飞机的防冰系统影响着飞控系统的原因。

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机翼结冰会增加飞机失速的可能性

在冬天,某些高寒区域的机场,飞机出现起飞延时是家常便饭的事,因为飞机在起飞前必须要经过除冰程序,保证飞机起飞时不会出现失速现象。

虽然每一种失速情况都不太一样,但出现紧急情况后的解决方案是类似的,一般的程序就是让飞行员降低飞机机头,从而减小迎角,同时提高速度。

飞机失速对乘客有危险吗?

那么,飞机失速是否会给乘客带来重大风险?经历过模拟失速训练的飞行员在现代高科技驾驶舱仪表及计算机的帮助之下,能否让飞机迅速从失速状态恢复呢?

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战斗机失速坠毁

前者是肯定的,而后者的答案却是否定的。

我们只需要看看2009年法航447航班,就可以知道当一架商用飞机遇到失速情况时会发生什么。

这架空客A330飞机在从巴西里约热内卢飞往法国巴黎的途中,因为空速管结冰而导致空速传感器失效,机组人员在驾驶舱无法收到明确的空速信息,而飞机的自动驾驶系统也因为无法得到有效的信息而断开。慌乱之后一名副飞行员错误地加大了飞机的迎角,抵消了正驾驶的正确操作,造成飞机一直处于失速状态。最终,飞机坠入了大海,216名乘客和12名机组成员全部丧生。

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法航A330客机(并非出事那架)

世界航空业从这次事件中吸取了几点教训:

首先,警告信息未能提醒机组人员或是警告逻辑还不充分,让机组人员收到了错误的反馈信息。当飞机的迎角太大,超越告警信息的逻辑界限时,没有出现相应的额告警。而当飞行员放下机头时,由于迎角数据变得看起来更加“合理”,所以失速警报又重新响起。

其次,飞行员面对高空飞行过程中空速指示丢失情况的训练不足。错误的空速读数告诉飞行员他们的飞机处于失速状态。如果飞行员经过训练,在失速时将机头放回水平位置,空速就会随着较低的迎角而增加,这样,飞机将保持在空中,也就避免了这起事故的发生。

自事件发生以来,空客公司已告知各航空公司更换A330和A340上至少一半的传感器,以确保它们不会结冰。

同时,这一灾难性事件目前现在也是飞行员培训过程中必修课。

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