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现代客机是如何做到单引擎飞行的?

 acerbookstore 2021-07-14
现代客机是如何做到单引擎飞行的?

现代飞机之所以能区别于风筝和无动力滑翔翼、滑翔伞,就在于飞机都是有动力飞行。对当代的喷气客机来说,发动机也就是飞机引擎,是整个飞机上最为关键的设备。发动机不仅仅是提供飞行动力的来源,还是飞机上的飞控、电力、液压、空调等所有主要系统的电力来源。一旦主发动机失效,若备用供电系统不能及时启动,那么整个飞机的操控系统将全部黑屏,空调会停止运行,甚至起落架都无法收放。最重要的,还是在引擎失效后能不能再确保安全的平飞和降落。发动机失效,在起飞、平飞和降落(进近)过程中面临的挑战并不相同。一般来说,起飞阶段出现引擎失效最麻烦。而在平飞和进近阶段,现代客机仍然有一定的无动力滑翔能力,若在6000米以上高空出现动力完全失效,仍然可以滑翔几十甚至上百公里,寻找迫降地点。

现在绝大多数运行中的客机之所以采取双发布局,包括涡桨双发飞机,就在于当代的引擎技术已经相当完善,在确保检查到位和保养到位的情况下,涡扇发动机的安全寿命甚至可以高达数万到十几万小时,已经超过了机体本身的安全寿命。不过因为外部飞行环境复杂,大气中常年有沙尘和雨雪的影响,还有一些材料、制造、装配质量隐患,因此当代客机的发动机仍然有一定的单发失效的概率。采取翼吊设计的双发民航客机,一台发动机发生故障,无法正常提供推力,简称空中“单发失效”。单发失效后,停车的发动机会产生风车阻力,加上机翼一侧没有动力,飞机机翼的推力平衡被打破,飞机会向发动机失效的一侧偏转,从而导致飞机向内侧产生坡度。如果不采取行动,飞机机头会偏转和滚转。为了阻止这种情况发生,飞行员会通过垂直尾翼的方向舵进行偏航调整,通过相反的力矩阻止飞机发生偏转。

现代客机是如何做到单引擎飞行的?

若是在起飞的过程中出现单发停机,飞机的推力会随即减小一大半,最多可以达到80%。在巡航时单发失效,平飞最大速度会减少至少30%,对飞行安全造成严重的威胁。单发失效除了造成偏转,还会导致动力不足。如果动力不足,空气就不能给机翼提供足够的升力。所以单发失效后,飞行员一般还会加大工作发动机的推力。如果还是无法维持飞机在原有高度层飞行,飞行员会根据飞行管理计算机的提示,适当降低飞行高度,下降到仅凭单台发动机也能维持正常飞行的高度层,并保持工作发动机的最大连续推力,使飞机加速至单发远程巡航速度,维持飞机继续飞行。但是单发飞行毕竟不是一种正常的状态,若再出现失效将非常麻烦,所以单发失效后,飞行员通常会倾向于选择尽快在就近的备降场着陆,以确保旅客和飞机的安全。

巡航阶段遭遇单发失效,双发客机可以依靠一台发动机飞到航线附近的机场备降,这种能力叫做“延程飞行”,即ETOPS能力。到目前,777机型拥有330分钟ETOPS能力,也就是理论上可以依靠一台发动机继续飞行高达5个半小时,可以单发飞行4000公里以上,这也是越洋洲际飞行的重要保障,因为中途可能没有可以备降的机场。ETOPS能力越强,航线设计受备降机场位置的影响越小,可以允许更加直线的国际航线。

现代客机是如何做到单引擎飞行的?

现代民航客机的设计制造已经考虑了保障双发飞机在一个发动机失效情况下,凭另一发动机安全飞到备降机场的可能。所以单发失效的飞机是完全有能力安全到达备降场并着陆的。

单发失效已经属于一项常规训练,是每个飞行员都必须熟练掌握的技能。最近5年,全球记录的客机发动机自身故障相关事件共300余起,全部是单发出故障,只有一起坠机,其余全部安全着陆,可见事故处置成功率极高。这唯一一起出问题的,是一架涡桨小型客机,问题出在了起飞阶段A发动机突发停车,而飞行员却错误的把正常工作的B发动机当故障发动机关了,说的就是某岛上的二把刀!

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