客机失速 [客机的深度失速及预防]
从屡屡闯祸的图-154飞机谈起 图－１５４飞机是３台涡轮风扇发动机安装在机身后部，水平尾翼安装在垂直尾翼顶部形成“博士帽”式高平尾气动布局的飞机。该机自１９６８年推出至今，已经发生了２９起重大空难事故。过去几年中，曾发生数起飞机坠毁事故。
１９９４年１月，俄罗斯一架图－１５４失事，机上１２０多人遇难；
１９９４年７月，中国一架图－１５４民航客机在西安附近坠毁，１６０人全部遇难；
１９９５年１２月，一架图－１５４飞机在俄罗斯境内远东地区坠毁，９７人无一人生还；
１９９６年８月，一架图－１５４飞机在挪威斯匹茨卑尔根岛坠毁，１４１人丧生……
２００１年７月４日，俄罗斯一架图－１５４客机在伊尔库茨克机场附近坠毁，机上１４３人全部遇难。
高平尾飞机为什么“粗猛一拉就失速”？
像图－１５４、ＭＤ－８２这类高平尾飞机，因为发动机安装在后机身，平尾安装在垂尾顶部，机翼也相应靠后，因此重心靠后，但其巡航状态飞行阻力小，适合高亚音速飞行（图－１５４Ｍ最大巡航速度为９５０公里／小时），这给座舱旅客带来安静舒适的环境，曾受到人们的青睐。然而，这类飞机却存在着致命的大迎角失速特征，也就是说失速前没有自然抖动警告，失速后机头有自动上仰趋势，这是一个严重的潜在危险问题。因此，飞行员稍不谨慎，“粗猛一拉就失速”，令人忧虑。
常规的运输机多半是发动机装在机翼的低平尾飞机，其失速特征通常并不带来什么问题，失速可以通过飞机的断然下俯这一特征反映出来。如果让失速发展下去，飞行员使用升降舵就可以改出。但是，发动机后安装的高平尾飞机却带来完全不同的失速品质：１）失速征候不明显；２）一旦失速机头急剧上仰（进入深度失速），平尾下移并全部淹没在机翼的下洗流或发动机喷流中，使升降舵失效；３）如果让失速发展下去，飞机不能改出或只有损失相当多的高度之后才改得出来。这些品质导致在鉴定飞行和其它航班飞行中发生一定数量的飞行事故和多次严重事故。所以，具体了解这类高平尾后装发动机飞机的动态和评估它们在正常运输使用中是否安全是很重要的。
深度失速产生的原因
所谓深度失速也称超失速，是指飞机超过临界迎角以后，继续增大到很大迎角（一般为２５度）的一种失速。一般飞机失速后，通常不会出现迎角继续自动增大现象。而图－１５４和ＭＤ－８２这一类飞机则不同。第一，因这类飞机重心靠后，其机身升力对重心形成的抬头力矩比一般飞机大；第二，水平尾翼在小迎角时，因其位置较高，受机翼、机身下洗气流影响较小，超过失速迎角较多时，平尾的位置下移，受机翼、机身下洗气流影响变大。虽然机翼下洗气流的下洗角要减小，而机身下洗气流的下洗角却要增大（对同样是后装发动机高平尾的ＤＣ－９飞机进行的风洞测试结果是：失速前在平尾根部下洗角基本不变，大多只有５度左右；失速后下洗角急剧增大，最大可达到３０至４０度），结果尾翼产生的抬头力矩增大。在失速最初，飞机总的低头力矩仍比抬头力矩大，还不会出现自动抬头现象，当超过失速迎角较多时，抬头力矩将大于低头力矩，飞机就要自动增大迎角，如不及时制止，飞机将进入深度失速。
飞机进入深度失速之所以推杆不能改出，其主要原因是：深度失速后飞机自动上仰；机翼和机身及发动机的尾流都流向平尾，使平尾的效能大大下降并使之无力制止上仰。机头继续上仰，升力降低，阻力增大，导致飞机轨迹向下弯曲，迎角急剧增大。
深度失速的预防
自从ＢＡＣ－１１１高平尾飞机第一次因深度失速坠毁后，曾一度由于原因不明没有有效的改出方法而引起人们的恐慌，其实恐慌没有必要。虽然到现在还没有相应的改出失速的办法，但是人们已经弄清了产生深度失速的原因，从而在验征深度失速中发现了有效的预防措施。因此，只要飞行员高度重视，精心操作而不发生错误，深度失速是可以避免的。
目前，人们采用了一些防止一般失速和及时改出一般失速的办法来防止飞机进入深度失速。为了安全可靠，高平尾飞机安装了失速警告装置（振杆器）和失速自动改出装置（自动振杆器）。当飞机空速大于失速速度７％或迎角小于临界迎角４至６度时，振杆器便开始工作。抖动驾驶杆警告飞行员及时改出失速。如果飞行员没有推杆，飞机的迎角一旦达到临界迎角，自动振杆器便以较大的推杆力（２３～２７公斤力）前推驾驶杆，强制飞机从深度失速状态中改出。因此，只要飞行员正确使用设备，高平尾飞机一般不会进入深度失速状态。但在飞行中，尤其是在起飞和着陆的大迎角飞行中，如果飞行员忽视了飞机的抖振警告，并且粗猛拉杆，超过了２７公斤向前的推杆力，飞机就会进入深度失速状态，使飞机失控。
在预防深度失速方面，飞行员应特别注意：第一，不少飞行员认为飞机不会失速，这种说法是非常错误的。后置发动机高平尾飞机不仅会失速，而且其失速特性很差，否则鉴定机构应该取消对失速的规定了。现在看来，ＭＤ－１１飞机将平尾从垂直尾翼顶部移下来不是没有道理的。第二，要知道失速或接近失速之所以发生，主要是气动与其它方面影响或者是飞行员操作错误的结果。这就没有理由指望飞行员对一些简单的感觉或听觉刺激能做出合理的反应。因此，尽管设置了一些附加设备，深度失速仍是可能发生的。第三，有一些飞行员认为只要有一个适当的失速警告就足以预防失速了，这种说法也是错误的。就是那些历次在失速当中呈现良好天然抖振的飞机，从失速警告速度降到失速速度，一般也不超过２秒。在如此短的时间内，不可能指望飞行员及时做出正确反应，防止失速。这样看来，去年７月４日造成俄罗斯１０年来最大一起空难事故的图－１５４空难原因，是由于后置发动机高平尾飞机的特定气动布局的缺陷和飞行员的错误操作造成的。
撰文：周金龙责任编辑：欣然■