文档介绍：客机的深度失速及预防
周金龙

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,已经客机的深度失速及预防
周金龙

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