導語 談到失速，還要從人類的早期航空實踐說起。在上世紀20年代之前，人類還處于飛行的蹣跚學步階段，那時，由于飛機技術(shù)的落后和人們對飛行知識的缺失，失速所引發(fā)的飛行事故司空見慣的，“失速”這種伴隨飛行而來的“死亡夢魘”，成為阻礙飛行事業(yè)發(fā)展的“技術(shù)之謎”。
導致失速的真正原因并不是升力的不足？ 隨著大工業(yè)的蓬勃興起，航空制造業(yè)由早期的作坊式經(jīng)營演化成大工業(yè)的生產(chǎn)模式，在前蘇聯(lián)、歐洲和美國，航空制造公司紛紛成立，并迅速發(fā)展成為具有巨大生產(chǎn)能力的大型航空制造企業(yè)。高技術(shù)與規(guī)模生產(chǎn)，飛行實踐的不斷拓展深化提供了條件，現(xiàn)實的需求驅(qū)使人們對飛行進行深入的研究，而如何破解失速之謎就是一個重要的研究方向。 通過研究人們發(fā)現(xiàn)，導致失速的真正原因并不是升力的不足，而是迎角的增加，由迎角超過失速迎角后所引發(fā)的飛機失穩(wěn)，才是發(fā)生飛行事故的真正原因。通過研究人們還發(fā)現(xiàn)，由于飛機的不同和飛行狀態(tài)的差異，飛機的失速呈現(xiàn)出不同的機理和形態(tài)。弄清楚了飛機失速的原因，就容易找出預防和處置失速的方法，針對機頭失速、機翼失速和偏航失速等不同的失速現(xiàn)象，采用推桿、蹬舵等方法可以有效地改出失速從而避免事故的發(fā)生。
導致失速的真正原因并不是升力的不足，而是迎角的增加，由迎角超過失速迎角后所引發(fā)的飛機失穩(wěn) 上世紀40年代德國人發(fā)明了噴氣發(fā)動機并運用于戰(zhàn)斗機，人類航空進入了噴氣時代，通過駕駛巨大動力的高速噴氣戰(zhàn)機，人們發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)代戰(zhàn)機與傳統(tǒng)活塞式飛機不同的失速特點，從而推動了失速理論的研究，到上世紀50年代，關(guān)于失速的理論發(fā)展到了成熟階段。 人們了解了失速的相關(guān)理論，但在操作層面要對失速進行有效的應(yīng)對，卻是比理論研究本身要復雜得多的問題。這涉及到失速的環(huán)境、失速的條件、飛機的狀態(tài)、可供處置的時間窗口等等，由于真實飛行條件的相對復雜性，飛行員要做出相對正確的應(yīng)對是一件非常困難的事情。 上世紀70年代，隨著先進飛行控制技術(shù)的引入，如何在技術(shù)上對失速進行防范和自動改出，成為飛機技術(shù)研發(fā)的一個重點。迎角監(jiān)控、迎角限制、反尾旋（螺旋）控制技術(shù)的出現(xiàn)，使飛行控制技術(shù)進入到“無憂慮”操控的先進水平。然而，飛行控制技術(shù)的發(fā)展，并不能一勞永逸地解決失速問題，飛行畢竟不是飛行器獨立的活動，環(huán)境的因素、人的因素依然是影響飛行安全的最關(guān)鍵因素，因此，如何適應(yīng)環(huán)境的復雜性，應(yīng)對突發(fā)風險的復雜多變，依然需要人的智慧和能力。 一、 失速的原因 具有現(xiàn)代航空先進技術(shù)的大飛機，為什么會被一個小小的失速擊倒？懷著這樣疑問的人一定不少。要回答這個問題，首先還要從失速產(chǎn)生的原因說起。其實，關(guān)于失速的基本原理是再簡單不過的了——迎角超過了失速迎角。問題是在實際飛行中迎角擴展的真正原因又是什么呢？ 這就要從導致迎角增加的原因說起，從飛機的操縱原理上講，飛行員的操縱并不是直接改變飛機的軌跡，而是改變飛機的姿態(tài)，只要飛機具有足夠的飛行速度，足以產(chǎn)生一定的舵面效應(yīng)，飛機的姿態(tài)就會改變，飛機姿態(tài)的改變就會改變迎角，但要記住的是，飛行員的操控并不會使迎角無限制地增加，因為，隨著迎角的增加，導致飛機向上做圓周運動的向心力也會增加，這種向心力改變了飛機的軌跡，飛機姿態(tài)角增加值和飛機軌跡角增加值的差值，就是迎角的增量，在一定飛行速度范圍內(nèi)，這種迎角增量并不足以使飛機迎角超過失速迎角，因此一般情況下，飛行員通過拉桿操控飛機是相對安全的。那么什么樣的情況會導致迎角超過失速迎角呢，其實，通過以上分析，大家對于這個問題已經(jīng)有了一個基本的答案：關(guān)鍵在于速度，如果飛行速度減小到一定值，或者飛行員的操縱量超過一定值，當軌跡角的增加已經(jīng)不能跟隨姿態(tài)角的增加時，就會導致迎角的急劇增加，從而出現(xiàn)迎角超過失速迎角的情況。
2008年B-2在關(guān)島的墜毀也是由于失速導致的。罪魁禍首是受潮的大氣數(shù)據(jù)傳感器 我想只要是從事飛行職業(yè)的人，都曾經(jīng)接受過失速理論的教育，對于上述理論的認識是充分的，但我要說的是，如果對于產(chǎn)生失速機理的認識僅僅停留在上述層面是遠遠不夠的。為此，我想要突出強調(diào)關(guān)于失速的一個重要概念：導致失速的原因有兩種，一種是飛行員主動控制進入的失速，一種是飛機自動進入的失速狀態(tài)。 飛機會自動進入失速？回答是肯定的。關(guān)于自動失速產(chǎn)生的機理，還要回到飛行的初始年代，由于早期飛機的動力不足，速度減小或者消失是一種常態(tài)化的事件，速度的失去直接導致升力的不足，使得飛機難以維持原有飛行狀態(tài)，從而發(fā)生軌跡下行，也就是進入俯沖狀態(tài)，此時如果飛機的姿態(tài)不能跟隨飛機的軌跡一起下俯，就會導致迎角的急劇增加從而進入失速狀態(tài)。這種升力的不足不僅會發(fā)生在早期飛機上，在現(xiàn)代飛機上由于某種條件的促成，同樣會發(fā)生這種失速狀態(tài)，4月29日的波音客機事故，就是升力不足導致的典型失速事故。 二、失速離我們到底有多遠？ 對于那些還沒有從頻繁發(fā)生的戰(zhàn)斗機失速事故中驚醒的人們，近期發(fā)生的波音747失速事故不啻為一劑猛藥，我覺得這次事故來的太及時了，對于那些無視失速危險性的飛行員們，該是他們猛醒的時刻了。那些經(jīng)常在嘴邊掛著“怎么玩的，把飛機整失速了”的人，當他們因為無知而墮入失速事故時，已經(jīng)為時已晚了。與其如此，還不如讓我們真正了解失速到底離我們有多遠。 我想要告訴這些人的是：失速離我們很近，有時只差2度迎角，有時只有20公里/小時的速度差。而起飛著陸階段是我們離失速最近的危險時刻！ 其實，對于失速的茫然與忽視并不是飛行員天生的性格，在學習飛行的初期，當他們由于駕駛技術(shù)的生疏，不自覺的進入抖動、搖擺甚至下墜的時候，他們也曾對失速充滿恐懼。然而，飛行訓練培養(yǎng)了他們的飛行適應(yīng)性，他們知道什么時候飛機容易產(chǎn)生不穩(wěn)定甚至危險狀態(tài)，他們的飛行本能使他們不自覺地對這些危險進行了預防，這種本能我姑且稱之為“失速免疫能力”。但如果你因此認為自己對失速無所不知的時候，你離發(fā)生危險就為時不遠了。失速是如此的復雜，可能產(chǎn)生失速的時機和機理千變?nèi)f化，一個飛行員不可能在其職業(yè)生涯中遇到所有失速狀態(tài)，說的更直白些，你的“失速免疫力”還不足以使你抵御所有的失速，從而確保你一生的飛行安全。怎么辦？沒有別的辦法，唯一可行的是放棄對失速的僥幸心理和對技術(shù)的盲目自信，進一步加深對失速的研究，分析各種案例，保有那份對失速的恐懼和警惕，并真正搞清楚應(yīng)對各種失速的理論，掌握處置失速的飛行駕駛技術(shù)。 三、容易產(chǎn)生失速的幾種情況 對于失速的防范與應(yīng)對，并不是讓你無時無刻都處于一種高度緊張狀態(tài)，由無知而產(chǎn)生的緊張不僅于事無補，反而會導致更壞的結(jié)果。因此，了解容易產(chǎn)生失速的基本條件和時機非常重要。 低速機動：低速飛行時飛行員對于失速具有一定的警覺性，這種警覺是非常重要的，因為低速飛行階段，飛機機動能力弱，很容易產(chǎn)生由姿態(tài)改變而引發(fā)迎角的急劇增加。這一點其實很好理解，由于速度的減小導致向心力的不足，使得軌跡的改變不能跟隨姿態(tài)的變化，導致迎角的急劇增加，從而超越失速迎角引發(fā)失速。對于低速失速的防范和警覺，可以使我們有效地避免失速的發(fā)生，但有時由于飛行員專注于其他環(huán)境和飛機狀態(tài)的變化，會使他的這種警覺性降低，從而產(chǎn)生無意識的錯誤操控。因此，在低速飛行時飛行員要防止注意力高度集中、單打一，要時刻關(guān)注飛機迎角和狀態(tài)的變化，敏銳地感知飛機狀態(tài)的異常，一旦發(fā)現(xiàn)飛機由進入失速的趨勢，要及時終止機動。
危險天氣：危險天氣條件下的飛行，對飛行員的駕駛技術(shù)提出了更高的要求，側(cè)風、強對流、風切變等天氣情況，會使飛機的氣動力發(fā)生顯著的變化，這些變化從一定程度上影響了飛行員的操控，有些天氣條件下盡管能夠完成飛行，但需要特殊的技術(shù)，如大側(cè)風著陸，需要飛行員采用位置、航向、坡度的綜合修正，而且在著陸后迅速改變駕駛動作，對飛行員的駕駛技術(shù)提出了特殊的要求。由于不能勝任氣象條件，在操控上出現(xiàn)重大失誤，是引發(fā)的失速事故的一個重要原因。 弱動力飛行：動力不足是導致飛機失速的重要原因，一方面由于動力不足速度難以增加，飛機的機動能力較弱，容易產(chǎn)生由于操作失誤所引發(fā)的失速；另一方面，弱動力飛行時很容易產(chǎn)生速度的急劇衰減和能量的急劇損耗，在飛行員沒有察覺的情況下進入低速飛行狀態(tài)。為此，飛行員需要加強弱動力飛行的理論學習和模擬訓練，掌握弱動力飛行的特點： 1. 控制合理的飛行速度（殲擊機450公里/小時以上） 2. 了解弱動力飛行時機動飛行速度消失快的特點，柔和操控 3. 進場階段控制軌跡，而不是試圖改變飛機的下沉趨勢，避免不自主的拉桿，使飛機進入失速狀態(tài) 4. 沒有再次挽救的機會，確保操控的準確性，一次成功。 起降階段：飛機在起降階段，一方面處于低速飛行狀態(tài)，容易產(chǎn)生失速，另一方面由于放下了起落裝置，改變了飛機的構(gòu)型和氣動外形，使得飛機的操縱性和穩(wěn)定性降低，特別是在轉(zhuǎn)彎階段和離陸、降落階段，飛行員的操控頻繁復雜，容易產(chǎn)生狀態(tài)的突然變化，從而引發(fā)失速。 應(yīng)對的方法是確保飛機在安全的起降速度范圍內(nèi)飛行，合理利用技術(shù)修正側(cè)風和偏差，避免粗猛的操控動作。 另外在起降階段如遇到突發(fā)情況，確保安全是首要原則，要努力將故障控制在跑道上，如果飛機離陸則要迅速安全地控制飛機著陸，避免危機狀態(tài)下長時間在空中停留。
蘇-33在著艦中拉桿過猛，差點失速 人機耦合震蕩：從飛行控制的角度講，起降階段是操作頻繁復雜、操縱精度要求較高的“高增益”操縱階段，“高增益”操縱的一大特點是容易產(chǎn)生人機耦合，由此產(chǎn)生的震蕩會嚴重威脅飛行的安全。 預防人機耦合震蕩要求飛行員熟悉和適應(yīng)飛機和飛控系統(tǒng)操控特點，避免急劇、粗猛、下意識和反復無常的操控。一旦產(chǎn)生人機耦合震蕩，不要試圖消除每一次震蕩，而應(yīng)按照人機耦合的處置方法，以緩慢連續(xù)的單向操控加以克服。
在人機耦合震蕩中處理不當也會導致失速 非常規(guī)構(gòu)型：非常規(guī)構(gòu)型是指在飛機結(jié)構(gòu)、氣動外形和重量等方面，不同于常規(guī)狀態(tài)的飛機構(gòu)型。其中特別需要強調(diào)的是飛機重心、重量的特殊變化。 4月29日的波音747失速事故，很重要的原因就是飛機重載起飛。重載起飛、非正常重心起飛，飛機的操控特點與常規(guī)起飛完全不同，需要特殊的駕駛技術(shù)，沒有經(jīng)過特殊訓練的飛行員是難以勝任的，另外，這種特殊構(gòu)型下的起飛，對氣象條件要求也比較嚴，不能按照一般的起降條件進行掌握，在大風、強對流天氣下進行重載起飛是非常危險的。從4月29日的飛行事故現(xiàn)場看，當時機場處于強對流天氣，側(cè)風較大、氣流顛簸，這是引發(fā)事故的另一個重要原因。 四、失速的預防與應(yīng)對 就像我前面所描述的哪樣，我們對失速理論與駕駛技術(shù)的缺失比我們想象得要嚴重的多。失速的環(huán)境因素、飛機因素、人為因素和其他相關(guān)因素比我們想象得要復雜得多，預防與應(yīng)對失速并不是一件簡單的事情。 加強理論學習：失速理論教育不能僅停留在航理層面，飛行員在初始教育階段對這些理論已經(jīng)有了足夠的了解。我認為需要加強的是對失速案例的進一步分析，對所飛機種的失速相關(guān)理論的進一步了解，以及對失速處置技術(shù)理論的進一步深化。因為只有通過案例分析，才能使我們真正了解失速的易發(fā)性、復雜性和危險性，只有了解了所飛機種的失速特點，才能有針對性的進行失速防范和應(yīng)對。只有結(jié)合環(huán)境、條件、飛機和自身技術(shù)特點，才能真正掌握有效的處置失 模擬訓練：失速畢竟是一種平時飛行中難以遇到的特殊情況，對于失速的了解和應(yīng)對技術(shù)的掌握，想要靠實際飛行來提高是難以實現(xiàn)的。現(xiàn)代模擬技術(shù)對于各種特殊情況的模擬已經(jīng)達到了相當逼真的程度。通過模擬訓練，可以使飛行員通過反復訓練掌握失速特點和處置方法。 提高失速警覺性：失速的警覺性不是讓飛行員時時設(shè)防處處警覺，而是真正了解可能發(fā)生失速的時機，有針對性的提高對失速的防范意識。在容易產(chǎn)生失速的條件下，要保持高度的警覺和正確的操控。在處置突發(fā)的危險狀態(tài)時，要針對環(huán)境和飛機特點，采用正確的決策和方法。 正確地應(yīng)對：在處置失速險情時，很重要的一點是對危險的發(fā)展趨勢和可能結(jié)果有一個明確的判斷，我們說決策是處置的的關(guān)鍵，而飛行突發(fā)事件的處置，時間窗口和高度門檻是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，突發(fā)情況發(fā)生后，飛行員面對的是兩條時間相關(guān)曲線，一條是故障擴展曲線，失速的發(fā)展引發(fā)狀態(tài)的急劇惡化和高度的迅速損失；另一條是飛行員處置曲線，你的正確應(yīng)對不是可以無限期延續(xù)的過程，處置的時間窗口隨著高度的降低漸漸關(guān)閉。飛行員必須在高度門限到達和時間窗口關(guān)閉之前，使這兩條曲線盡快重合，完成危險的處置程序。 五：結(jié)語 飛行的風險畢竟是不以人們的意志為轉(zhuǎn)移的，對于失速理論的研究和應(yīng)對技術(shù)的提高，依然無法徹底避免失速事故的發(fā)生。從這個意義上講，我們對于失速理論的研究，對失速應(yīng)對技術(shù)的探索永無止境。 關(guān)于我們 轉(zhuǎn)載要求：作者一欄請寫“轉(zhuǎn)自航佳技術(shù)”，文章底部粘貼“航佳技術(shù)二維碼”，“閱讀原文”粘貼航佳原文地址。 投稿事宜：堅持原創(chuàng)，歡迎投稿！稿費？有！ 投稿郵箱：aeroit@aero-expert.com 微信講壇：歡迎您來航佳平臺開微信講堂，將有豐厚的課時費回報。 商務(wù)合作：韓先生微信：hanhm147624311 |
