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2019-03-08 17:06 发短消息 显示全部楼层

[武器装备] 看不见的气流分离


看不见的气流分离

在所有的失速、螺旋飞行事故中,大约有80%的事故是在飞机还没有进入螺旋时已经发生了。而所有这些飞行灾难都是由小小的“气流分离”引起的。

在航空科技发展的早期,当人们认识到失速、螺旋对飞行安全的危害时,就开始了充满风险的探索,失速、螺旋试飞是试飞领域中风险性最大的课目。然而,人类要真正了解失速、螺旋发生的机理,还需要从研究气流入手,进入上世纪50年代后,随着现代科技的发展和人们对空气动力学认识的加深,对飞机表面气流的研究进入和实质性的阶段。

研究气流最直观的方法是“烟风洞”,通过试验我们可以清楚地看到随着迎角的变化,气流分离的逐渐产生与发展,而气流的变化将对飞机的气动性能和飞行品质产生深远的影响。然而,归根结底还是要通过飞行试验才能真正了解真实大气环境下气流分离的情况,这就是飞机附面层研究性试飞。

1994年的夏天,在俄罗斯试飞院发生了一起严重的飞行事故,一架飞机碰伤,一架飞机坠毁,而坠毁的TU-134运输机执行的就是拍摄飞机附面层气流分离的试飞任务,为了更近距离的观测逆火式轰炸机机翼下表面的气流分离情况,TU-134和逆火飞机的距离不经意间慢慢接近,最终酿成了飞机坠毁多名试验人员牺牲的惨剧,空气动力学试验研究的艰辛可见一斑。

1998年底,我有幸参加了我们国家第一次真正意义上的飞机附面层研究性试飞,试飞的风险性巨大,每一次试飞都做好了失速、螺旋的准备,因为试飞的目的就是要使飞机进入气流分离状态,通过摄像了解机翼表面气流分离的情况。试飞中我真正领教了气流分离离的严酷场面,飞机剧烈的抖动和变态,迅速下降了3000多米。

与试飞的风险相比,实际飞行中进入失速、螺旋的风险更大,尤其是在低高度作战训练和起飞着陆阶段,一次强烈的气流分离往往意味着飞行事故的发生。失速螺旋的危险性在于,飞行员也许了解气流分离的基本原理,但在实际的飞行中你却看不见气流分离的存在。当然,飞行员对于气流分离并不是无能为力的,对于一架特定的飞机而言,气流分离产生的时机和状态是可以通过学习了解掌握的,气流分离也是有预兆并可以被飞行员感受的,真正可怕的不是气流分离本身,而是飞行员对于气流分离理论的无知。

许多飞行员知道升力与重力的关系,还有失速速度与飞行过载的关系,这些理论解释了飞机在稳态飞行中的飞行品质和特征,然而,真实的飞行往往是动态的,尤其是在机动飞行中各种因素的变化都有可能使飞机进入气流分离,而气流分离的直接后果就是速度的急剧消失和迎角的继续增加,飞机有可能在一瞬间由可控状态进入不可控状态,事故也就不可避免。

非常不幸的是许多飞行员只有经历了风险过后才知道气流分离的严峻后果,与其如此,还不如我们通过学习,真正搞懂气流分离的原理知识,以及防止和处置气流分离的方法,这样安全就掌握在我们自己手里了。




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