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为什么飞机会失速,为什么会如此危险?

作者: 法比安·施密特

原则上,商用飞机不仅会坠毁,即使在低速下也是如此。它们的设计方式是,即使在每小时只有280公里的速度下,它们也已经有了升力。升力是由机翼的特殊形状引起的。机翼使空气向下偏转,从而向上产生自己的升力。

只要空气干净地流向机翼表面的后部,这就可以很好地工作。在尾翼区域中,会产生更大的空气量,从而产生负压,从而实际上将机翼向上拉动。

高迎角触发上机翼表面的涡流

但这仅在机翼与周围空气处于正确的迎角时才有效。如果角度变得太陡 (超过约15度),则机翼后端的流线将与机翼表面分开。产生涡流。这已经是第一个警告信号了。

如果飞行员不干预,情况会变得更糟。他需要向下推飞机的机头以减小迎角。这样,他避免了涡旋,可以确保升力。如果他不这样做,并且飞机在空中变得越来越陡峭,则会发生危险的失速,大约从18-20度的迎角开始。这意味着整个机翼上方的空气开始旋转。

机翼失去升力,从而失去整个功能。飞机向前倾斜并进入坠落。当飞机以曲线飞行时,失速也只能发生在一个机翼上。然后飞机开始旋转,像石头一样坠落。只有在非常高的高度,经验丰富的飞行员才能成功地重新控制这种坠落的飞机。

速度也起到了作用

尤其是在攀爬时,这种情况几乎总是以撞车告终。在飞行的这一阶段,商用飞机最常发生事故。飞机飞行越慢,攻角就必须越高,才能使飞机具有足够的升力。如果未达到必要的失速速度,则会发生失速。

起飞后不久,飞机需要相当大的推力才能同时提高其速度并获得高度。如果在爬升过程中推力减小,这不可避免地会导致相当大的速度损失。

飞行员应该依靠哪个传感器?

无论如何,重要的是飞行员要知道他们的速度和机翼的迎角。如果显示此数据的传感器有缺陷,飞行员必须切换到备用传感器。但是,他们还必须能够识别两个传感器中的哪一个是错误的。如果他们现在依靠有缺陷的传感器,这很快就会导致灾难。

在最近几十年的三起飞行事故中,使用所谓的皮托管进行错误的速度测量是造成坠机的原因: Birgenair 301号班机在多明尼加共和国的爬升过程中1996年坠毁。灰尘可能已经积聚在测速管中。在同年的Aeroperu 603航班坠毁中发现了非常相似的原因。那里只有管子不脏,而是用胶带绑起来以防万一。问题是,在开始之前没有人删除磁带。

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在这两种情况下,皮托管都向飞行员发出了太高的速度信号。在Birgenair飞行的情况下,飞行员试图通过拉起飞机的机头来抵消这一点-这是一个毁灭性的错误。飞行员忽略了来自第二个传感器的正确数据以及有关即将发生的失速的警告信号,因为他可能被错误的速度信息所迷惑和不知所措。

在Aeroperu飞行期间,机组人员能够启动着陆机动。在着陆尝试期间,它失速了,然后坠毁了。

在法国航空447航班2009年期间,皮托管可能结冰了。但是,这里的飞机已经处于巡航高度。当自动驾驶仪关闭时,飞行员可能会因飞机的突然倾斜而分心,并试图通过将飞机拉得太陡来使飞机重新受到控制。因此,他们还造成了失速,导致大西洋上空坠毁。

机器人真的是解决方案吗?

飞机制造商正试图通过两种方式来应对已知的危险: 一方面,飞行员经过专门培训,可以应对来自传感器的错误测量数据,并在混乱和可能恐慌的情况下正确解释它们。

另一方面,当压力大的飞行员做出错误的决定时,技术应该改进并进行干预。波音公司为737 Max机型推出了 “机动特性增强系统” (MCAS),该系统可以检测关键飞行情况,并在即将发生的失速情况下进行干预,但仅在自动驾驶仪关闭时才进行干预。例如,在上升过程中起飞后不久,也可能是这种情况,但当传感器提供不可靠的测量数据时,就像法航的航班一样。

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但是,MCAS系统与2018年10月的狮子航空610航班坠毁有关。这里显然不是皮托管有故障,而是确定机翼迎角的传感器。两个传感器相互偏离最多20度。在关键爬升阶段起飞后不久,也发生了此事故。

尽管调查尚未完成,但有迹象表明,MCAS一次又一次地尝试在坠机前开始下降,而飞行员则尝试了26次再次抬起飞机的机头。

同样在2019年3月10日的埃塞俄比亚航空302航班坠毁中,至少有与MCAS系统连接的迹象。飞行监视服务 “Flightradar 24” 记录 “不稳定的垂直速度”。这可能意味着飞行员和机器人可能相互对抗。但是,当找到并评估飞行记录仪时,最早会很清楚。

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