大部分飛機(jī)可以緩慢下降,少部分飛機(jī)會(huì)快速滑落;翅膀大的飛機(jī)在所有引擎都發(fā)生故障時(shí)可以緩慢下降高度,翅膀小的飛機(jī)就會(huì)快速滑落了(上圖為發(fā)動(dòng)機(jī)吸鳥(niǎo)故障后無(wú)動(dòng)力滑翔迫降的殲-15艦載戰(zhàn)斗機(jī))。為什么客機(jī)快速上升后,過(guò)段時(shí)間又緩慢爬升,但民航飛機(jī)在降落機(jī)輪觸地前也依然會(huì)保持在200km/h以上的速度,必須要在飛機(jī)失速的臨界速度以上飛行,否則就會(huì)發(fā)生事故。
1、如果飛機(jī)所有引擎都發(fā)生故障,飛機(jī)會(huì)快速滑落,還是緩慢下降?
大部分飛機(jī)可以緩慢下降,少部分飛機(jī)會(huì)快速滑落;翅膀大的飛機(jī)在所有引擎都發(fā)生故障時(shí)可以緩慢下降高度,翅膀小的飛機(jī)就會(huì)快速滑落了(上圖為發(fā)動(dòng)機(jī)吸鳥(niǎo)故障后無(wú)動(dòng)力滑翔迫降的殲-15艦載戰(zhàn)斗機(jī))。歡迎關(guān)注兵器知識(shí)譜,在解答這個(gè)問(wèn)題之前我們可以做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):用紙折疊一架紙飛機(jī)拋向空中,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們可以觀察到紙飛機(jī)會(huì)在空中飛行一段時(shí)間,最后緩緩落地。
紙飛機(jī)能在無(wú)動(dòng)力的情況下緩慢下降飛行高度的原因是:紙質(zhì)機(jī)翼通過(guò)劃動(dòng)空氣時(shí)獲得一定的升力,減緩了下降速度,這就是空氣動(dòng)力學(xué),現(xiàn)實(shí)中的飛機(jī)在引擎的推動(dòng)下向前高速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度足夠快時(shí),機(jī)翼滑動(dòng)空氣的速度也就越快,機(jī)翼獲得的升力就越大,就能托起飛機(jī)升空飛行了。也可以理解為飛機(jī)的機(jī)翼面積越大,越能快速獲得升空所需的升力,這也是許多大飛機(jī)的機(jī)翼長(zhǎng)度往往超過(guò)飛機(jī)總長(zhǎng)的原因,
下圖為高空飛行中的B-52Z戰(zhàn)略轟炸機(jī),它的翼展長(zhǎng)度超過(guò)了機(jī)身長(zhǎng)度,翼展面積更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)身平面,像這樣有著巨大翅膀的飛機(jī)在引擎全部故障時(shí)就可以滑翔飛行,緩慢下降了。因?yàn)闄C(jī)翼不宜造得太寬,如果太寬就會(huì)造成飛行阻力過(guò)大,只能以增加長(zhǎng)度的方式來(lái)增加機(jī)翼面積,俗稱“翼展面積”,以美制B-52轟炸機(jī)為例:該型轟炸機(jī)的機(jī)身總長(zhǎng)為48.5米,機(jī)翼長(zhǎng)度卻達(dá)到了56.4米(翼展長(zhǎng)度),比機(jī)身總長(zhǎng)多出7.9米,翼展面積為370平方米。
這樣的飛機(jī)在所有引擎都發(fā)生故障的情況下,機(jī)翼也能產(chǎn)生一定的升力,依靠這股升力,飛機(jī)就能以滑翔的形式緩慢下降高度,如果機(jī)翼過(guò)于短小,在引擎正常工作時(shí)能起到降低飛行阻力的作用,但是一旦所有的引擎都發(fā)生故障時(shí)就糟糕了——由于翼展面積過(guò)小,滑翔時(shí)機(jī)翼獲得的升力非常小,飛機(jī)就會(huì)快速滑落,連迫降的機(jī)會(huì)都沒(méi)有。比如說(shuō)美制F-104戰(zhàn)斗機(jī),它的機(jī)身總長(zhǎng)為16.6米,機(jī)翼長(zhǎng)度(翼展長(zhǎng)度)僅為6.6米,是世界上翅膀最短小的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī),
短小的機(jī)翼使得該型戰(zhàn)斗機(jī)的飛行機(jī)動(dòng)性極佳,但是也因此付出了代價(jià)——機(jī)翼升力過(guò)小。下圖為美制F-104戰(zhàn)斗機(jī),它的機(jī)翼十分短小,翼展和翼展面積過(guò)小的后果就是當(dāng)引擎發(fā)生故障時(shí)沒(méi)有滑翔飛行、緩慢下降的機(jī)會(huì),飛機(jī)會(huì)以近乎于自由落體式的栽向地面,老美的格言是:只要?jiǎng)恿ψ悖宕u也能飛上天!該型戰(zhàn)斗機(jī)采用通用動(dòng)力公司的J-79發(fā)動(dòng)機(jī),在巨大的推力下,短小的機(jī)翼也能為飛機(jī)提供足夠的升力。
可是一旦引擎發(fā)生故障,在沒(méi)有強(qiáng)大推力驅(qū)動(dòng)下的F-104就麻煩了,由于短小的機(jī)翼升力極速下降,在動(dòng)能耗盡以后就會(huì)像題主所說(shuō)的那樣快速滑落,當(dāng)飛行高度較低時(shí),飛行員甚至連跳傘的機(jī)會(huì)都沒(méi)有,因此該型戰(zhàn)斗機(jī)得到了一個(gè)非常難聽(tīng)的綽號(hào)——黑寡婦制造者,從這個(gè)綽號(hào)中不難看出美軍飛行員對(duì)它的厭惡程度。至此以后,世界各國(guó)在設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)都深刻吸取了F-104戰(zhàn)斗機(jī)的經(jīng)驗(yàn),滑翔飛行性能成為所有飛機(jī)設(shè)計(jì)師重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)因素之一,
比如說(shuō)咱們國(guó)家的殲-10戰(zhàn)斗機(jī),做為一款新型國(guó)產(chǎn)第三代戰(zhàn)斗機(jī),它的滑翔飛行性能十分完美,在數(shù)次發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車事故中都能依靠無(wú)動(dòng)力滑翔成功迫降。這就是我們說(shuō)飛機(jī)在引擎全部故障的翅膀大的可以緩慢下降,翅膀小的就會(huì)快速滑落的依據(jù),不論飛機(jī)的性能如何眼花繚亂,翅膀大小設(shè)計(jì)得不夠合理是不行的,下圖為高速爬升中的殲-10戰(zhàn)斗機(jī),雖然它的翼展只有9米多,但是翼展面積卻達(dá)到了33.1平方米,是典型的大翅膀,再加上鴨翼的翼展面積,整體升力系數(shù)是很高的,所以即便引擎發(fā)生故障也能緩慢下降飛行。