日前,俄羅斯一架載有逾200人的客機墜毀,有人認為可能是因為技術故障。而不久前,伊朗一架載有426名乘客的波音747型客機在飛行時,客機3號發動機部分脫落并砸壞了機身。所幸的是,客機立即返航安全迫降于機場,并未造成人員傷亡。那么,少了一個發動機,客機還能繼續飛行嗎?
多種氣動布局的優化 氣動布局對商業客機而言,重要性相當于先天條件,如果氣動從一開始就設計錯誤,或者存在安全隱患,抑或影響經濟性,那么這款客機的壽命也不會長久。第一代噴氣式客機基本采用了翼根式發動機布局,把動力系統安裝在機身與機翼的結合部位。這樣設計的優勢在于風阻較小,在發動機推力還不給力的年代,有利于增強飛行員對客機的控制能力。發動機距離客機重心較近,也能在一側發動機失效的情況下,減小推力分配的不平衡性,這對商業客機安全性而言是非常重要的。
除了翼根式外,還有機尾式發動機布局,將發動機安裝在機尾兩側。比較經典的有麥道-80/90系列,蘇聯的圖-154客機等。如今也有現代客機使用這樣的布局,比如我國的ARJ-21、加拿大龐巴迪CRJ系列等,區別在于后者屬于支線客機。對于干線客機而言,最優的方案仍然是翼下吊掛式發動機。波音737之所以能風靡半個世紀,是因為它一入門就選對了氣動。吊掛式可減輕翼根位置的結構壓力,在先進的飛控介入下,單發推力不平衡的問題可以解決。
單發狀態下的延程飛行 使用兩臺以上發動機的商業客機,如果其中一臺出現故障,就可以使用另一臺繼續飛行。在巡航階段中出現單發停車的故障并不罕見,飛行員能夠利用一臺發動機找到最近的機場降落。2014年11月,南航CZ3739航班就遭遇一側發動機起火冒煙,單發著陸的事件;海航HU7606航班在2011年也遇到單發失效。對于巡航狀態的雙發或四發發動機,單發失效仍然有很大的概率安全降落,但是若處置不當,也可能造成嚴重后果。單發飛行也被適用于起飛狀態,波音最新型號的波音787-9,在試飛時就進行了全面的單發起飛驗證。飛行員在起飛過程中關掉一臺發動機模擬故障發生,787-9立刻出現推力不平衡現象,機身往一側偏離,此時飛行員可通過垂直方向舵和襟翼的配合使用,讓機身保持穩定并起飛。
為了保證雙發客機的安全性,國際民航組織提出,當雙發客機發生一臺發動機故障時,客機能夠利用剩余一臺發動機繼續工作,并且抵達最近的備降機場,這個能力也被稱為延程飛行。延程飛行主要針對的是越洋航班,畢竟海洋上飛行備降機場很少,如果執飛客機沒有延程飛行能力,那么就要把航線沿著海岸線來飛。隨著商業客機發動機技術的進步,空中停車故障率也大幅度下降,延程飛行被逐步放寬到180分鐘以上,這意味著最近的備降機場可能距離你2000千米以上。對航空公司而言是個利好消息,可以開拓更多的洲際越洋航線。
雙發失效仍可能迫降 當雙發客機兩臺發動機全部失效時,只能通過滑翔降落。此時經過優化的氣動就幫上大忙了,如果風阻較小,那么滑翔距離肯定更遠,這就為迫降贏得了更多的時間。
1983年加拿大航空公司波音767執飛的143航班就遭遇雙發空中停車。由于對載油量的計算失誤,導致這架767在飛行中途把燃油用光了。發動機全部停車后,大部分儀表盤也一片空白。幸運的是,這位機長是一位滑翔機飛行員,而且經驗豐富,在一邊掉高度的情況下估算出了可能的滑翔距離。不幸的是,767仍然無法滑翔到迫降機場。
奇跡再次出現,副駕駛曾經是加拿大皇家空軍飛行員,知道附近有個被關閉的空軍基地。他當時不知道的是,這條跑道被改成了卡丁車賽道,于是143航班就這么一路滑翔完成迫降。(羅輯)