大部分飛機可以緩慢下降,少部分飛機會快速滑落;翅膀大的飛機在所有引擎都發(fā)生故障時可以緩慢下降高度,翅膀小的飛機就會快速滑落了(上圖為發(fā)動機吸鳥故障后無動力滑翔迫降的殲-15艦載戰(zhàn)斗機)。為什么客機快速上升后,過段時間又緩慢爬升,但民航飛機在降落機輪觸地前也依然會保持在200km/h以上的速度,必須要在飛機失速的臨界速度以上飛行,否則就會發(fā)生事故。
1、如果飛機所有引擎都發(fā)生故障,飛機會快速滑落,還是緩慢下降?
大部分飛機可以緩慢下降,少部分飛機會快速滑落;翅膀大的飛機在所有引擎都發(fā)生故障時可以緩慢下降高度,翅膀小的飛機就會快速滑落了(上圖為發(fā)動機吸鳥故障后無動力滑翔迫降的殲-15艦載戰(zhàn)斗機)。歡迎關(guān)注兵器知識譜,在解答這個問題之前我們可以做這樣一個實驗:用紙折疊一架紙飛機拋向空中,在這個實驗中我們可以觀察到紙飛機會在空中飛行一段時間,最后緩緩落地。
紙飛機能在無動力的情況下緩慢下降飛行高度的原因是:紙質(zhì)機翼通過劃動空氣時獲得一定的升力,減緩了下降速度,這就是空氣動力學,現(xiàn)實中的飛機在引擎的推動下向前高速運動,當速度足夠快時,機翼滑動空氣的速度也就越快,機翼獲得的升力就越大,就能托起飛機升空飛行了。也可以理解為飛機的機翼面積越大,越能快速獲得升空所需的升力,這也是許多大飛機的機翼長度往往超過飛機總長的原因,
下圖為高空飛行中的B-52Z戰(zhàn)略轟炸機,它的翼展長度超過了機身長度,翼展面積更是遠遠大于機身平面,像這樣有著巨大翅膀的飛機在引擎全部故障時就可以滑翔飛行,緩慢下降了。因為機翼不宜造得太寬,如果太寬就會造成飛行阻力過大,只能以增加長度的方式來增加機翼面積,俗稱“翼展面積”,以美制B-52轟炸機為例:該型轟炸機的機身總長為48.5米,機翼長度卻達到了56.4米(翼展長度),比機身總長多出7.9米,翼展面積為370平方米。
這樣的飛機在所有引擎都發(fā)生故障的情況下,機翼也能產(chǎn)生一定的升力,依靠這股升力,飛機就能以滑翔的形式緩慢下降高度,如果機翼過于短小,在引擎正常工作時能起到降低飛行阻力的作用,但是一旦所有的引擎都發(fā)生故障時就糟糕了——由于翼展面積過小,滑翔時機翼獲得的升力非常小,飛機就會快速滑落,連迫降的機會都沒有。比如說美制F-104戰(zhàn)斗機,它的機身總長為16.6米,機翼長度(翼展長度)僅為6.6米,是世界上翅膀最短小的噴氣式戰(zhàn)斗機,
短小的機翼使得該型戰(zhàn)斗機的飛行機動性極佳,但是也因此付出了代價——機翼升力過小。下圖為美制F-104戰(zhàn)斗機,它的機翼十分短小,翼展和翼展面積過小的后果就是當引擎發(fā)生故障時沒有滑翔飛行、緩慢下降的機會,飛機會以近乎于自由落體式的栽向地面,老美的格言是:只要動力足,板磚也能飛上天!該型戰(zhàn)斗機采用通用動力公司的J-79發(fā)動機,在巨大的推力下,短小的機翼也能為飛機提供足夠的升力。
可是一旦引擎發(fā)生故障,在沒有強大推力驅(qū)動下的F-104就麻煩了,由于短小的機翼升力極速下降,在動能耗盡以后就會像題主所說的那樣快速滑落,當飛行高度較低時,飛行員甚至連跳傘的機會都沒有,因此該型戰(zhàn)斗機得到了一個非常難聽的綽號——黑寡婦制造者,從這個綽號中不難看出美軍飛行員對它的厭惡程度。至此以后,世界各國在設(shè)計飛機時都深刻吸取了F-104戰(zhàn)斗機的經(jīng)驗,滑翔飛行性能成為所有飛機設(shè)計師重點考慮的設(shè)計因素之一,
比如說咱們國家的殲-10戰(zhàn)斗機,做為一款新型國產(chǎn)第三代戰(zhàn)斗機,它的滑翔飛行性能十分完美,在數(shù)次發(fā)動機空中停車事故中都能依靠無動力滑翔成功迫降。這就是我們說飛機在引擎全部故障的翅膀大的可以緩慢下降,翅膀小的就會快速滑落的依據(jù),不論飛機的性能如何眼花繚亂,翅膀大小設(shè)計得不夠合理是不行的,下圖為高速爬升中的殲-10戰(zhàn)斗機,雖然它的翼展只有9米多,但是翼展面積卻達到了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。