03.02 擁有對稱發動機的飛機一側發動機壞了後,飛機還能平穩飛行嗎?

海日冬晴


問題中所說的擁有對稱發動機的飛機,可能是指雙發或者四發甚至更多偶數發動機的飛機,這種飛機在民航和運輸機中非常常見,比如採用翼吊或者翼根發動機的民航飛機和運輸機。

實際上,由於發動機佈置在飛機兩側,一側發動機壞了之後,的確會出現單發推力分配不均衡的情況,這是因為發動機與飛機重心和升力中心之間存在力矩造成的,一般來說,像轟-6這樣的翼根佈置發動機的力矩更小一些,翼吊式發動機更大一些。那麼具體而言,單發推力分配不均對飛機飛行有什麼影響呢?舉個例子,如果是說翼吊式雙發飛機比如民航客機波音737,假如左發失效,右發正常工作,則在力矩影響下,飛機會向航向方向的右側水平偏轉,從而導致飛機出現坡度,與偏轉氣動舵面的效果是類似的。因此飛行員完全可以調整氣動舵面比如掌管航向穩定性的垂直安定面上的舵面,採用反向操縱的辦法來平衡這一力矩,使得飛機正常飛行。這樣一來,飛機仍能平穩正常飛行。而對於一些採用了電傳飛控系統的飛機,比如說雙發戰鬥機或者空中客車A320民航客機而言,這就更簡單了,因為不用飛行員自己動手,電傳飛控系統自己就能通過自主計算和調整,綜合控制飛機舵面來進行調整,保證單髮狀態下仍能正常飛行。

當然,單發飛行肯定是不正常狀態,這個時候的飛機已經出現了問題,如果另外一臺發動機此時也不湊巧的出了問題,那就會造成嚴重事故,因此單發飛行之後,飛行員在平穩操縱飛機的前提下,要做的只有一件事,那就是儘快尋找機場想方設法降落。

飛行中有很多特殊情況,因此不能保證單發出現在什麼時間和地點,也不能保證飛機離備降機場遠還是近,因此為了儘可能保障單發飛機安全降落,民航飛機有一個重要的能力,這就是雙發延程飛行能力要求ETOPS,具體含義是當雙發飛機的一臺發動機或主要系統發生故障時,要求飛機能在剩餘一臺發動機工作的情況下,在規定時間內飛抵最近的備降機場。目前世界上經民航適航取證的民航客機,都具備180分鐘的雙發延程飛行能力,其中最牛的是新型的A350XWB客機,獲得了歐空局370分鐘的雙發延程飛行能力驗證許可。

雙發的軍機沒有雙發延程飛行許可,但不要緊,早在軍機研製過程當中的試飛科目中,就有單發失效甚至雙發失效的空中特情處理科目,每一型雙發戰鬥機過不了這個關,是沒有辦法定型裝備的。因此雙發軍機尤其是戰鬥機,哪怕單發失效,用另一臺發動機也完全能夠順利降落,這是沒問題的。


兵工科技


可以的,飛機設計時就考慮過這個問題。

當一臺發動機空中停車後,另一臺發動機也能保證飛機安全降落。飛行員也會實施專門的操作程序,單發飄降程序。航空公司也有安排在高原機場實施飄降和釋壓等試驗性飛行。

關於單發為何還能平穩飛行,我認為是在空中時飛機可以宏觀的看做是一個點,這時通過調整機翼形態,來使飛機兩側的阻力一致。單臺發動機工作時,飛機速度不高,飛機受到的只是風的阻力,阻力不大易於平衡,如果在地面只有一臺發動機,由於輪子收到的阻力大,就不是那麼好平衡的了。

同時也要利用機翼的空氣性能,實現飛機的飄降。甚至曾經有飛機創造過奇蹟,實現過客機無推力降落,不過這種奇蹟很難複製。


只有相思


現代客機都擁有對稱式發動機結構,而它們在研發時就會考慮到單發失效的情況。單發失效會對飛行造成影響,但不會直接導致空難,除非飛行員又關錯了一個發動機,例如復興航空235號航班空難。國際民航組織還專門為之制定了雙發動機延程飛行(ETOPS)規則,現在空客最新的A350-900可以在單發失效下安全飛行370分鐘!

圖、A350滿足370分鐘 ETOPS飛行

單發失效會對飛機性能造成較大影響,巡航速度起碼減少30%。飛機發動機停車後會直接增大飛機阻力系數,一個是風力阻力,一個是為了防止飛機滾轉和偏轉,需要操縱飛機副翼和方向舵,也就是偏航阻力。最危險的階段是起飛階段,單發失效後,飛行員需要在飛機達到決斷速度V1前決策到底起飛還是放棄,其次是爬升階段和巡航階段。

圖、正是ETOPS讓雙發機也有飛越太平洋的可能

國際民航管理機構為了保障雙發民航飛機安全,提出當雙發飛機中,單發失效時要保障可工作的發動機在規定時間內飛抵最近的機場。例如“180分鐘ETOPS”標識飛機在單發失效的前提下,飛往備降機場所規定的時間不能超過180分鐘。這項規則尤其在跨洋飛行中顯得非常必要,那裡的備降機場更稀少。大家也不要過度擔心,現代航空動機的可靠性很高,在空中的停車率小於0.01次/1000小時。

圖、 ETOPS極大釋放了大型雙發客機的活動範圍

雖然雙發動機延程飛行保障了飛行的最低限安全,但是單發失效還是讓飛行充滿了風險,尤其是壓力下飛行員的錯誤操作也會增加。單發失效後飛機可用推力減少,出現的附加阻力也會讓飛機極曲線向右推移,此時飛行員需要儘快做出決策,儘快降落在地面上是上上策。


航空之家


這個問題我試著回答一下,擁有對稱發動機的飛機一臺發動機失效,是否能夠保存平穩飛行要分兩種情況。

第一,雙發發動機飛機,這樣的飛機有很多,也是當下比較流行的設計。如果其中一臺發動機停車,這是一個十分麻煩的事。由於一臺發動機工作,會使飛機左右受力不均衡,發生劇烈偏航現象。駕駛員只能保證飛機不失速的情況下儘量減小發動機推力。用方向舵來儘量糾正偏航現象,這個過程是很累的。單發發動機即使維持最低空速不失速,但是發動機輸出功率也是很大的,所以要儘快找最近機場著陸。近進過程中,哪側發動機失效就順著那一側切入下滑道,這有點像強側風進場。

第二,四發發動機飛機。這種飛機要比雙發容易的多,幾號發動機壞了就把相對應的那臺發動機關掉。這種飛機在設計之初就考慮到了這個問題,兩臺發動機還可以維持飛機正常飛行的最低空速要求。雖然時間上比雙發發動機的飛機充裕一點,但是也不能長距離飛行。如果再壞掉一臺,一臺發動機很難維持四發發動機飛機的飛行速度。


雨默天邊


當然可以,現在大部分民航客機的發動機都是雙發或4發(越來越少了)對稱佈置的,不光是在巡航狀態,大部分雙發民航客機在手冊上都很明確的寫明,即使是在起飛時,超過決斷速度後單發失效時也不是立即剎車停機或用其它方法中斷起飛,而是繼續起飛。可見,一側的發動機失效並不代表飛機就失去動力了,不僅能平穩飛行,還能繼續起飛。

在巡航飛行中一側發動機失效,對於使用雙發民航飛機的航空公司和駕駛員都是經常會在模擬機上進行模擬訓練的常見特情。對於飛機本身來說,隨著航空科技的不斷進步,噴氣式發動機的可靠性非常良好,所以現在常見的雙發客機,比如空中客車的A330,A350,波音的B777,B787等都具備ETOPS能力,就是延程運行能力。概念是國際民航管理機構專門為了保證雙發飛機安全飛行而提出的一項特別的要求,指飛機的運行航路上有一點到合適機場的距離超過單發巡航速度狀態下60分鐘飛行(以雙發渦輪為動力的飛機)或超過一臺發動機失效狀態下180 分鐘飛行(以兩臺以上渦輪發動機為動力的客機)的運行。在確定航程時,假設飛機在標準條件下靜止大氣中以經批准的一臺發動機不工作時的巡航速度飛行,在規定時間內飛抵最近的備降機場(改航機場diversion airport)。這就是通常所說的ETOPS要求。ETOPS能力越強,意味著航空公司可以利用雙發飛機開闢更多的直飛跨洋航線。ETOPS的目的是提供高水平的安全性,便於雙發飛機不受先前的限制。

所以大家可以注意到,現在執行洲際航線的大多是雙發民航客機了,比如前述空中客車和波音的那幾種。多發客機,比如空客A340,波音B747都在逐漸退出市場運行,而最大的空中客車A380訂貨量也遠遠達不到預期,再接不到訂單就會瀕臨停產。這其中原因就是因為雙發客機強大的ETOPS能力有很大關係,雙發客機無論從定價還是運行費用,可能是比多發客機要低。

當然,即使有很強的ETOPS能力,單發失效後還是應該儘快找有條件的機場備降,而不是沒事一樣沒事繼續飛。2014年11月珠海飛往北京的南航CZ3739航班因鳥撞一側發動機起火,機長沉著應對,沉穩淡然地安慰大家:“本人經過嚴格的訓練,有能力控制好狀況,有能力將大家安全送到陸地上。”,10分鐘後該機平安備降在廣州白雲機場,就是對前文很好的例子。


航空君


其實這個問題提的略有點含糊,這個擁有對稱發動機的飛機指的究竟是什麼飛機呢?民用飛機還是軍用飛機?如果是軍用飛機,是運輸機還是作戰飛機?是轟炸機還是戰鬥機?另外,對於四發和四發以上的飛機,一側發動機壞了指的是一側的發動機全壞了,還是一側的發動機有損壞?

不過,雖然題目沒說清楚,但好在不管是什麼飛機,答案都是一樣的:一側的發動機壞了以後,飛機還是能基本穩定的飛行的。

一側發動機壞了以後對飛行造成的最大影響就是推力不平衡,甚至只有一側的推力。對於現代噴氣式戰鬥機、攻擊機這種即使用雙發,也是佈置在一起的飛機來說,一側發動機壞了造成的推力偏移其實並不算太大,在飛行控制上稍微注意一點就沒什麼問題,甚至現代的飛控軟件都會對這種單發工作的情況做好設定。事實上,美國海軍對年來一直要求艦載機必須是雙發,就是出於可靠性的考慮——即使一個發動機壞了,靠另一個發動機仍然能讓飛機正常返航和降落。由此可以看出,這種佈局形式的飛機,一側發動機壞了沒什麼問題。類似的情況還有比較古老的“三叉戟”或者伊爾-62這種把發動機集中佈置在尾部的客機。

而常見客機或者運輸機則一般是把多發動機對稱佈置在兩側機翼下。這種情況下,一側發動機損壞後,推力的不平衡造成的飛機偏航力矩就會比較大,但現代飛機在設計時同樣也會考慮這種情況的出現,也會在日常訓練中有意識地訓練飛行員如何處理這種情況。一般情況下,遇到這種情況,飛行員會在保證飛機不失速的情況下減小發動機推力,然後用方向舵來糾正偏航現象。二戰中,美國的四發轟炸機(如B-17、B-24)曾經發生過多次一臺發動機損壞,但仍順利返航的情況,甚至一側兩臺發動機全部損壞正常返航的也有不少。最神奇的是曾經有一架B-17整個一側機翼都被打掉了,但仍然驚險地返回了基地。

不過,儘管一側發動機損壞後飛機仍然能飛行,但最穩妥也最標準的做法還是就近找個機場降落下來,這才安全。


聯合防務


首先,飛機根據翼展不同分為大.中,小型飛機,一般大型飛機都是四發,中小型客機都是雙發,四發的飛機不太可能同側兩臺發動機都故障,這是及其小概率的事情,雙發的飛機一臺發動機壞了一邊的機翼就會失去動力。所以題主問題的核心應該是發動機故障導致飛機失去平衡後,飛機是否能平穩飛行。

接下來說飛機動力不平衡是否會平穩飛行?這就要結合飛機的操控和升力公式來說了,簡單來說,飛機能飛在空中,是因為有升力,升力的幾個必要條件是1.飛機有速度2.機翼和空氣來流有接觸面3.空氣有密度,這三個條件與升力成正比,所以飛機發動機失效時,只要還有發動機提供速度,就能有升力,就算沒有發動機工作了,飛機可以利用風速風向,順風可以提供速度,下高度飛行也可提供速度,只要不爬升和逆風飛的作死行為,就還有生還的希望!從操控上來說,動力不平衡了,可以通過方向舵和副翼來調整飛行姿態和軌跡,讓飛機不飛偏。

再者,我國的機場已經遍佈全國各地,除非在廣袤的西北地區,航線上的民用機場,通航機場足夠提供飛機的緊急降落服務,我們各地的航空管制部門會在收到特情報告的第一時間啟動應急備案,協調其他高度層飛機進行避讓,優先指揮特情飛機就近降落。


美兔兔


可以,這是肯定的回答!J10是一款設計獨特的單發戰鬥機,空軍飛行員在發動機發生故障停車的情況下,安全降落,飛機只是受了一點“輕傷”。雙發飛機在設計之初單發失效,發生故障確保飛行正常,單發驗證試飛是雙發飛機的必選考核項目之一。單發試飛驗證而且是在起飛階段進行,飛機離開跑道瞬間人為的關車一側發動機,靠一臺發動機完成起飛,爬升過程,然後正常單發飛行,降落!現代軍機,民機甚至於裝備自動油門調整系統,雙發飛機一旦一側發動機出現故障,另外一臺發動機會自動增加功率到最大,保證單發飛行能力!四發機型就更不用說了,波音757波音777都發生過一臺發動機巡航中停車事故,靠一臺發動機正常飛行到目的地機場才降落。所以說,雙發飛機,一臺發動機出現故障,飛機是回安全的飛行和降落的,一個月內國外已經發生兩起雙發客機一側發動機發生嚴重故障的新聞報道了,事實證明,飛機一側發生問題,飛機可以平穩飛行的!


孔乙己亂彈


應該說這是雙發飛機,特別是雙發客機的緊急狀態。飛行員需要加大一側正常工作的發動機推力,以確保飛機速度不過快下降,另一方面要打開apu輔助動力系統,同時需要加大方向舵的舵偏角度以平衡由於一側發動機故障導致的偏航力矩,還會結合空中實際情況調節左右翼上的副翼,以配合方向舵調整舵偏航向角。


老鷹航空


這個問題問的很模糊,沒有說是軍機還是民機,那我們就假如這是一架波音737-800(738NG)發生單發失效的情況吧

波音738在單發失效後是可以安全平穩的飛行的

這一點是基本可以肯定的,只不過能不能平穩飛行跟飛行員經驗素質也有很大關係,飛行員可以通過方向舵還有襟翼還有前緣縫翼來掌控飛機,在一般情況下飛機單發失效是不用怕的,飛行員會有方法來處理的,我們作為乘客只要做好防衝擊姿勢脫掉鞋子還有各種飾品還有各種尖銳物品,就可以保證飛機在緊急降落的情況下存活下來,在撤離的時候不要攜帶隨身物品,不要攜帶行李。

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