投资理财入门 理论上,选择更高的巡航高度可以带来更高的飞行速度和较低的油耗。十七年前,两位无视飞机性能限制,一味追求飞行高度极限的美国飞行员却为此付出了生命的代价。 害死人的“410俱乐部” 2004年10月14日夜晚,一架隶属于顶点航空(PinnacleAirline)的庞巴迪CRJ-200支线客机在41000英尺(约12496米)高空遭遇双发失效。随后,飞机发生失速并伴随着大坡度急速下坠,机组极力挽救四次尝试重启发动机未果,最终坠毁在密苏里州杰斐逊城外。两名飞行员不幸身亡,由于是调机任务,机上并无乘客。
西北航空Airlink品牌由顶点航空套壳运营 图:WadeDeNero来源:Planespotter.net 本是风平静和的一个夜晚,成熟的CRJ200机型也有着“无懈可击”的飞安记录,但提供协助的空中管制人员还是“亲耳目睹”了本次惨剧的全过程。到底是哪里出问题了呢?
3701航班高迎角爬升动画演示 这里要提一下在顶点航空飞行员群体中,茶余饭后作为谈资的“410俱乐部”,他们以驾驶CRJ200支线客机到达机型极限高度层—FL410,视为引以为豪的“成就”。
2015年国内最后一架CRJ200从华夏航空退役 31岁的机长Rhodes和23岁副驾驶Cesarz是本次航班的机组人员,带着“找乐子”的态度,去执行当晚小石城至明尼阿波利斯的调机任务。美国中部时间21:21分飞机离地升空,仅仅4秒钟后机组便带着大仰角将飞机飞出了1.8个G。他们今晚的目标只有一个,那就是加入“410俱乐部”。
CRJ200驾驶舱 来源:theairchiv.com 带着直奔云霄的飞行姿态,机组短暂地飞出了10000英尺每分钟的高上升率(民航客机上升率一般不会超过3000英尺/分钟),“旱地拔葱”般地飞向了黑漆漆的夜空。在15000尺的高度竟再次带杆飞出了2.3个G。
航段全长1200公里,本应是轻松愉快的一段飞行 机组短暂地在37000英尺改平后,将自动驾驶保持在500英尺/分钟的设定上(此高度允许的上升率不得高于250英尺/分钟),随后机组向空管提出爬升至41000英尺的申请,这也是庞巴迪CRJ机型允许的最大平飞高度。空管在批准后还很诧异的在频率中询问了机组:“头一次见你们CRJ飞得这么高”。这时候的空速悄然地降到危险的163节,这些偏离手册的“非常规操作”也为后面的惨剧埋下了伏笔。 双发失效! 当地时间21点54分,机组意识到自身的CF34-3B1发动机正在逐渐失去动力,空速也随之下降,驾驶杆的抖动是抖杆器在提醒着飞行员即将失速的危机正在来临,推杆器也在尝试调整飞机的姿态,协助飞行员从失速中改出。他们这时候才意识到两具单位推力达38.84千牛发动机竟然都熄火了。
CRJ200所使用的CF34-3B1 来源:wikimedia摄:GlebOsokin 空速表上的速度指示在疯狂的变化着,机组意识到留给自己的选择也并不多了。21点55分机组向空管宣布了紧急情况,但是并没有详细报告飞机的状态。在失去7000英尺的高度后,机组勉强将飞机从失速的状态中改出。机组被这突如其来的特情弄得不知所措,在事发一分半钟之后才意识到执行双发失效检查单,但是已经为时已晚。
源自通用电气GE的CF34发动机和A-10攻击机所使用的TF34发动机同属于一家人 来源:DefenceMediaNetwork 经过这么一顿折腾,超负荷运转的涡扇发动机发生了核心机锁死,无论机组尝试俯冲大速度用风车的方式重启,还是利用APU引力重启发动机都无济于事。最终飞机错过了最佳迫降地点,在预定迫降机场南部2.5英里的地方坠毁,最终为这次“找乐子”飞行付出了生命的代价。
3701航班坠毁现场 来源:飞机事故档案局BAAA 来自NTSB的调查结果 来自美国国家安全运输委员会(NTSB)的调查结果显示,机组并没有在这次调机任务中展现应有的专业性。偏离手册的全油门大迎角爬升操作,导致2号发动机在41000英尺的高空中的温度超过红线300度,1号发动机事发时运行温度同样逼近红线,执行检查单时犹豫迟缓。这些非常规的操作,缺乏良好的飞行作风是导致3701航班发生事故的主要原因。 事后:
顶点航空将最大运行高度限制在了37000英尺
所有飞行员在模拟机重新进行了高空失速改出培训。
所有飞行员在模拟机进行了双发失效处置程序的训练。
那么问题来了! 限制飞机升限的因素都有哪些呢? #01 客舱失压的风险 客舱失压是所有飞行员的噩梦,在35000尺发生客舱失压时,旅客的清醒时间为半分钟至一分钟,机组成员需迅速佩戴上氧气面罩下降至10000英尺(3000米)的有氧高度。 如果在更高的高度发生客舱失压,惬意放松中的乘客们可能连戴氧气面罩的反应时间都难以保证。机组也需要更多的时间才能够下降至安全高度。
FAA要求飞行员在41000英尺以上运行时须有5秒内佩戴氧气面罩的能力
如果在45000英尺(13716米)的高度发生客舱失压 留给人们的清醒时间最多只有15秒! 机身寿命的考量也是客机制造商所需要注意的地方,为了保证机身蒙皮的寿命,舱内外的压力需控制在一定的范围内。飞得越高,舱内外的压差就会越大,民航运输讲究“旅客安全大于一切”。因此,亚音速飞行的民航客机没有必要去追求过高的巡航高度。 #02 棺材角(气动升限) 当亚音速飞机在一个远远高于极限的高度飞行时,一个让人不寒而栗的名字就会缓缓浮现出来,棺材角(CoffinCorner)也称危角,是固定翼飞机的失速速度(StallSpeed)和临界马赫数(CriticalMachNumber)交界的区域。
这个速度带区间是失速和超速之间允许的速度范围
亚音速飞行的U2侦察机在70000英尺空气稀薄的高空中,最高与最低允许的空速仅有6节(10km/h)之差的区间。 换句话讲,空速过大,机翼上的气流会达到超音速,产生的马赫抖震对机体造成解体的风险。空速小了,高空安全的迎角范围变得很小,飞机会无法避免的失速下坠。
身着高空抗荷服的U2飞行员来源:tpt.org 综上所述,驾驶U2飞机飞机在高空亚音速飞行时,对操控柔和度有着极高的要求。 民航飞行员需了解的各类飞行速度不下几十种,却有一种速度在传统飞机仪表上被显著的标识了出来,神似理发店门口的红白蓝立柱,被西方飞行员戏称为“发廊杆”(BaberPole)。
737-300机械空速表上的“发廊杆”代表最大使用马赫数(Mmo) 来源:AVIAFILM.COM 除协和客机以外的现代客机巡航高度都在40000英尺左右,对于亚音速的客机来讲,最大使用马赫数(Mmo)是这一高度以上的结构限制速度,是绝对不可以“触碰”的速度,早期的737-300机械空速表上的“发廊杆”表示的就是Mmo速度,随着高度的升高,音速随着气温降低而降低。Mmo指针也会随巡航高度/温度的变化而上下浮动。 #03 喘不了气的发动机 大涵道比涡扇发动机在高于自身限制的高度飞行时,会因为空气稀薄会造成发动机供氧不足进一步造成发动机喘振,当油气比例,进气和压缩机的压力无法保障的时候,发动机会发生熄火。而在空气稀薄的高空重启显然是充满挑战性的。
NASA年事已高的747SP升限可达45100英尺,这是现代客机所望尘莫及的 图:NASASofia同温层红外线天文台来源:NASA 引用: 【1】NTSBACCIDENTREPORT NTSB/AAR-07/01PB2007-910402 【2】BOLDMETHOD—CoffinCorner: WhereStallAndOverspeedMeet 来源:航空知识 ![]() |
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