客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了

当飞机只剩一个引擎:一场精心准备的“意外”

2009年的那个冬日,一架空客A320客机从纽约拉瓜迪亚机场起飞后不久,便遭遇了一群飞鸟的撞击。瞬间,两台引擎同时熄火,飞机变成了一架巨大的、沉默的滑翔机。在机长切斯利·萨伦伯格的冷静操控下,这架美国航空1549号航班最终奇迹般地迫降在哈德逊河上,机上155人全部生还。

这起“哈德逊河奇迹”之所以震撼人心,是因为它挑战了人们对飞机失去动力的终极恐惧。如果一架飞机在失去全部引擎后仍有生还的希望,那么,一个更为常见、却同样令人心惊胆战的问题便浮出水面:如果飞机在万米高空只坏掉一个引擎,它还能安全飞行吗?

答案是肯定的,而且其背后的安全保障,远比我们想象的要坚实得多。这并非依靠运气,而是一套由规则、设计和训练共同铸就的、运行了数十年的精密体系。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

看不见的“许可证”:ETOPS规则如何为双发客机护航

你是否曾好奇,为什么如今越来越多的双引擎客机(比如波音787和空客A350)能够执飞横跨太平洋和大西洋的远程航线?而在几十年前,这项任务大多由拥有四台引擎的“巨无霸”客机(如波音747)承担。这背后的关键,就在于一套名为“ETOPS”的认证规则。

ETOPS的全称是“双发延程运行”,你可以将它理解为一张颁发给双引擎飞机的“远程飞行许可证”。它的核心理念简单而有效:确保任何一架双引擎飞机,在航线的任何一个点上,即使有一台引擎失效,也必须能在规定的时间内,依靠仅剩的一台引擎飞到最近的备降机场。

这套规则的诞生和演进,是民航安全史上的一座里程碑。

早在1985年,美国联邦航空管理局(FAA)就 pioneering 地推出了ETOPS 120分钟认证。这意味着,获得该认证的飞机,其航线规划必须保证,从航线上的任意一点飞往最近备降机场的单发飞行时间不能超过120分钟。按照当时飞机的巡航速度,这大致相当于1600公里的安全圈。

随着飞机引擎可靠性的飞速提升,ETOPS的标准也在不断放宽。2007年,上限被提高到了240分钟。到了2015年,专为波音787、空客A350这类新一代远程客机量身定制的“ETOPS 330分钟”认证正式问世。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

330分钟,也就是整整5.5个小时。这是什么概念?它意味着,一架拥有此认证的飞机,即便在浩瀚太平洋的正中央遭遇单引擎失效的极端情况,它依然有足够的能力和时间,依靠单发动力安全飞抵夏威夷或者关岛这样的备降点。这个巨大的“安全气囊”,几乎覆盖了地球上所有的主流航路。

为了获得这张含金量极高的“许可证”,飞机制造商必须让飞机通过一系列堪称严苛的测试。其中一项,就是在模拟环境中,让飞机依靠单台引擎连续飞行330分钟,同时全面检验燃油、液压、电力等关键系统在极限压力下的稳定性。

截至2024年,全球超过95%的双发客机都获得了ETOPS 240分钟以上的认证。正是这套看不见的规则,为双发客机在全球天空的自由翱翔提供了最坚实的法律与技术后盾。

大力出奇迹:引擎的“推力储备”与自保程序

规则提供了保障,但真正的底气,源于飞机自身强大的硬件设计。现代民航客机的引擎,从设计之初就秉持着一个重要的原则:留有余量。

这就像一个专业的举重运动员,他能举起200公斤,但在日常训练中可能只举100公斤。飞机的引擎也是如此。

以当前主流的远程客机波音787-9为例,它搭载的两台GEnx-1B引擎,单台最大推力可以达到惊人的334千牛。但在万米高空的平稳巡航状态下,飞机实际需要的推力大约只有引擎最大能力的40%到50%。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

这意味着,它始终藏着一半的“力气”没用出来。

现在,我们来做一道简单的算术题。如果其中一台引擎突然“罢工”,飞机会怎样?此时,飞行员只需将仅存的那台引擎的推力,从巡航时的40%-50%提升到70%左右,就足以产生足够的动力,让飞机继续维持在0.8马赫的巡航速度和10000米的巡航高度。这对于引擎来说,完全在可承受的正常工作范围之内。

如果是拥有四台引擎的空客A340,这种冗余度就更高了。即使它不幸掉了一个引擎,剩下的三台引擎加起来,总推力依然能覆盖正常飞行需求的90%以上,飞行姿态几乎不会受到任何明显影响。

更重要的是,引擎失效并非像电影里那样“duang”的一声爆炸然后火光冲天。现代航空引擎拥有一套非常智能的“自我保护”机制。当引擎内部的传感器检测到叶片断裂、燃油泄漏或严重超温等致命问题时,它的故障保护系统会自动启动“熄火程序”。

这个程序会果断地切断通往这台引擎的燃油供应,让它以一种平稳、可控的方式停止转动,从而最大限度地避免碎片飞溅出来损伤机翼或机身。2018年,国泰航空一架从上海飞往香港的空客A380巨型客机(航班号CX380),就在飞行途中遭遇了一台引擎失效。正是这套自动熄火程序控制住了风险,让机组得以从容处置,最终飞机安全降落在香港国际机场。

看不见的“飞控之手”:自动平衡飞机的偏航

当一台引擎熄火,推力不足其实并不是最棘手的问题,真正危险的是“推力不对称”。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

想象一下,你划皮划艇时,如果只有右手的船桨在用力,皮划艇会怎样?它会立刻向左边打转。飞机也是同理。对于一架双发客机,如果左侧引擎失效,仅靠右侧引擎提供推力,飞机就会产生一个强烈的向左偏航的趋势。如果不及时纠正,飞机可能会滚转甚至进入失速,后果不堪设想。

幸运的是,飞机的飞行控制系统,这只“看不见的手”,早已为这种情况准备好了万全之策。

首先登场的是“推力不对称补偿系统(TAC)”。当飞控电脑检测到两侧引擎的推力差超过10%时,这个系统就会被激活。它会自动指令飞机的方向舵(位于垂直尾翼上)向特定方向偏转。例如,当只有右侧引擎工作时,方向舵就会向左偏转,产生一个反向的空气动力力矩,恰好抵消掉那股让飞机“跑偏”的力,从而帮助飞机保持直线飞行。

当然,飞行员也会介入。通过手动微调“方向舵配平”和调整推力手柄,他们可以更精细地优化飞机的平衡。这种操作对飞行员来说早已是家常便饭。在他们日复一日的模拟机训练中,“单发失效和不对称推力处置”是每年至少要重复练习2到3次的“必修课”。

除了方向舵,飞机的燃油系统也扮演着“平衡大师”的角色。飞机的燃油并非储存在一个大油箱里,而是分布在两侧机翼和机身中央的多个油箱中。当一侧引擎失效后,燃油管理系统会自动启动“交叉供油”程序。它会巧妙地将失效引擎那一侧机翼油箱里的燃油,通过管路输送到正在工作的那一侧引擎。

这样做有两个目的:一是确保工作引擎有充足的“口粮”,二是通过转移燃油的重量,帮助平衡因单侧引擎不工作而造成的飞机重量不均,进一步减轻偏航趋势。2020年,阿联酋航空一架波音777(EK203航班)在起飞后不久左引擎失效,其燃油系统在短短20分钟内就完成了动态调油,为飞机保持稳定姿态立下了汗马功劳,最终飞机顺利返航迪拜。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

穿越大西洋的勇气:真实案例中的冷静与专业

理论和设计最终都要经过实践的检验。在民航史上,单引擎失效后安全着陆的案例不胜枚举,它们是这套安全体系最雄辩的证明。

2019年,英国航空一架从洛杉矶飞往伦敦的波音767客机(BA182航班),在飞越大西洋的途中,右侧引擎突然发生故障并停止了运转。

当时的情况颇为严峻:飞机正处在茫茫大洋上空,距离最近的备降机场——冰岛的雷克雅未克机场,还有长达3小时的航程。机舱里的247名乘客心中不免忐忑。

但是,驾驶舱里的机组人员没有丝毫慌乱。他们立刻启动了“单发飞行程序”,将剩余的左侧引擎推力提升至65%,同时将飞行高度从万米巡航高度下降至8000米。这个高度的空气更稠密,能为机翼提供更好的升力,同时也降低了空气阻力。

就这样,这架“缺了一条腿”的飞机,像一位沉着的马拉松选手,平稳地在大西洋上空继续飞行。3小时后,飞机在雷克雅未克机场的跑道上稳稳停住,机上所有乘客和机组人员安然无恙。这次事件,完美展示了ETOPS规则、飞机冗余设计和飞行员专业素养的无缝结合。

是时候更新你的“飞行常识”了

尽管有如此多的保障,但人们对“引擎故障”的恐惧依然根深蒂固,这主要源于一些长期存在的误解。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

误解一:“引擎掉了,飞机就会立刻坠毁!”

实际上,飞机引擎是通过多个高强度的螺栓和挂架牢牢固定在机翼上的,其结构强度极高。绝大多数引擎故障都表现为内部零件损坏导致的“推力丧失”,而非整个引擎从机翼上“掉落”。只要飞机结构保持完整,它就依然是一架可以操控的飞行器。

误解二:“单引擎飞行,油耗肯定会飙升,飞不到机场!”

这是一个非常普遍的误解。虽然单引擎工作时,其推力确实需要调高,但飞行员会采取一系列“节油”措施。正如BA182航班那样,他们会降低飞行高度,因为在较低的高度,空气阻力更小,飞行更省力。同时,他们也可能通过关闭部分非必要的客舱用电(如部分空调系统)来减轻引擎的负载。综合下来,数据显示,一架双发客机在单发飞行时的总油耗,通常只比正常双发飞行时高出10%到15%。这点额外的消耗,对于现代客机动辄能飞十几小时的燃油储备来说,完全足以支撑它飞到几百甚至上千公里外的备降机场。

误解三:“飞行员肯定会慌得手忙脚乱!”

恰恰相反。对于任何一位民航机长来说,“单发失效处置”是他们从航校学员到成为机长的整个职业生涯中,训练强度最高、考核最严格的科目之一。并且,根据全球民航业的规定,这项模拟机考核每6个月就要进行一次复训,以确保他们的操作记忆和心理素质永远在线。在真实事件中,飞行员的第一反应几乎都是肌肉记忆般的“按程序操作”,执行检查单上的每一个步骤,而不是慌乱。

客机万米高空失去一台发动机,为何还能继续飞?看完就明白了-有驾

从层层冗余的硬件设计,到严谨周密的运行规则,再到千锤百炼的飞行员训练,现代民航业用几十年的时间和无数智慧,为“引擎失效”这一意外,构建了一道道坚不可摧的安全防线。

所以,下次当你在新闻里听到“某航班引擎故障”时,或许可以少一分本能的恐慌,多一份对这套精密安全体系的信任。那台沉默的引擎固然令人揪心,但它身旁那台仍在轰鸣的伙伴,以及驾驶舱里那双沉稳的手,早已为这一切做好了准备。

0

全部评论 (0)

暂无评论