客機降落時是怎麼減速的?

現在客機降落的時候都有使用反推裝置 我這個局外人就問一下 是降落之後只開反推力還是還要踩剎車? 沒有反推只有剎車會怎樣? 只有反推沒有剎車會怎樣? 反推可以在空中開啟么 比如我需要快速的減速...


客機降落時正常的減速手段是通過舵面,發動機反推,機輪剎車,減速傘(排名不分先後)。

當然還有不正常的減速手段。

通過舵面減速

客機絕大部分減速板都是在機翼上

減速板打開不光增加了迎風面積,提高了阻力。而且破壞了機翼上方的氣流,降低升力把飛機摁在跑道上。這樣起落架獲得更好的抓地力也可以提供更高剎車力。

可見這台787機翼上方由高速氣流產生的凝結霧,在減速板打開的瞬間消失了。

關於凝結霧原理(只是在這裡介紹了,這種霧無關音障):

盧西:「音障」美如畫,那它是哪來的呢?

zhuanlan.zhihu.com圖標

此外減速板左右不對稱打也可以控制飛機滾轉,所謂的次級控制舵面。副翼是滾轉動作的初級控制,速度當然比減速板快。

此外飛機起飛的時候副翼左右對稱向下打可以達到增加升力的效果。

當然還有減速板在其它位置的客機,軍機的減速板裝在哪的都有。

起落架機輪剎車

起落架首先分為前起落架和主起落架。

不同的型號,前起落架只承受飛機重量的6%-15%,而且需要提供轉向功能。雖然有的寬體客機主起落架也可以小範圍轉向,但是轉向主要還是靠前起落架。所以前起落架能實現的剎車功能很有限。

大部分飛機前起落架壓根就沒有剎車,見下圖,再對比一下有剎車的波音727。

A320

A380

727

主起落架承擔了機輪剎車的絕大部分甚至全部的任務,幹線客機降落時幾十噸到幾百噸。降落速度140節(適航性要求),也就260公里每小時。這麼巨大的能量中很大一部分需要被機輪剎車吃掉,所以相比汽車剎車,飛機剎車就長得異常粗壯了。

首先不同於汽車剎車,一個輪子就一個剎車片,飛機一個輪子有多套剎車片,下面的例子有5套。

一層轉動的套一層不轉的,跟汽車的多片式離合器一個原理。

而且一整圈全都是液壓活塞推動剎車,剎車液壓系統通常有兩套冗餘。當一套失效時,自動切換到另外一套。兩套液壓全部失效的幾率遠遠低於單套失效。

而且在汽車中幾乎只有超跑和賽車上才能見到的碳纖維剎車片,客機都可以選配。甚至例如空客A320為標配,不光重量低於鋼片,而且強力抗熱衰減。

發動機反推

發動機反推也是對於機輪剎車的一套冗餘系統,機輪剎車由液壓驅動,發動機反推多由氣動來驅動開啟(避免了液壓失效時,兩種剎車都失效)。

反推機構是很多種,格柵式,外涵道擋板,整個擋板的。(請原諒我中文專業詞的匱乏)原理都一樣,不同的結構讓發動機的氣往前噴,整體擋板是唯一可以讓內涵道噴氣也向前噴的結構。

超音速客機協和的反推

其實開反推對於發動機的壽命略有壞處,本來在降落前進近時發動機工作在低載荷狀態,開反推又被快速拉到高載荷,減速結束開始滑行又回到低載荷。增加了一個工作循環。

渦槳發動機的客機顯然沒有像渦扇一樣的結構來開反推。但是它們的槳葉是可以調角度的,面積又大,可以提供很大的阻力。軍用運輸機的渦槳是可以通過反槳來實現反推的,我沒考證過民用渦槳飛機是否能反槳,歡迎評論補充。畢竟通過反槳來實現反推,螺旋槳軸本來被向前拉變成被向後推,對其支撐結構(軸承)有壞處。經評論補充:民航渦槳也可以反槳。

最下面就是反槳的螺旋槳狀態

羅羅UltraFan(中文好像叫超鈦扇)

不同於瑞達系列三軸架構,只有高壓低壓軸雙軸,其中低壓軸加一個減速齒輪箱帶動風扇(同普惠齒輪扇),而風扇的葉片不同於其它所有渦扇發動機,它們可以改變攻角。這台發動機理論上可以省去反推結構,用螺旋槳一樣的原理靠風扇的反槳來反推。其齒輪箱開發和測試在德國,和德國利勃海爾宇航合作。

波音NMA(797)項目中,羅羅就拿出了這個方案參與投標。具體情況我以後再寫個文章說吧。

關於齒輪扇:

盧西:淺談新一代窄體客機動力明星,PW1000G與Leap?

zhuanlan.zhihu.com圖標

風扇可變攻角UltraFan

不可變攻角的渦扇

降落傘剎車

經 @鸑鷟鵷鶵 提示補充

客機也有帶減速傘的,下圖法國南方飛機公司的快帆SE-210。這家公司現在已經被融入到空客集團內了。

還有協和

圖144

不正常的剎車

JetBlue的一台空客A320降落時前起落架不能回到中性位,拿輪轂當剎車了。

還有臉著地用下巴剎車的。

肚皮剎車

說幾個非民用的再

U-2過於修長放不下三點式起落架,最後要翼尖蹭地停下。

艦載機用攔阻索

軍中奇葩C-130大力神改裝火箭助推超短距離起降,然後悲劇了。最後一次火箭減速降落實驗,還沒觸地火箭開早了,失速拍到地上飛機解體,這個魔改項目就終止了。

關於這種固體火箭暴躁的推力,原理擴展閱讀:

火箭固態發動機的工作原理是怎樣的??

www.zhihu.com圖標

這貨還有別的驚人之舉,比如在航母上降落

或者改造成空中炮艇

有謠言說洛馬要把C-130改造出一個商用版本開賣,不知真假,我自己覺得不太可能。(經評論提醒,還真有商用版L-100,不過現在已經退出商用市場了,還在一些空軍中服役,詳見精選評論)

其實別看軍用運輸機長得膀大腰圓的,飛行性能可是不差。

還有什麼,歡迎評論補充。

廣告一下吧還是:

盧西:後置發動機的客機為什麼現在很少了?

盧西:真正支持十字軍東征的動力是什麼?

盧西:飛機發動機在地面上是如何進行測試的?對安置在地表起固定作用的設施會造成怎樣的影響?

盧西:人造衛星本身有沒有動力系統?


主要通過擾流板,反推和機輪剎車減速。襟翼和起落架也可提供額外的阻力。

只用機輪剎車或只用反推可以把飛機快速停下來,而只用擾流板飛機一定會大大地衝出跑道。但一般禁止低速時開啟反推,也不能在空中開啟反推。一般來說飛機觸地滑行後會同時使用反推,機輪剎車和擾流板。飛機速度降低到一定程度後會關閉反推。繼續通過擾流板和機輪剎車降低飛機速度後,會略微增加油門,維持這個速度進入滑行道,前往停機坪。前往停機坪的過程中飛行員會收起襟翼和擾流板。

大型客機擾流板通常分為兩部分,空中擾流板和地面擾流板,由一個手柄控制,飛機自動判斷處于飛行中還是在地面。空中擾流板在機翼稍微中間的位置,在空中和地面可以開啟,而地面擾流板靠近翼根,只有在地面時可以開啟,在空中時受飛機程序控制,無法開啟。空中擾流板在空中的最大開啟角度低於地面,因為空中擾流板開啟角度過大時會造成機翼附近的空氣流場劇烈變化,更有可能因為氣動力過大而損壞飛機部件和結構。

空中和地面擾流板都能大大增加飛機阻力,而空中擾流板更可以降低飛機升力,因此在大坡度轉彎時,一側擾流板會展開,降低該側機翼升力,輔助飛機滾轉。空中通常只需要將油門置於idle位置就能很快降低速度了,尤其是對於使用螺旋槳的飛機,如果螺旋槳轉速慢的話本身就會成為阻力,因此,許多小型螺旋槳飛機不設置擾流板,如塞斯納172。

可以將擾流板控制手柄置於預位,降落後即可自動打開擾流板。

上圖為A320在地面展開全部擾流板。注意圖片最下側的擾流板只有在地面時才會展開。

上圖為在空中使用擾流板減速的A320. 最靠近機身的擾流板和最外側的擾流板沒有伸展。

上圖為A320向右滾轉時擾流板微微展開輔助機動。只有三面擾流板展開。

飛機降落後,飛行員可以將油門手柄置於反推位置,而在空中時受飛機程序控制,無法將油門置於反推。因飛機故障導致發動機空中反推曾造成數起空難。為防止發動機吸入地面異物以及發動機過熱,規定使用渦扇發動機的客機的反推在某個速度(通常60節)之內禁止開啟,因此反推通常不能用於倒車。實際上飛機程序是允許飛機靜止狀態開啟反推的,一些製造商的飛行手冊也只是不建議飛機使用反推來倒車,但這樣做顯然是危險的: 除了發動機吸入異物和過熱之外,倒車的飛機轉彎半徑會減小,飛機更容易側翻;而如果倒車速度較快時使用機輪剎車的話,飛機可能會向後翻倒。螺旋槳飛機的反推通過改變槳距實現,而使用渦扇發動機的飛機則是通過用導流裝置將風扇吹出的空氣導引到前方實現反推。

波音737的駕駛艙局部。注意反推桿連接在油門桿上。擾流板操作桿的預位位置標記恰好位於無法拍清楚的角度。

機輪剎車也可以用於地面飛機減速。因為擾流板的減速效率隨飛機速度降低而降低,反推也不能在低速時使用,因此飛機低速時的減速主要依賴機輪剎車。同樣可以將機輪剎車設置到預位,飛機前輪觸地後就會自動剎車。

波音737的機輪自動剎車旋鈕。RTO用於起飛中斷自動剎車,1、2、3、MAX為不同剎車力度的著陸自動剎車。

為使飛機具有低速短距離起降的性能,飛機通常設置有襟翼。大部分戰鬥機和小型機只有後緣襟翼,並且只有三到四個可調角度,而大型飛機還有前緣襟翼,可調角度也更多。襟翼可以提高機翼的升力,但同時也會增加飛機的阻力。起飛時襟翼通常置於5°或第一檔的位置,此時機翼升力稍微增加,襟翼阻力也不大,在縮短滑跑距離的同時能夠讓飛機在起飛時具有較大的加速度和爬升率。降落時襟翼通常置於最大角度,以便在低速時保證飛機升力。在降落後,襟翼造成的阻力也能幫助飛機降低速度。為防止損壞襟翼,襟翼的每個開啟角度都對應著一個最高開啟速度,高於此速度時襟翼不會展開。飛機飛行速度越低,越應當增加襟翼的角度來為飛機提供足夠的升力。襟翼也不能在高空打開。除了因高空稀薄空氣的流動特性與低空緻密空氣不同外,也因為製造商認為沒有必要在高空使用襟翼而沒有驗證過襟翼在高空時的性能,因此在程序中做出限制。

Clamshell(蛤殼)式反推裝置。客機通常只將外涵道氣體引出,而也有蛤殼開在發動機後端,將全部氣體引向前方的反推裝置。

Target式反推裝置。原理粗暴,不需多言。

Cold steam(冷氣流)式反推。與蛤殼式的區別在於,反推氣流的方向由放置在外涵道內部外側的格柵控制。

三種常見的發動機反推裝置,以及其原理。

飛機接近機場的時候,飛行員會放出起落架。起落架也會產生很大的阻力,因此也能降低飛機的速度。但為了防止飛機在高空或高速時意外放下起落架而導致氣動力損壞飛機,起落架被設定為只有在低於某個速度和高度時才能放下。之所以對高度做出限制,同樣也是由於製造商沒有驗證過高空放下起落架時的飛機性能。J10戰鬥機在試飛中,就出現過低估氣動力,導致向前開啟的前起落架艙門被吹變形的狀況。

一般來說,飛行員會主動使用擾流板、機輪剎車、反推來在地面上降低飛機速度,其中擾流板更可以在空中為飛機快速減速。而襟翼和起落架的減速作用,只是它們實現各自功能時的副產品,通常不是飛行員降低飛機速度的主動選擇。

最後送圖一張,猜猜看下圖的飛機使用了何種類型的反推裝置?

使用反推裝置倒車(Powerback)的C17運輸機。發動機前方形成的巨大負壓將地面上的水氣吸進了發動機。


------最後通牒------

再有杠精就刪除評論。

------以下為原回答------

這裡的知友們說的也對,不過大家還遺漏了一個最常用的方式:發動機開最慢車。

大家都知道,高度越低,氣壓與空氣密度越高,空氣阻力也相應更大,要維持同一速度,發動機產生的推力也需要更多,所以假設飛機保持水平飛行,而你又將發動機開慢車,這樣飛機的空速也會下降(當然,這也忽略了飛機下降時,由於引力所引起的加速)。

具體來說,這些減速的板斧是隨著下降、進場與降落的不同階段也會有所不同。

首先,當飛機從巡航高度開始下降,發動機會開慢車,令飛機處於「受控滑翔」的狀態,這個時候,高度會下降,但是空速仍會保持不變。

這裡要留意兩點:下降初期,飛機航速會繼續保持固定的馬赫數,由於低空的空氣密度較大,音速也會增大,同一馬赫數對應的實際空速會更快,所以實際上飛機反而會是在加速。

第二,到飛機的「指示空速」(IAS)達到某個數值,例如340節(視機型、裝載程況等而有不同),飛機會改為以固定的指示空速繼續飛行。需要注意的是,隨著飛機下降,這個讀數與「實際空速」(TAS)的差距會變小,所以到了這個階段,飛機實際上也就是在減速。

一般來到這個階段,飛機還是會靠控制下降速率與發動機推力來調整速度,如果需要減速,飛機在水平飛行(例如等候空管指示新的下降高度前),也會將發動機調至慢車,利用空氣阻力來讓飛機減速。當然了,因為飛機的空氣動力特性非常好,就算髮動機完全慢車,以波音777為例,要減速一百節,也需要飛行十海里,不過在一般情況,這樣的減速率仍然是足夠的。

你也許會問,飛機既然有擾流板,為什麼不用它來減速?當然了,如果存在快速減速的需要,的確要用到擾流板,不過大部分情況,在飛機未使用到襟翼以前,飛機還是不會動用擾流板,因為這些動作都會增加飛機的阻力,就算能保持水平飛行,也會消耗更多的燃料(打開襟翼也會產生額外的阻力)。通常,在進場階段,不同的飛行高度都會有不同的持留速度限制(這個速度,一般會稱為「等待速度」;以ICAO規定為例,高度在14,000英尺以下為230節,14,000至20,000之間為240節,20,000英尺以上為265節),如果飛機的狀況許可,都需要保持這樣的速度,那確實會存在使用擾流板的必要;但如果飛機較重,而最經濟的持留速度(通常也是不用打開襟翼的最低速度)稍微高於限制,航管也會因應情況,批准飛機飛得略快。

而使用擾流板還有一個問題:擾流板可以破壞機翼產生升力的能力,這樣飛機的下降速率會加快,因此只有在需要快速減速或減低高度時才會使用。

當飛機進入最後進近階段,飛機的下降速率一般也會減少,例如在普通的ILS進近,要維持飛機在三度的滑航角度,需要的下降速率通常為每分鐘700英尺(210米)左右,而這時候一般需要的空速都是在160節以內,通常靠發動機慢車,再加上打開襟翼,已經能達到減速的效果(甚至下降起落架也會產生更大的減速效果),擾流板只是減速的輔助手段。這個時候,飛機最重要的是在較低的空速時仍能受控下降,所以最重要的,反而是要保持較為穩定的空速。也因為這個緣故,飛機的發動機反而會在需要的時候增大推力,以維持穩定的下降速率與空速。

到飛機在跑道上著地的一刻,擾流板就會完全打開,雖然這樣做在落地初時會有明顯的減速效果,但它們更大的作用,是消減機翼產生的升力,令飛機的重量更能壓在地上,增大機輪制動的效果。與此同時,飛機也會應用反推,利用逆向的推力幫助減速。當飛機減速到一定程度,就會停用反推,主要是為了減少發動機吸入異物造成損壞的風險,同時機輪制動會繼續減速,直到飛機能安全離開跑道為止。


答一發吧

飛機上面減速的東西有:反推 剎車 擾流板 節流閥(油門)

空中想減速就把節流閥關小,想快點就拉擾流板(當然,在空中只能用空中擾流板),但巡高巡速速飛得那麼舒服,沒事減什麼速啊,而且巡高肯定接AP了,AP面板擰速度就好了啊

這個就是空中擾流板,然後在空中是不能開反推的,一開飛機就往下掉了,地面擾流板也是接地之後才能開...剎車嘛...都沒接地開那東西幹啥??

但是呢,飛機在空中如果是要減速的話,十有八九都是要拉間距,如果是是拉間距那就簡單了,向右盤旋一圈就好了嘛(滑稽)然後就會出現↓

機長式捂臉(/?\)

粗暴無禮的管制.jpg(這個已經變成梗了)

來自飛行員之眼第三集(滑稽)

然後就是擾流板全開(地面+空中)是這個樣子的

下面這個是開了反推的CFM-56(具體型號忘了)

另外,擾流板不單可以減速,空中擾流板也是飛機操縱面之一

然後反推、減速板、剎車這些東西,接地之後一拉反推就會自動工作的了

最後送個表情包(滑稽)

照片是我暑假飛吉隆坡拍的...大佬們輕噴嗚嗚嗚

飛構與飛原複習現場


反推、剎車、減速板是同時使用的。作用最大的是剎車。

不反推只剎車沒有問題,飛機也能安全的停下來。

只有反推不剎車那問題大了,剎車系統的多重備份是絕對不允許這種情況發生的。

反推不能在空中開啟,你所能買票坐到的絕大部分飛機只有在接地後或非常接近地面時才會解鎖反推的使用。一旦反推開啟,飛機也是禁止復飛的。空中快速的減速靠減速板就能做到。


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