飞行员杀手

秦嘉政

汽车怕“超速”，飞机怕“失速”

我们知道，飞机之所以能够飞翔，是因为它的机翼在飞行的过程中，能够与周围的空气发生相对运动。不过由于飞机机翼呈弧形，当空气流经机翼上表面时，上表面空气的流速会比下表面快，而流速越快压强越小，所以上表面的压强就比下表面小。此时，上下表面出现了压强差，压强较大的下表面就产生了一种向上的升力。

升力除了和飞机机翼的形状有关，还与机翼的迎角大小有关。迎角很小的时候，增加迎角能够提高升力，但是当机翼迎角大到一个特定值时（这个数值和机翼的构造有关），气流就会与机翼上表面分离，这时机翼上表面的空气流速约等于0，下表面的空气流速就超过了上表面，其压强随之变小。此时，升力会迅速下降为0，甚至达到负值，这样一来飞机就“失速”了。

飞行的姿态是由飞机机翼上的可动舵面来操控的，但是当飞机失速时，机翼上表面空气流速接近于0，那么机翼舵面上的空气流速自然也接近于0。此时机翼相对空气是静止状态的，所以，飞行员无法通过操纵舵面来改变飞行姿态。失去了控制的飞机，就会如叶片一般下坠、翻转……这是非常危险的。

失速尾旋

我们说当飞机机翼下表面压强小于上表面时，飞机出现了失速现象。如果飞机的两个机翼并不同时失速，那会出现什么情况呢？当飞机一侧的机翼先失速，另一侧后失速，由于两侧升力的不平衡，飞机会在空中翻转。这时飞机的自身重力大于机翼提供的升力，所以飞机会进入一种螺旋下坠的状态，我们把这种状态称为“尾旋”。

尾旋一般分为三个阶段：进入阶段，尾旋阶段，改出阶段。

在进入阶段，飞机会产生剧烈的抖动和震颤。在这个阶段，由于飞机还没有完全进入自旋状态，所以飞行员驾驶飞机脱险还是比较容易的。

在尾旋阶段，飞机会陷入完全重复的运动状态，一般来说就是不停地旋转。这时，机翼完全失速，舵面的效率很低，飞机会以每秒几百米的速度迅速下落。此时的飞机已经很难控制，想要从尾旋中脱离的话，飞行员需要想尽办法使飞机停止旋转，然后低头向下俯冲来加速。当速度足够时，再转入平飞。如果离地面高度不够，没时间改出，战斗机的飞行员只能选择跳伞逃生。但如果是没有配备降落伞的民航客机出现这种情况，那全员逃生的可能性几乎为0。所以，关于尾旋的大部分事故都出现在这个阶段。

在改出阶段，飞机会向下俯冲。此时，飞机相对空气的速度会迅速增加，机翼的升力有所恢复，舵面效率也重新提升。当速度达到一定值时，飞行员就可以顺利将飞机拉起，脱离尾旋状态。

名词链接

改出

改出有两重含义：一是指战斗机从机动飞行状态转换到正常飞行状态的过程，如“改出俯冲”“改出盘旋”“改出倒飞”;二是飞行员操纵战斗机从不正常、不稳定飞行状态转换到正常飞行状态的过程，如“改出尾旋”“改出失速”等。

降落在玉米地里的F-106

航空史上的尾旋事故

1962年，有两位试飞员为了测试三叉戟客机的失速尾旋特性，通过逐渐增加迎角来降低空速，在越过临界迎角后，三叉戟客机开始保持爬升姿势并快速下降，进入深失速状态。不一会儿，一侧机翼开始失速下坠，飞机进入尾旋状态。此时，眼看飞机危在旦夕，飞行员立刻偏转方向舵使另一侧机翼下坠。飞机左右摇晃，直至机头缓慢下倾进入俯冲状态，才逐渐恢复正常。两位飞行员幸运地逃过一劫。

此次事件使得民航客机开始增配失速自动警报系统，又称驾驶杆抖振器。当客机失速时，失速自动警报系统会被激活，驾驶杆开始抖动以引起飞行员的注意。除此之外，客机还增配了失速挽救系统，又称自动推杆器。当客机失速时，如果飞行员没有理睬失速警报，失速挽救系统会自动调整俯仰角，降低飞行迎角。这些技术一直被沿用至今，现在仍是客机防尾旋的重要手段。

1985年，在著名空战电影《壮志凌云》的拍攝期间，美国海军特技飞行员在驾驶F-14战斗机拍摄电影中的尾旋改出镜头时，改出失败，出现了机毁人亡的重大事故。这场戏不幸成真，使人们看到了“失速尾旋”的可怕。有悲剧当然也有喜剧，在1970年2月2日，盖瑞·福斯特上尉驾驶F-106截击机进行空战训练时意外进入尾旋状态，飞机的飞行高度迅速从11500米降到4500米，经历了多次改出失败后，福斯特上尉果断选择了弃机逃生。而搞笑的是，他弹射逃生时的火箭弹射座椅给了飞机一个反冲力，刚好使得飞机低头进入俯冲加速阶段，顺利脱离了尾旋状态。还在降落伞下飘荡着的福斯特上尉眼睁睁看着自己的飞机一路平飞扬长而去。这架飞机最后以一种完美的降落姿态落在了一片玉米地里，除了机腹蒙皮擦伤外，内部结构几乎没受一点儿损伤，在拉回机场维修后重返蓝天。这架飞机因这份独特的幸运，被称为“玉米地轰炸机”，现存于美国空军博物馆。

飞机尾部加装的反尾旋伞

救命稻草

尾旋是一种非常危险的状态，为了防止民用飞机在正常商业使用中，或者军用飞机服役使用时因误操作进入尾旋状态，飞行手册中详细列举了对于飞行员操作的各项限制。为了摸清哪些操作会致使飞机进入尾旋状态，就需要试飞员去尝试每一种飞机在什么速度、什么姿态下会发生尾旋，以便让飞行员可以避开这种操作。早期，这些勇敢的试飞员只能在故意进入尾旋后，凭自己高超的技术再脱离尾旋，如果操作不慎无法改出，轻则弃机跳伞，重则机毁人亡，可以说这是十分需要奉献精神的危险行业。随着科技的进步，为了保证试飞员的安全，在测试用的战斗机和部分民用轻型飞机上，人们安装了一种特殊的装置——反尾旋伞，能够在测试尾旋或在改出失败的紧急情况下使用。反尾旋伞看起来很像我国战斗机降落滑跑时用的减速伞，而我国试飞员李中华也明确说过，万分紧急的情况下可以启动减速伞来作为临时的反尾旋伞。这个伞的用途就是拖住飞机，使飞机停止旋转，低头进入俯冲。飞机开始俯冲时，飞行员将尾旋伞抛弃，即可顺利加速，转入平飞。

反尾旋伞一般只会出现在军用试验飞机上，正常服役的军用飞机是没有的。当然也有些非常昂贵的民用小型私人飞机（一般是特技或运动飞机）会在机舱内常备一个反尾旋伞。

“失速尾旋”听起来是一个很普通的名词，发生在飞机身上竟是生死一线的危机。不过，随着科技的不断发展，相信终有一天我们能最大限度地减少“飞行员杀手”造成的伤亡。