在高空中飛行的飛機(jī),周圍沒有任何參照物,如何能夠判斷自己的速度呢?
其實(shí)很簡單,就是依靠一種安裝在飛機(jī)上的小部件來進(jìn)行測量的,這個小部件就被稱為“空速管”。最常見的空速管又名皮托管,原理十分簡單,在飛機(jī)飛行的過程中,有兩種空氣會進(jìn)入皮托管,一種是從皮托管正面吹進(jìn)來的空氣,被稱為“沖壓空氣”,另一種是從皮托管側(cè)面或飛機(jī)其他不迎風(fēng)的部位吹進(jìn)來的空氣,稱作“靜壓空氣”。通過這兩種空氣流速的比值就可以計算出飛機(jī)的飛行速度。
空速管雖小,但對于現(xiàn)代飛機(jī)而言是至關(guān)重要的,因為現(xiàn)在的飛機(jī)存在著大量的自動控制系統(tǒng),空速管提供的數(shù)據(jù)是自動控制系統(tǒng)工作的重要依據(jù),如果空速管無法正常工作會發(fā)生什么?
飛機(jī)可能就要墜毀了。這絕不是危言聳聽,在歷史上這樣的事情發(fā)生過不止一次,就連全身都是高科技的X-31也發(fā)生過這種看似低級的錯誤。1983年,德國的一家飛行器制造商MBB找到美國人,要合作研發(fā)一款機(jī)動性特別強(qiáng)、迎角極大、失速后仍然能夠恢復(fù)飛行的高科技飛機(jī)。美國人欣然同意,于是X-31項目就正式啟動了。
飛機(jī)之所以能夠在天空中飛行,是因為機(jī)翼上下表面空氣流速不同,從而產(chǎn)生壓力差,為飛機(jī)提供升力。
飛機(jī)升力的大小與飛機(jī)飛行的角度密切相關(guān),如果飛機(jī)向上傾斜的角度過大,也就是迎角過大,那么機(jī)翼表面的空氣就可能與機(jī)翼發(fā)生脫離,從而導(dǎo)致升力瞬間消失,這種情況就被稱之為飛機(jī)失速。失速是一件非常危險的事情,飛機(jī)將會失去控制向下墜落,對于普通的飛機(jī)而言,失速可以說是一件九死一生的事情。
但X-31不同,這架飛機(jī)的一大特點(diǎn)就是可以以超過70度的迎角飛行,即使在飛行過程中不慎發(fā)生失速,也可以自行調(diào)整回來。
不過X-31雖然能夠以大迎角飛行,但普通的空速管卻無法在如此大的迎角下正常工作,因為空速管只有在飛機(jī)水平飛行時才是最為準(zhǔn)確的,當(dāng)迎角發(fā)生改變,就必須要通過其他方法進(jìn)行補(bǔ)償計算,可像70度這么大的迎角,再怎么補(bǔ)償也是測不準(zhǔn)的,所以就必須要給這架特殊的飛機(jī)安裝一個特殊的空速管,于是一種名為Kiel管的特殊空速管就被安裝在了X-31上。至于Kiel管是如何實(shí)現(xiàn)大迎角準(zhǔn)確測速的,技術(shù)原理并沒有公布。
飛機(jī)在高空飛行是比較寒冷的,如果再遭遇濕潤的空氣,空速管就可能會結(jié)冰,所以普通的皮托管都是有加熱裝置的。
但是在給X-31安裝Kiel管時并沒有加裝加熱裝置,因為這架飛機(jī)所在的愛德華茲空軍基地氣候溫暖干燥,這就為后續(xù)的事故埋下了隱患。在X-31的一次飛行測試中,飛行員偶然發(fā)現(xiàn)駕駛艙外存在水汽,為防止空速管結(jié)冰,便按下了加熱按鈕,可飛行員并不知道Kiel管上并沒有安裝加熱裝置。
不久之后,空速管開始結(jié)冰,飛機(jī)的飛行速度出現(xiàn)了差錯,于是飛行員在與地面溝通之后開始返航。
大概只過了5分鐘,空速管就被徹底凍住了,于是飛機(jī)系統(tǒng)顯示的速度迅速變?yōu)榱?。此時飛機(jī)的控制系統(tǒng)判定飛機(jī)已經(jīng)處于失速狀態(tài),于是開始調(diào)整飛行姿態(tài)試圖挽救,這一下飛機(jī)就徹底失控了,飛行員趕忙啟動了彈射座椅逃生,幾分鐘后這架X-31便墜毀了。所幸這場事故沒有造成人員傷亡。
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