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戰(zhàn)斗機能否在空中飛行時關(guān)閉發(fā)動機后再重新啟動,會不會影響安全?

戰(zhàn)斗機,在空中正常飛行時,先關(guān)閉發(fā)動機;然后,再重新啟動發(fā)動機,理論上完全不存在問題;但關(guān)鍵是,在現(xiàn)實中,似乎沒有那位飛行員,吃飽了撐著,沒事干拿戰(zhàn)機和自身安全開玩笑。為了戰(zhàn)機和自身安全,飛行員都不會開這個玩笑。但是戰(zhàn)機定型前,試飛員必須得干這風(fēng)險活,以驗證戰(zhàn)機技戰(zhàn)術(shù)性能,尤其是空中停車,再重新啟動發(fā)動機,盡管存在一定的危機度。因此,一般飛行員,絕對不會在戰(zhàn)機正常飛行中,突然關(guān)了發(fā)動機,再重新點火啟動,畢竟空中的戰(zhàn)機,不是陸地上的汽車,任何飛行器只要上天,就存在掉下來的危機度,理論上任何飛行器都會從天上掉下來。除非戰(zhàn)機有特殊情況發(fā)生,比如發(fā)動工作異常,有可能失火或爆炸時,飛行員會采取臨時空中停車,再重新啟動的應(yīng)急措施,但此處置卻非常危險。如果發(fā)動機無法重新啟動,那么戰(zhàn)機只能靠滑翔無動力狀態(tài)下降落了,是附近機場降落,還是野外迫降,成功和失敗因素各占一半。此時,既靠戰(zhàn)機性能,又靠飛行員的臨危處置能力,同時包括運氣的成分了,所以軍方都會命令飛行員跳傘,不會冒失去飛行員的風(fēng)險。戰(zhàn)斗機能否在空中順利開機,也即戰(zhàn)機在臨墜機前有足夠的時間開車成功,取決于一定的飛行高度;現(xiàn)實中,戰(zhàn)斗機突發(fā)空中停車的現(xiàn)象是客觀存在的,譬如飛鳥撞擊,被吸入發(fā)動機,發(fā)生空中停車。都是極為危險的,尤其對于單發(fā)的戰(zhàn)斗機來說,可謂性命攸關(guān),一旦飛鳥被吸入發(fā)動機,基本上不具備再重新啟動的可能性,發(fā)動機大概率會燃燒,此時,為安全起見,飛行員最好是跳傘,要想將發(fā)動機燃燒的戰(zhàn)斗機,安全降落機場,是非常危險的。海航在東海方向僅裝備了一個單發(fā)的殲-10飛行團,此后,就不再裝備殲-10,原因就是飛鳥撞機事故,導(dǎo)致海航損失了3架殲-10戰(zhàn)斗機,其中,損失了一名優(yōu)秀的飛行員,海航對于單發(fā)的殲-10有所忌諱,就不愿再裝備了,畢竟使用環(huán)境飛鳥多。綜上,對于戰(zhàn)斗機來說,發(fā)動機是最關(guān)鍵的,戰(zhàn)機在空中突然熄火,是非常危險的,有專業(yè)的航空名詞稱為“空中停車”,在戰(zhàn)斗機發(fā)生的墜機事故中,發(fā)動機故障絕對是大頭,最多的就是“空中停車”。一般戰(zhàn)斗機,都會專門加裝空中點火裝置,一旦發(fā)生空中停車狀況,飛行員按下空中點火按鈕,主油泵會向燃燒室噴油,點火線圈通電點火,一般情況下發(fā)動機就可以正常工作了,如果仍然無濟于事,那么飛行員只能選擇跳傘了。

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當(dāng)然可以了!而且空軍飛行員經(jīng)常會訓(xùn)練。首先戰(zhàn)斗機之所以能夠在天空中飛翔,其實就是利用發(fā)動機強大的推力,再借著戰(zhàn)斗機本身的空氣動力所產(chǎn)生的升力,才能夠在空中飛行??墒且坏┯砂l(fā)動機所產(chǎn)生的推力消失了,那么飛機就會立刻失去空氣動力,接著就會無法在空中保持姿態(tài),然后打著滾的往下墜。

可這個時候一名優(yōu)秀的飛行員就會利用自己嫻熟的操作,迫使戰(zhàn)斗機本身利用下墜時產(chǎn)生的空氣阻力讓戰(zhàn)斗機回歸正常姿態(tài)。當(dāng)戰(zhàn)斗機回歸正常姿態(tài)之后,再重新嘗試發(fā)動機點火,如果發(fā)動機能夠再次點火,那么戰(zhàn)斗機就能夠挽救回來。如果無法成功點火,那么也可以借用正常姿態(tài)進(jìn)行彈射跳傘。

可如果飛行姿態(tài)還沒有回歸正常就匆忙彈射,這時如果飛行員自己位于戰(zhàn)斗機下方,那么還沒等自己的降落傘打開,戰(zhàn)斗機就會拍在飛行員身上,而且發(fā)動機為什么會空中熄火的原因也很難找到,所以很多時候飛行員都會盡量將戰(zhàn)斗機保存下來。

另外發(fā)動機自身即便在可靠也是有空中熄火的風(fēng)險,雙發(fā)發(fā)動機還好可以借助剩下一臺維持飛行,但單發(fā)發(fā)動機一旦熄火就會開始墜落,所以平日里空軍飛行員都會進(jìn)行熄火后再重啟的飛行姿態(tài)訓(xùn)練。

何止影響安全,飛機發(fā)動機一旦熄火就是非常危險的事情,稍有不慎飛行員性命都可能搭上。發(fā)動機一旦熄火,能把操縱飛機安全著陸的飛行員鳳毛麟角。當(dāng)年楊利偉在新疆服役的時候,在一次超低空演練時,他駕駛的強五在空中一側(cè)發(fā)動機熄火。楊利偉硬是過硬的技術(shù)能力和強大的心理素質(zhì)把飛機安全開回地面。就憑這個處置能力,能選為航天員也就不足為奇。但是這樣的好飛行員全世界有幾個?

所以這么危險的事情,指望發(fā)動機重啟其實也不是太現(xiàn)實。因為發(fā)動機熄火后并不是任何條件下都能啟動。在地面上,海拔高度高了都有可能造成無法啟動的問題(比如早期的Su-27和殲11進(jìn)駐不了青藏高原的機場),天上的條件就更苛刻。

發(fā)動機的循環(huán)對環(huán)境要求很苛刻,不是說點火就點火的

發(fā)動機熄火除去飛行員操作失誤外,不外乎兩個原因:1、發(fā)動機故障或者損壞;2、外在原因,比如吸入的氣體含氧量不足,或者作了一些機動動作造成進(jìn)氣量不足(在三代機上這種情況很少出現(xiàn)了)。如果是發(fā)動機自身故障,那幾乎沒有重啟的可能了。因為發(fā)動機工作時轉(zhuǎn)速很高,轉(zhuǎn)動慣量很大,只要飛機循環(huán)正常是很難熄火的。一旦是發(fā)動機故障導(dǎo)致熄火,就說明缺乏重啟條件。比如撞鳥,或者發(fā)動機喘振、葉片脫落,這些情況嚴(yán)重到足以讓發(fā)動機無法維持正常循環(huán)。那這時候就不能猶豫了,該棄機跳傘就棄機跳傘,否則最終一定是機毀人亡。

殲15撞鳥遭遇空中撞鳥造成發(fā)動機停車

如果是外在原因,比如說按下機炮按鈕打了一梭子,結(jié)果機炮的煙被大量吸入到了發(fā)動機中,導(dǎo)致供氧量不足而熄火,那這種情況還是可以處置一下的。美國的A-10在早些年的版本就有吞煙熄火這個問題。這種情況下,發(fā)動機本身并未損壞,所以還是可以搶救一下的。

A-10射擊時GAU-8產(chǎn)生大量濃煙,很容易造成發(fā)動機熄火,后來在炮口增加燃?xì)鈱?dǎo)流裝置才解決這個問題

如果重新啟動不成功,只好彈射跳傘。但是,跳傘時座椅底下的二枚助推火箭將飛行員推出座艙時,飛行員的脊椎已經(jīng)受傷,一般只有試飛員在試飛科目時才允許空中停車,重新啟動。很危險!

兔哥解答一下這個問題;首先戰(zhàn)斗機在空中主動關(guān)閉發(fā)動機然后在啟動是一個定型必須要有的科目,主要是檢驗戰(zhàn)斗機空中出現(xiàn)發(fā)動機停車后的再次啟動能力,如果不能快速啟動,也就只能墜毀了。正常飛行中是不允許關(guān)閉發(fā)動機的,這是違規(guī)的,也是嚴(yán)格禁止的,會增加不安全性,同時也沒有意義,飛的好好的如果關(guān)閉發(fā)動機,戰(zhàn)斗機的動力消失,戰(zhàn)斗機的速度會快速下降,如果不能迅速啟動發(fā)動機,后果很嚴(yán)重。



在正常飛行中,戰(zhàn)斗機發(fā)動機空中停車屬于機械事故,即便是能夠重新啟動,也要嚴(yán)格檢查,找出導(dǎo)致發(fā)動機空中停車的原因,很繁瑣也很嚴(yán)肅,甚至?xí)?dǎo)致這個型號的飛機,或者是使用這個型號發(fā)動機的飛機都停飛,這可是一個大問題,影響很大的。戰(zhàn)斗機只所以在定型之前要試驗戰(zhàn)斗機空中停車這個危險科目,就是防止空中意外停車時發(fā)動機再啟動能力,和找出戰(zhàn)斗機停車后在什么高度再次啟動發(fā)動機更有利。戰(zhàn)斗機有單發(fā)戰(zhàn)斗機,也有雙方戰(zhàn)斗機,雙發(fā)戰(zhàn)斗機的安全性要高很多,即便是一臺發(fā)動機出現(xiàn)意外停車事故,還有一臺發(fā)動機,再啟動能力也容易。下面我們主要針對單發(fā)戰(zhàn)斗機來說明問題。

戰(zhàn)斗機發(fā)動機是如何啟動的,了解了這個問題,有助于我們解答空中停車時的再次啟動的可行性;戰(zhàn)斗機的發(fā)動機的啟動并不是一個簡單的事,戰(zhàn)斗機發(fā)動機基本都是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,渦輪風(fēng)扇發(fā)動機需要氣流推動渦輪葉片轉(zhuǎn)動并且達(dá)到一定的高速度才能產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象。渦輪葉片是把進(jìn)入的空氣氣流壓縮,形成高壓氣體,然后注入燃油,形成高壓混合油氣,當(dāng)油氣混合氣體達(dá)到最大壓強,點燃,產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象,高壓高溫氣流從發(fā)動機尾噴管噴出,推動戰(zhàn)斗機前進(jìn)。渦輪風(fēng)扇發(fā)動機需要利用高速氣流推動渦輪葉片才能啟動,而戰(zhàn)斗機不前進(jìn)就沒有空氣動力源,因此,戰(zhàn)斗機在地面啟動需要外部能量來啟動?,F(xiàn)在的戰(zhàn)斗上都安裝有一個輔助發(fā)動機,也叫APU,解決了戰(zhàn)斗機自啟動的問題。
戰(zhàn)斗機上APU的作用以及啟動程序;APU也就是一個輔助小型發(fā)動機,通常是一個小型渦輪發(fā)動機,首先要利用電源啟動APU發(fā)動機,然后在帶動戰(zhàn)斗機的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機啟動。APU有兩種啟動戰(zhàn)斗機發(fā)動機的方式,一個是軸性連接,APU啟動后利用連接齒輪帶動戰(zhàn)斗機發(fā)動機啟動。第二種也是主流方式,方便位置選擇,減少發(fā)動機直徑,也叫氣動啟動,APU啟動后能夠產(chǎn)生高壓氣流,利用高壓氣流推動戰(zhàn)斗機渦輪風(fēng)扇發(fā)動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,當(dāng)APU功率輸出最大值后,按動發(fā)動機啟動按鈕,讓戰(zhàn)斗機發(fā)動機旋轉(zhuǎn),達(dá)到轉(zhuǎn)速要求后,戰(zhàn)斗機發(fā)動機開始向燃燒室注入燃油,形成高壓油氣混合體,點火器點火發(fā)生爆燃,發(fā)動機就被帶動起來了。APU的好處是減少地面后勤保障,APU自身有一個電瓶,能夠不依靠外部電源啟動,但啟動后耗電量非常高,需要主發(fā)動機啟動后充電,通常情況下不使用戰(zhàn)斗機上的電瓶,而是使用地面電源。APU啟動發(fā)動機成功后并不馬上關(guān)機,而且等戰(zhàn)斗機爬升到一定高度后停止工作。



有了APU是否就保障了戰(zhàn)斗機空中停車后的再次啟動呢?APU是一套不依賴機外任何能源、自成體系的小型動力裝置,理論上能夠在戰(zhàn)斗機發(fā)生停車時再次啟動。這里必須要面對一個事實,就是啟動時間和飛機所處的高度。戰(zhàn)斗機正常情況下至少需要十多秒,多數(shù)是幾十秒才能啟動起來,戰(zhàn)斗機在空中出現(xiàn)停車,即便是按照正常情況下的時間再次啟動,如果戰(zhàn)斗機的高度低于2000米,即便等戰(zhàn)斗機啟動起來,估計也掉到地面了,當(dāng)然和戰(zhàn)斗機的載重量也有關(guān)系。但是時間確實不滿足低空情況下的再次啟動的要求。特別是空中停車都是有故障引起的,例如,出現(xiàn)油路堵塞等情況,因此,空中再次啟動要比正常情況下的啟動更耗時,也沒有把握,如果高度不夠很難滿足再次啟動的條件。如何解決這個問題呢?這就需要另外一個輔助系統(tǒng)EPU。

戰(zhàn)斗機單純依靠APU理論上能夠再次啟動發(fā)動機,但并不能保障可靠性,因此,需要另外一個輔助系統(tǒng)EPU;EPU是Emergency Power Unit的縮寫,其作用是在發(fā)動機出現(xiàn)故障時,給戰(zhàn)斗機提供用電力和液壓。因為戰(zhàn)斗機的液壓和電能來源于發(fā)動機,單發(fā)動機的戰(zhàn)斗機動力失效后電能和液壓也會失能,導(dǎo)致戰(zhàn)斗機的最低限度的姿態(tài)無法控制,這個EPU系統(tǒng)就是能夠輸出戰(zhàn)斗機所需要的電能和液壓滿足戰(zhàn)斗機對飛行姿態(tài)的控制,從而保障飛機空中再次啟動的時間,也可以保障飛行員跳傘時的有利姿態(tài),如果可以,還可以為飛行員迫降戰(zhàn)斗機提供姿態(tài)控制所需要的能量。

EPU燃料的特性;EPU以肼(jing)基燃料為應(yīng)急動力源,也就是火箭發(fā)動機的燃料,肼儲存空間小,雖然不能啟動發(fā)動機,但帶動應(yīng)急發(fā)電機和液壓泵還是沒有問題的,因此,多用于體積小的戰(zhàn)斗機等軍機使用。但肼也有一個缺點,就是有毒,所以,加注肼時需要穿防護服,流程也要求嚴(yán)格。戰(zhàn)斗機上的EPU是讓肼(H-70肼燃料,含70%肼和30%水)和銥金屬(催化劑)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生氫氣、氮氣和高溫水蒸氣,驅(qū)動一個小型渦輪動力,帶動應(yīng)急發(fā)電機和液壓泵,為戰(zhàn)斗機提供電能和液壓能,以便飛行員能夠控制戰(zhàn)斗機的飛機姿態(tài),防止戰(zhàn)斗機停車后失控。

現(xiàn)在先進(jìn)戰(zhàn)斗機上都采用了APU和EPU聯(lián)合系統(tǒng),例如,美國的F-16戰(zhàn)斗機,歐洲的“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機,F(xiàn)-22戰(zhàn)斗機等等。戰(zhàn)斗機空中是不允許關(guān)閉發(fā)動機的,即便是定型試驗也是有一個安全高度限制的。戰(zhàn)斗機空中停車后是否能再次啟動首先是可以的,但有一個條件就是高度,目前雖然戰(zhàn)斗機上裝備有能夠再次啟動的APU和提供應(yīng)急電源和液壓源的EPU系統(tǒng),但依然需要高度做保障,所以,如果空中故意停車,對戰(zhàn)斗機和飛行員的安全具有重大影響,沒人會這么做。
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