尾撬，飛機(jī)尾后的貼身護(hù)衛(wèi)

子寧

2010年1月29日，一架奧地利航空的波音767-300從北京首都機(jī)場(chǎng)起飛，由于遭遇側(cè)風(fēng)與紊流，飛機(jī)抬輪時(shí)尾部在跑道上擦出了一道重重的白煙。所幸飛行員沒有收到飛控系統(tǒng)關(guān)于機(jī)體受損的信號(hào)，這架波音767客機(jī)正常爬升向目的地飛去。

保護(hù)這架飛機(jī)的關(guān)鍵部位就是位于飛機(jī)尾部的一個(gè)名叫尾橇的小部件，別看它個(gè)頭小，卻十分重要，現(xiàn)代大型民航客機(jī)可都少不了它。

尾橇，英文名為tail skid，直譯成中文是“尾部滑橇”，專門用于保護(hù)飛機(jī)起降時(shí)由于抬輪速度過快或遭遇異常氣流等因素導(dǎo)致機(jī)尾與跑道的撞擊或摩擦，確保機(jī)身本體不受傷害。尾橇上設(shè)計(jì)用于撞擊磨損的部位沒有液壓或電路系統(tǒng)，就像是沒有神經(jīng)與血液的硬骨骼。一些飛機(jī)尾橇的橇桿可以受控收放，但控制結(jié)構(gòu)必須遠(yuǎn)離機(jī)體。在飛機(jī)整體設(shè)計(jì)中，可能遭受擦尾的部位必須位于增壓艙結(jié)構(gòu)外。

現(xiàn)代客機(jī)大多采用前三點(diǎn)式起落架設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)注定為擦尾事故的發(fā)生帶來了可能。導(dǎo)致擦尾事故的原因主要有幾種，起飛時(shí)擦尾多是因?yàn)殄e(cuò)誤的重心配平，或重心計(jì)算錯(cuò)誤；由于重量或襟翼設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致錯(cuò)誤的抬輪速度；過快的抬輪速率則多發(fā)生在飛行員機(jī)型改裝后對(duì)新機(jī)型沒有完全適應(yīng)；最后還有錯(cuò)誤的飛行指揮。著陸擦尾事故則是因?yàn)榭账龠^大、高度過高以及突然改變姿態(tài)而導(dǎo)致的不穩(wěn)定進(jìn)近；飛行員對(duì)平穩(wěn)著陸的過程追求；側(cè)風(fēng)、陣風(fēng)和風(fēng)切變處理不當(dāng)；以及突然做出復(fù)飛決定而導(dǎo)致推力、仰角不當(dāng)。其中，著陸時(shí)發(fā)生擦尾事故后果一般更為嚴(yán)重，多數(shù)情況會(huì)造成飛機(jī)主體結(jié)構(gòu)受損，令人印象深刻的韓亞航空214航班空難就是一起典型的擦尾導(dǎo)致飛機(jī)解體的重大事故。

為防止擦尾事故的發(fā)生，以及減少擦尾發(fā)生時(shí)對(duì)飛機(jī)的傷害，波音在這方面作了很多研究，飛機(jī)擦尾保護(hù)系統(tǒng)因此應(yīng)運(yùn)而生。這套系統(tǒng)專門為777-300ER這樣的大型寬體客機(jī)設(shè)計(jì)，并集成到了飛控系統(tǒng)當(dāng)中。該系統(tǒng)會(huì)結(jié)合飛機(jī)重心、載荷、機(jī)場(chǎng)氣象條件，連續(xù)讀取起飛滑跑時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)，并通過傳感器獲得機(jī)尾相對(duì)跑道的距離與接近率，如果認(rèn)為即將發(fā)生擦尾，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)向控制飛機(jī)俯仰的水平尾翼發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)限制飛機(jī)抬頭。

在此前例如7571767-300這類體型較長(zhǎng)的客機(jī)上，應(yīng)對(duì)擦尾事故的方法是在尾部下方可能發(fā)生擦尾的區(qū)域加裝一塊可以吸收沖擊力的滑橇。發(fā)明防擦尾保護(hù)系統(tǒng)的5名波音工程師之一——密特拉·山克瑞特（Mithra Sankrithi）介紹說：“為寬體機(jī)安裝實(shí)體尾橇，一次輕柔的擦尾事故倒是次要的，因?yàn)槲覀兛梢愿鼡Q尾橇結(jié)構(gòu)，做機(jī)體強(qiáng)度檢查，一般情況都不會(huì)有大問題。讓跑道摩擦尾橇總比直接與機(jī)體摩擦好，只要?dú)鈩?dòng)外形沒改變，蒙皮沒有受損，飛行員就依然能完全控制飛機(jī)。在787和以后的機(jī)型上，我們采用或?qū)⒉捎酶冗M(jìn)的防擦尾保護(hù)系統(tǒng)，此時(shí)飛機(jī)不再安裝實(shí)體結(jié)構(gòu)的尾橇，而是在原位置安裝傳感器，這樣可以減輕重量，降低生產(chǎn)與維護(hù)成本。同時(shí)，該系統(tǒng)還針對(duì)寬體機(jī)在起降階段做了氣動(dòng)優(yōu)化，使客機(jī)獲得更多的載荷?！?/p>

在客機(jī)上安裝尾橇，是為了避免機(jī)尾意外接地造成傷害，而在一款新飛機(jī)的取證試飛階段，試飛員則必須讓飛機(jī)尾部接地起飛，以獲得這款飛機(jī)一個(gè)極為關(guān)鍵的指標(biāo)——最小離地速度（V_MU）。

空中客車的最新客機(jī)——A350XWB測(cè)試最小離地速度時(shí)（題圖），在尾部加裝了一塊可承受超過150噸壓力的特質(zhì)尾橇，以防止試驗(yàn)時(shí)對(duì)機(jī)體造成傷害。對(duì)飛行員來說，這是所有試飛中最令人緊張的科目之一，因?yàn)轱w機(jī)抬頭后很難建立穩(wěn)定的擦地狀態(tài)，大迎角會(huì)導(dǎo)致飛行員幾乎看不到跑道，很難保持飛機(jī)姿態(tài)與方向，此外還容易導(dǎo)致機(jī)尾損壞、著火。最嚴(yán)重的是，低速大迎角容易導(dǎo)致飛機(jī)失速、發(fā)動(dòng)機(jī)停車，而這將導(dǎo)致飛機(jī)意外撞地或沖出跑道，造成重大損失。因此，A350XWB的這項(xiàng)測(cè)試選在了位于法國(guó)南部的伊斯特爾空軍基地進(jìn)行，該基地跑道長(zhǎng)達(dá)5千米，其延長(zhǎng)線上也有數(shù)千米沒有任何障礙物，氣象方面則需跑道環(huán)境內(nèi)無湍流，風(fēng)速小于5節(jié)。

我國(guó)自主研發(fā)的ARJ21支線客機(jī)在取證試飛階段也進(jìn)行過這項(xiàng)測(cè)試，加裝尾橇的飛機(jī)經(jīng)過7架次試飛，最終給出了飛機(jī)在各種推重比下的最小離地速度，同時(shí)創(chuàng)造了尾橇觸地滑跑姿態(tài)角13.8°、擦地姿態(tài)長(zhǎng)達(dá)16秒的紀(jì)錄。

除了加裝機(jī)械結(jié)構(gòu)的尾橇外，一些飛機(jī)還通過尾輪防止機(jī)尾與跑道摩擦，作為支撐，尾輪還可增加飛機(jī)在抬頭階段的穩(wěn)定性。協(xié)和客機(jī)的尾部就有一個(gè)可以收納在流線型尾椎里的尾輪，前蘇聯(lián)伊留申飛機(jī)設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的伊爾一62系列客機(jī)，尾部也有一對(duì)半埋式尾輪，飛機(jī)滑行時(shí)，尾輪放下，用于支撐巨大的尾翼與4臺(tái)D30發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，滑跑起飛時(shí)，半埋的尾輪起到了不錯(cuò)的防擦尾效果。不僅客機(jī)有尾橇尾輪，J35“龍”戰(zhàn)機(jī)、馬基MB-326等小型戰(zhàn)斗/教練機(jī)的尾部也裝有尾輪。

無論是尾橇，還是尾輪，亦或什么都沒有，每次飛行結(jié)束后，機(jī)務(wù)都需目視觀察尾部是否有磨損痕跡，如果有，則必須進(jìn)行更進(jìn)一步的檢查與修復(fù)工作，否則有可能會(huì)給未來的飛行埋下重大安全隱患。1985年8月12日，日本航空的一架波音747客機(jī)（沒有尾橇）執(zhí)行從東京飛往大阪的123次航班時(shí)，就因之前發(fā)生擦尾事故后，沒有對(duì)機(jī)體進(jìn)行完善徹底的修復(fù)，導(dǎo)致飛行中垂直尾翼脫落進(jìn)而墜毀，造成了520人死亡、4人受傷的重大事故。2002年5月25日，中華航空的一架747在起飛爬升階段突然解體，導(dǎo)致機(jī)上225人全部罹難。此次“澎湖空難”，也是因?yàn)樵摍C(jī)于1980年2月7日在香港啟德機(jī)場(chǎng)執(zhí)行CI009航班起飛時(shí)，機(jī)尾擦地?fù)p傷了蒙皮，然而當(dāng)時(shí)機(jī)務(wù)并沒有按照波音給出的維修標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修復(fù)。此后20多年的飛行中，金屬疲勞導(dǎo)致該機(jī)機(jī)體強(qiáng)度減弱，最終以空中解體告終。

責(zé)任編輯：陳肖