【簡(jiǎn)介：】飛機(jī)在飛行時(shí)速度非?？?，即便在降落時(shí)速度依然不低。那么，飛機(jī)是如何進(jìn)行減速的呢？是否像汽車(chē)一樣松掉油門(mén)腳踩剎車(chē)？是否還有手剎？一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)會(huì)通過(guò)反推裝置、擾流板、機(jī)輪剎車(chē)

飛機(jī)在飛行時(shí)速度非常快，即便在降落時(shí)速度依然不低。那么，飛機(jī)是如何進(jìn)行減速的呢？是否像汽車(chē)一樣松掉油門(mén)腳踩剎車(chē)？是否還有手剎？

一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)會(huì)通過(guò)反推裝置、擾流板、機(jī)輪剎車(chē)等方式來(lái)減速。反推裝置通過(guò)改變噴射氣流的流向，產(chǎn)生與推進(jìn)力方向相反的力來(lái)使飛機(jī)減速。一定情況下，反推制動(dòng)方式受自然條件的影響也較小，對(duì)提升飛機(jī)安全性有重要意義。

通過(guò)反推裝置實(shí)現(xiàn)飛機(jī)減速

隨著飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和氣動(dòng)設(shè)計(jì)能力的不斷發(fā)展以及高推力發(fā)動(dòng)機(jī)的推陳出新，大型噴氣式飛機(jī)的起飛和著陸重量不斷提高。大型化的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)飛機(jī)著陸和起飛提出了更高要求，在著陸重量很大的情況下為實(shí)現(xiàn)較短的滑跑距離，最有效措施就是采用反推力裝置及相應(yīng)的控制技術(shù)。

在正?；芎惋w行狀態(tài)時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生向后的噴射氣流，從而產(chǎn)生往前的正推力。而飛機(jī)在中斷起飛或降落接地等情況下，需要借助于反推裝置，通過(guò)改變?nèi)炕蛘卟糠謬娚錃饬髁飨虻姆绞?，產(chǎn)生與正推力方向相反的反推力來(lái)使飛機(jī)減速。為保證飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，反推裝置要具備操作容易、安裝性能好、承載能力強(qiáng)、流量損失小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

采用反推裝置實(shí)現(xiàn)飛機(jī)減速具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先，與僅采用機(jī)輪剎車(chē)相比，在潮濕、結(jié)冰或被雪覆蓋的跑道上，反推裝置工作時(shí)的減速效果更明顯。其次，反推裝置工作時(shí)的適應(yīng)性很好，能在飛機(jī)迫降、緊急終止起飛以及在惡劣氣候下為飛機(jī)提供可靠的減速力。再次，反推裝置可以減少飛機(jī)機(jī)輪剎車(chē)系統(tǒng)磨損，也不需要像減速傘在使用后需要重新收起，從而提高飛機(jī)的使用效率。最后，反推裝置不要求機(jī)場(chǎng)設(shè)置專(zhuān)門(mén)設(shè)備，不受著陸面積的制約，比其他幾種減速方式平穩(wěn)可靠。

從安全性角度來(lái)看，反推力裝置是大型飛機(jī)必不可少的組成部分，這使得反推技術(shù)的研究和發(fā)展一直是各國(guó)飛機(jī)制造商和發(fā)動(dòng)機(jī)研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)反推裝置的主要方式

飛機(jī)上反推裝置的設(shè)計(jì)與所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)密切相關(guān)，如果一種型號(hào)的飛機(jī)可以配備多款型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么該型號(hào)飛機(jī)就可能存在兩種及以上的反推形式。目前常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型有渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)）及渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)）四種，其中渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)一般不涉及反推裝置。

其中渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管組成，渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓氣機(jī)工作，壓氣機(jī)增壓空氣，高壓空氣與燃油在燃燒室混合后燃燒，產(chǎn)生高溫高壓空氣經(jīng)渦輪和尾噴管向后噴出，產(chǎn)生正推力，同時(shí)驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)增加了風(fēng)扇和外涵道，其中與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為內(nèi)涵道，而通過(guò)風(fēng)扇后直接排出發(fā)動(dòng)機(jī)的那部分氣體通過(guò)的通道稱(chēng)為外涵道，各級(jí)渦輪分別驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和壓氣機(jī)工作，風(fēng)扇對(duì)外涵道氣流進(jìn)行加速加壓，從而產(chǎn)生外涵道正推力?？梢?jiàn)，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力包括內(nèi)涵道推力和外涵道推力兩部分。

通過(guò)對(duì)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)及渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的分析，可知渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)反推裝置產(chǎn)生反推力只能通過(guò)內(nèi)涵道噴射氣流的方向折返才能夠?qū)崿F(xiàn)，而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)反推裝置原則上既可以通過(guò)內(nèi)涵道噴射氣流的方向折返產(chǎn)生反推力，也可以通過(guò)外涵道氣流的方向折返產(chǎn)生反推力，或是二者兼?zhèn)洹?/p>

目前實(shí)現(xiàn)反推的方式主要是機(jī)械式反推，結(jié)合渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，反推結(jié)構(gòu)主要包括折流板反推、葉柵式反推和折流門(mén)反推等。

折流板反推力器可以細(xì)分為兩種，一種是蚌蛤式反推，反推結(jié)構(gòu)位于噴管前面；另一種是抓斗式反推，反推結(jié)構(gòu)位于噴管后面。在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正推力時(shí)，兩扇反推門(mén)通過(guò)前后傳動(dòng)搖臂，緊貼在延伸管和噴口左右兩側(cè)，當(dāng)需要反推力時(shí)，兩扇門(mén)對(duì)接在一起，迫使氣流向斜前方噴出產(chǎn)生反推力，使飛機(jī)減速。這類(lèi)反推力裝置通常安裝在機(jī)翼下的短艙后端，要求短艙伸出翼外，否則，當(dāng)反推力排氣直接流過(guò)機(jī)翼時(shí)會(huì)產(chǎn)生不必要的升力，使反推效率下降。

通常情況下，折流板反推的反向氣流噴射角度較大，反推效率較低。因此，折流板反推力器多用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)或小涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)上，主要依靠?jī)?nèi)涵道氣流折返變向產(chǎn)生反推力。折流板反推器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是重量較大，承受的反推力載荷大，且反推氣流容易作用到機(jī)身結(jié)構(gòu)上。

葉柵式反推主要應(yīng)用于大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)上，如涵道比為9的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)一級(jí)壓氣機(jī)外涵風(fēng)扇的推力可占發(fā)動(dòng)機(jī)總推力的80%左右。葉柵式反推裝置在結(jié)構(gòu)上和折流板反推比更加靈巧緊湊，反推力更加平穩(wěn)，短艙內(nèi)有足夠空間滿(mǎn)足該反推力裝置的定位要求。葉柵式反推裝置只適用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，其反推力可高達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力的60%～70%。其缺點(diǎn)是機(jī)械協(xié)調(diào)件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，葉柵蓋和阻流板的氣流泄漏可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能降低。

葉柵式反推應(yīng)用比較廣泛，常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)有V2500、CFM56-7B、GE90、遄達(dá)900及PW4000等，涉及的機(jī)型包括空客A320、波音737、波音777、空客A380及A330等。波音787配備了遄達(dá)1000和GEnx-1B兩款發(fā)動(dòng)機(jī)，均采用了葉柵式反推系統(tǒng)。中國(guó)商飛的ARJ21飛機(jī)尾吊發(fā)動(dòng)機(jī)和C919飛機(jī)翼吊發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了葉柵式反推裝置。

折流門(mén)反推的常見(jiàn)形式為瓣式轉(zhuǎn)動(dòng)折流門(mén)反推，其由在短艙側(cè)壁上沿周向設(shè)置的四組或多組轉(zhuǎn)動(dòng)的樞軸折流門(mén)及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。正推力狀態(tài)時(shí)，折流門(mén)與短艙緊密配合，保證外涵道及短艙外表面的氣動(dòng)性能。需要產(chǎn)生反推力時(shí)，折流門(mén)繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，每組門(mén)的內(nèi)側(cè)部分相當(dāng)于葉柵式反推的阻流門(mén)，擋住外涵道氣流，而外側(cè)部分相當(dāng)于葉柵式反推的葉柵部分，對(duì)排氣起到定向?qū)Я髯饔?，產(chǎn)生反推力。瓣式轉(zhuǎn)動(dòng)折流門(mén)反推力器對(duì)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)比較適用，其反推力約為發(fā)動(dòng)機(jī)靜推力的40%。折流門(mén)反推在結(jié)構(gòu)上雖然比葉柵式反推簡(jiǎn)單，但比折流板反推復(fù)雜，且其折流門(mén)對(duì)短艙密封性能的影響也相對(duì)較大。

折流門(mén)反推常見(jiàn)于采用遄達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)的空客A330飛機(jī)，以及采用CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)的空客A320、A340及波音737飛機(jī)。

新型反推結(jié)構(gòu)

在飛機(jī)中應(yīng)用反推技術(shù)，既增加了機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜性，更重要的是增加了短艙結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。實(shí)踐表明，對(duì)于風(fēng)扇直徑大于2540毫米（100英寸）的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，反推力系統(tǒng)的質(zhì)量達(dá)到短艙質(zhì)量的30%以上。像GE90這樣的超大型發(fā)動(dòng)機(jī)，單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)配備的反推力系統(tǒng)質(zhì)量達(dá)到680千克。而像F100等較小型的發(fā)動(dòng)機(jī)，其反推力系統(tǒng)的質(zhì)量約為短艙質(zhì)量的55%。

目前正在研究的一種新型反推裝置為無(wú)阻流器發(fā)動(dòng)機(jī)反推力裝置（BETR）。該裝置結(jié)構(gòu)布局的主要特點(diǎn)是去掉了內(nèi)涵道及外涵道阻流器，在需要產(chǎn)生反推力時(shí)，外涵道可滑移整流罩向后滑動(dòng)，將葉柵露出，利用噴射系統(tǒng)直接將內(nèi)涵道壓氣機(jī)高壓空氣按一定角度噴入外涵道氣流中，產(chǎn)生氣動(dòng)效應(yīng)，使外涵道氣流偏轉(zhuǎn)，并通過(guò)折流葉柵排出實(shí)現(xiàn)反推目的。這種方法大幅度減輕了反推系統(tǒng)的質(zhì)量，降低了作動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且對(duì)內(nèi)流無(wú)干擾，反推效率明顯提高。

目前，主要借助于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)對(duì)無(wú)阻流器葉柵式反推力裝置開(kāi)展數(shù)值研究工作，研究?jī)?nèi)容涉及二次流噴射位置、噴射流量、噴射角度等對(duì)反推力性能的影響。研究結(jié)果表明，二次流噴射位置等因素對(duì)二次流下游形成的渦結(jié)構(gòu)作用范圍和位置產(chǎn)生了影響，從而決定了反推性能。

反推力裝置是現(xiàn)代大型噴氣式飛機(jī)必不可少的組成部分，同時(shí)也是涉及結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、材料、氣動(dòng)以及機(jī)械等專(zhuān)業(yè)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)。目前，我國(guó)在發(fā)動(dòng)機(jī)反推技術(shù)領(lǐng)域的研究還比較基礎(chǔ)，相信通過(guò)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的研制，將提升我國(guó)在大型噴氣式飛機(jī)反推技術(shù)和裝置方面的研制能力。

除了反推裝置實(shí)現(xiàn)飛機(jī)減速，飛機(jī)還有其他減速神器，得以幫助飛機(jī)在高速度狀態(tài)下快速減速并且停穩(wěn)。

擾流板

乘坐飛機(jī)時(shí)，坐在機(jī)艙中間以及靠后位置的乘客可能會(huì)注意到，飛機(jī)在降落過(guò)程中兩側(cè)機(jī)翼的上表面會(huì)突然“翹起”很多“板子”，這些“板子”的專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)叫作擾流板。飛行員在將飛機(jī)降落的過(guò)程中，會(huì)將擾流板的控制手柄放在ARM位，飛機(jī)起落架的輪胎觸地后，無(wú)需飛行員的操作，擾流板的控制手柄會(huì)自動(dòng)到UP位，此時(shí)機(jī)翼上的擾流板就會(huì)自動(dòng)升起，擾流板豎起來(lái)時(shí)就好似一道氣閘一樣，讓機(jī)輪牢牢地抓住地面。升起的擾流板一方面會(huì)減小飛機(jī)的升力，幫助飛機(jī)平穩(wěn)貼地，另一方面，擾流板會(huì)產(chǎn)生阻力，來(lái)幫助飛機(jī)減速，從而縮短飛機(jī)的著陸滑跑距離。

很多人可能以為這小小的幾塊扳子對(duì)減速不會(huì)起太大的作用，其實(shí)事實(shí)正好相反，擾流板對(duì)減速的作用至關(guān)重要。落地后擾流板打開(kāi)，這樣破壞了機(jī)翼的升力結(jié)構(gòu)，使飛機(jī)的重量盡可能地壓在機(jī)輪上，使得機(jī)輪制動(dòng)的效率變高。如果落地后擾流板不升起，那就算機(jī)輪已經(jīng)著地，飛機(jī)的重量仍然有相當(dāng)一部分被機(jī)翼的升力所抵消，這對(duì)機(jī)輪的制動(dòng)很不利。有人做過(guò)測(cè)試，擾流板升與不升，其減速效率相差可達(dá)60%以上。

擾流板按作用不同分為地面擾流板和飛行擾流板。飛行擾流板既可在空中使用，也可在地面使用。飛行擾流板在地面使用時(shí)，與地面擾流板相似。

機(jī)輪剎車(chē)

除了擾流板的氣動(dòng)阻力與機(jī)輪滾動(dòng)阻力對(duì)飛機(jī)減速，有時(shí)還會(huì)設(shè)法增大飛機(jī)的阻力，使之迅速減速，縮短著陸滑跑距離與滑跑時(shí)間。在進(jìn)行機(jī)輪剎車(chē)時(shí)，飛機(jī)起落架上面的液壓裝置會(huì)向飛機(jī)的輪子提供制動(dòng)力來(lái)進(jìn)行減速。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在飛機(jī)整個(gè)剎車(chē)系統(tǒng)基本都是全自動(dòng)的，飛機(jī)自帶的剎車(chē)控制系統(tǒng)會(huì)通過(guò)飛機(jī)的速度快慢自行調(diào)節(jié)剎車(chē)壓力大小，從而使飛機(jī)完美地完成降落。

飛機(jī)的機(jī)輪剎車(chē)裝置與汽車(chē)原理相似，但飛機(jī)的剎車(chē)片耐熱性和摩擦性能更加好，通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)和定盤(pán)互相推壓產(chǎn)生摩擦，最終達(dá)到剎車(chē)目的。由于摩擦面之間的相互摩擦作用，增大了阻止機(jī)輪滾動(dòng)的力矩，所以機(jī)輪在滾動(dòng)中受到的地面摩擦力顯著增大，飛機(jī)的滑跑速度隨之減小，能有效地縮短飛機(jī)的著陸滑跑距離。

此外，跟汽車(chē)一樣飛機(jī)的剎車(chē)也具有ABS（防抱死制動(dòng)）系統(tǒng)，防止剎車(chē)時(shí)出現(xiàn)“拖胎”的現(xiàn)象，同時(shí)會(huì)對(duì)比各輪胎的轉(zhuǎn)速，讓所有的輪胎均衡地剎車(chē)，一方面優(yōu)化剎車(chē)的效率，另一方面降低輪胎的磨損而延長(zhǎng)其使用壽命。一般，在飛機(jī)降落到地面的時(shí)候，輪胎會(huì)與地面有劇烈的摩擦，因此在艙內(nèi)的人會(huì)感覺(jué)到有較大的動(dòng)靜。在滑行的過(guò)程中，飛機(jī)的速度也會(huì)慢慢地降下來(lái)。但由于在每次降落的時(shí)候輪胎都會(huì)受到很大的沖擊力，所以也需要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行檢查。

一般，飛行員使用自動(dòng)剎車(chē)，在駕駛艙有一個(gè)自動(dòng)剎車(chē)的選擇旋鈕。以波音737NG飛機(jī)為例，選擇旋鈕共有5個(gè)檔位，選擇不同的檔位就會(huì)有不同的剎車(chē)力度。當(dāng)飛機(jī)速度減速至接近滑行速度時(shí)，飛行員解除自動(dòng)剎車(chē)，改由腳踩來(lái)人工剎車(chē)而控制飛機(jī)速度。最后要提醒的是，飛機(jī)著陸減速時(shí)，也要記得聽(tīng)從乘務(wù)員的指揮，要收起小桌板、系好安全帶、調(diào)正座椅靠背、打開(kāi)遮陽(yáng)板、關(guān)閉通信設(shè)備，切不可走動(dòng)或起身拿行李，要確保自己和他人的安全。