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如果一个引擎出故障，飞机怎么还能飞呢？

2020-03-11 17:37

来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体

动作片充满了戏剧性、悬念、动作和危险，所有这些只有在事件发生在9144米（30000英尺）的高度时才会被放大！虽然好莱坞大片和超级英雄电影可能会让人觉得乘飞机是一种冒险，但如果在飞行途中发生意外情况，即使发动机出现故障，也会有无数的安全协议和应急计划！虽然飞机引擎不工作的想法听起来很可怕，但引擎故障却出人意料地普遍存在，而且有很多策略和解决方案可以保证每位乘客的安全。在某些情况下，机上的乘客甚至不知道发动机何时出现故障，尽管飞行员和机组人员肯定会知道！

那么，如果飞机一个引擎出故障，它是如何保持在空中飞行的呢？

飞行物理学

在解释发动机的功能和故障时的危险之前，先简要回顾一下飞行的物理原理。虽然我们通常认为飞机是一个单独的飞行单元，但两个关键部件是发动机和机翼，它们的用途完全不同。

简单来说，空气被吸入飞机的发动机，在那里与燃料混合，并以可控的速度燃烧。这种空气/燃料混合物膨胀，推动活塞，从而转动曲轴和螺旋桨。每个气缸内的活塞将通过进气、压缩、动力和排气四个步骤的循环来积聚力。飞机的引擎设计用来推动飞机以非常快的速度前进，但这不是飞机能够飞行的原因。毕竟，很多东西可以在没有引擎的情况下飞行，如滑翔机或纸飞机。

一旦发动机以很快的速度推动飞机前进，空气也会在机翼上快速移动。飞机机翼的弯曲特性是专门为产生升力而设计的，升力使飞机保持在空中。当机翼在空气中运动时，它使空气在上方和下方偏转，从而影响气压。弯曲的机翼上部将降低其上方的气压，而扁平的机翼下部将增加其下方的气压。这种压力差和随后的空气速度使飞机向上移动，而发动机使飞机向前移动。

当发动机发生故障时会发生什么？

在9144米（30000英尺）的巡航中，发动机故障听起来像是一个灾难性的问题，但这并不一定意味着就会发生坠机悲剧。事实上，每年大约有150-200起事故或事件是由于发动机故障造成的，但在每年估计的5000万次飞行（国内、私人、军事等）中，这些都是相当安全的几率。

发动机可能会因许多原因而失效，例如发动机内部的机械故障、涡轮或螺旋桨损坏、漏油、燃油污染，甚至有异物（如鸟）进入发动机！虽然这种故障很少发生（如前所述，约为百万分之一），但飞行员和飞行机组人员必须接受适当的培训，以冷静和安全地处理这种情况。

有趣的是，如果一台发动机发生故障，不会被当作严重的紧急情况来处理，因为这是一个非常容易处理的问题。在一架四引擎飞机上，如波音747或空客340，乘客甚至可能不会被告知这个问题，因为其他引擎本身就完全有能力弥补这个不足。在一架有两个或三个引擎的飞机（分别是波音737和波音727）中，失去引擎也不是紧急情况，因为其中一些飞机可以单引擎飞行5-6小时。在这种情况下，目标通常是在具有足够设施来解决问题的机场降落，而不是在第一个可用的简易机场进行紧急降落。

虽然发动机故障对机上乘客不是死刑，但需要飞行员进行一些调整。失去一个引擎意味着飞机的最大功率将降低，因此剩下的引擎将被接通以弥补差异。这将产生一个不对称的力，导致飞机偏离运转的引擎。如果飞行员不能通过使用方向舵踏板来补偿，这会导致飞机失去平衡和控制。

此外，功率和空速的下降意味着飞机将无法在9144米以上的稀薄大气中飞行。如果飞机不能以足够快的速度移动，大气层中较高的稀薄空气将无法维持升力。飞行员可以降落到较低的高度，但必须迅速降落，通常降到4572-7620米，在这里一个引擎可以维持均匀的飞行。着陆也将是一个更大的挑战，因为飞机中止着陆的能力将受到影响。因此，如果需要改变目的地，飞行员需要仔细考虑机场的类型和可用跑道的长度。

最后，飞机的一些系统是由发动机驱动的，因此如果一个系统发生故障，就有可能影响液压或电气系统。这些类型的系统通常有冗余，这意味着另一个引擎可以承担额外的任务，但在引擎出现故障的情况下，一些非必要的系统可能会受到损害。

作为一名乘客，听到引擎失灵的消息会相当可怕，但飞机的设计是为了在引擎比实际少的情况下安全运行。在某些情况下，飞行员甚至可能切断一个或多个发动机的电源以进行怠速滑行，这是让发动机系统重新启动或复位的一种手段；除了飞机外部发动机体积的减少之外，你甚至可能没有注意到这一点！

如果所有的发动机都坏了怎么办？

首先，一架飞机上的多个引擎在同一次飞行中发生故障的可能性非常小。大多数发动机问题从一开始就很少出现，也不是系统性问题，而是单个发动机中的一个严重问题（即燃料泄漏或鸟飞入螺旋桨）。然而，如果所有的引擎都出了故障，那肯定是紧急情况，但仍然不是无法克服的。

允许飞机飞行的力同样也允许飞机在没有额外动力的情况下滑行。缺乏前进推力将不得不被失去高度（作为能量的一种形式）所取代，但这并不意味着像岩石一样从空中坠落。通过调整机翼和方向舵，一架商用飞机的升阻比可以达到10:1，这意味着每向前滑行16公里，它将损失1.6公里的高度。在平均商业飞行高度9144米的情况下，飞机可以在没有任何引擎动力的情况下滑行80公里。飞机仍能左右转弯，并保持稳定，但将不再能够拉起或升高高度。