前几天南航试飞的C919飞机,在空中也对冲压涡轮(RAT)系统进行了测试,这个形似小风扇的部件,到底有什么作用呢?
冲压涡轮(RAT)在作用是在极端情况下(例如双发失效)为飞机提供应急电力和液压动力,以支持飞机的关键系统的继续运行。其原理也很简单,就是利用空速带动冲压涡轮的叶片转动,进而驱动液压马达和发电机,向飞机提供电源或液压源。
受尺寸限制,冲压涡轮产生的电源和液压源功率有限,以空客A320为例,其冲压涡轮发电功率仅能达到5KVA,电源和液压只能保证关键仪表系统和主飞控舵面(副翼、升降舵、方向舵等)的正常运作。
此外,并非所有飞机都有冲压涡轮,例如空客A320的竞争对手波音737系列飞机就没有冲压空气涡轮。这是因为波音737系列的主飞控舵面采用机械传动和液压助力,紧急情况下只是失去了液压助力,但是勉强还能够操纵(对飞行员的体力要求非常高),从而避免了对冲压空气涡轮的需求,而A320采用电传操纵,没有机械传动备份,关键时刻需要辅助液压才能操纵舵面。
其实飞机的冗余度很大,因此极少会出现冲压涡轮派上用场的时刻,还是以空客A320为例子,只有双发均发生故障、一台发动机故障且对侧发动机的发电机故障或者交流汇流条全都没电的情况下,冲压涡轮才能派上用处。
然而,不怕一万只怕万一,今年3月,国内某航A320在进近阶段高度约4000米时2发的发电机突然故障,在机组启动APU的过程中,1发发电机过载导致保护性断开,飞机就进入了紧急电气形态,机组短时宣布Mayday并放出了冲压涡轮。幸运的是,过了不到一分钟,1发的发电机复位成功,飞机供电恢复,正常落地。
在历史上,冲压涡轮系统也多次在紧急情况下挽救了飞机,其中大部分是双发停车的情况下,比如1983年7月加拿大航空143号航班的事故(也就是著名的基米尼滑翔机,由于油量计算错误未加够燃油导致高空中双发停车),以及创造了世界最远滑翔距离的加拿大越洋航空236号班机(图5)事故(飞机因为维修原因空中漏油,机组打开交输活门导致燃油全部漏完,飞机滑翔了121公里迫降亚速尔群岛)。
真是前有飞翔的荷兰人,后有滑翔的加拿大人,另外也恭喜空客证明了它滑的比波音更远。
当然,冲压涡轮仅能保证最低限度的飞行着陆条件,并不能够完全保证航班在飞行的意外中幸存,但是作为最后一道防线,其能够有效提升机组人员和旅客的幸存概率,这就已经足够了。