雨天飞机能正常起飞吗,下雨天战斗机可以正常飞吗?
不能飞还要它们干什么雨天飞机能正常起飞吗?难道下雨天就不打仗了?不管是民航客机还是战斗机都不怕雨,设计时都是可以抵御大雨的侵袭,在雨天飞行是很常见的事情。下图为雨天起飞的F-22战斗机和雨中降落的A330型客机,结果很明显,只是有时候为了安全尽量降低极恶劣天气下飞行的频率而已。
解释之前我们先了解一下概念:全天候。全天候是指所有复杂气象在内的各种天气的总称,我们经常在新闻中看到XX飞行员具备“四种气象飞行”能力,这个就是指昼间简单气象、昼间复杂气象、夜间简单气象、夜间复杂气象,具备这四项的飞行能力就可以称这个飞行员具备全天候飞行能力。除了飞行员之外,飞机本身也要具备全天候能力以应对不同的气象环境,光靠飞行员是不行的。事实上,现代战斗机都是具备全天候飞行能力的,包括这次讨论的雨天,所以不存在雨天后战斗机就不能飞行了。
第一个问题:雨天是不是会让发动机熄火?很多朋友觉得汽车发动机过水之后就会死火甚至直接报废,所以联想到飞机发动机,但是正常的下雨根本不会导致发动机空中停车的问题。一般来讲涡轮风扇发动机在雨中工作时,被吸入发动机的雨滴以及其他异物会因为风扇的离心作用而直接从外涵道甩出,基本不会进入到内涵道当中。
即便有进入内涵道的雨滴,那么由于压气机流到或燃烧室进口处的水在高温下会迅速变成气态,这样水在由液向气的转变过程中会吸收周围空气热量,这样压气机前空气温度降低,温度降低密度会增大,这样就等于增加了流入发动机的空气质量。另外,水吸热后由液态变为气态后体积迅速膨胀数百倍,膨胀做功增加推力。所以适量的雨滴进入内涵道不仅不会熄火反而会增加发动机5%-15%推力。所以有些在高原机场起飞的飞机会人为进行喷水(喷甲醇或乙醇)进行增推。2010年11月4日澳大利亚航空32号班机A380型客机起飞后1号发动机起火且无法正常关闭,迫降后地面消防车用高压水枪强行向受损的1号发动机内注水谁企图强制关闭发动机。但是由于Trent发动机具备抗暴雨的能力,连续注水根本无法关闭发动机,最终改为注入消防泡沫,在迫降后3小时才成功关闭失控的发动机。
事实上,每种发动机都要进行一个所谓的“吞水”实验,也就是短时间内向工作中的发动机内注入大量的水,一般来讲军用航空飞机发动机的吞水量要达到吸入空气总量的4%以上不停车,民用航空发动机达到5%以上不停车才算是合格,而这个等级的吞水实验基本就是在模拟大暴雨级别的降水。下图为GenX发动机的吞水实验,每秒钟向发动机注入1270千克的水及冰水混合物
第二个问题:雨天能见度低是不是飞行员看不见跑到就无法观察和降落?这个更不用担心,现代战机不像二战飞机那样只能靠目视观察和操作。即便有大雨,但是由于战斗机座舱盖都是弧形,加上表面有斥水材料,在高速飞行的情况下水就会被气流带走,基本不会影响完全遮蔽飞行员视线。那些没有战斗机座舱盖的飞机(比如客机、直升机)一般也会配备雨刮器,短时间内消除雨水对飞行员视线的影响。
另外即便雨水真的影响视线或者遇到大雾天气,现代战斗机和客机都是带有GPS导航、惯性导航、无线电导航系统,高度也有雷达高度计、地形跟踪雷达等等,所以不用担心导航问题。另外飞机降落时也有仪表着陆系统辅助,如果机场能够达到三类盲降标准(能见度小于200米),在极端情况下系统可以引导飞机将决断高度控制在15米左右,然后再由飞行员手动操作着陆。
第三个问题:那么飞机雨天飞行到底怕什么?那么飞机就能百分之百的在雨天或者极端天气飞行?那肯定是不可能的,虽然雨水对发动机影响不大,但是我上面也说过是“适量”雨水。一般来说,如果降雨量是在太大或者发动机风扇实在无法将雨滴由外涵道甩出而流入内涵道(发动机设计存在缺陷),进入发动机的空气流水汽含量过大会导致发动机无法承受而停车。CFM56-3发动机在1987年-1989年曾经发生过4次大暴雨停车事件。
另外,吸入坚硬异物会导致发动机本身结构就出现问题,极端天气中暴雨掺杂冰雹是非常危险的事情。2002年1月16日嘉鲁达印尼航空421班机5400米高度遭遇暴雨+冰雹天气,2台CFM56-3全部停车并重启失败(重启失败与飞行员操作也有关系),最终无动力迫降水面。
还有雷暴雷电天气,飞机怕遭雷击,除了对本身结构的损伤之外对机上电子设备也是严重破坏。虽然现在飞机上都有专门的避雷,但是不能保证不会100%成功。所以如果机场上空出现雷电,不管是战斗机还是客机都最好避免升空,已经在天上的飞机需要绕飞。