考虑尾流影响的降落伞弹射拉直过程分析

王淑华  , ,张兵

航空工业航宇救生装备有限公司  湖北  襄阳   441000

摘要：降落伞的弹射拉直是其工作的重要环节，航天器在超声速状态下的尾流性质会十分复杂，为此，如何考虑前体航天器尾流对坚果三弹射拉直过程的影响是相关人员需要思考和解决的问题。文章在阐述尾流内涵的基础上，具体探究尾流对降落伞弹射拉直过程的影响问题进行探究，旨在能够减少外部因素对飞机飞行的干扰，保障飞机的健康飞行。

关键词：尾流影响；降落伞；弹射拉直

在民航事业的快速发展下，国内民航航班数量不断增长，航空公司的发展建立在飞机飞行安全上，如何确保飞行安全是飞行人员需要关注的一个问题。经过调查统计了解到，在飞机飞行的时候，有八成的事故出现在飞机的起飞和着陆阶段，着陆阶段事故的出现多数和降落伞使用不当存在关联。在此期间，尾流深刻影响降落伞的降落安全。为此，文章结合尾流的内涵、特点，就其对降落伞的影响问题进行探究。

一、尾流概述

（一）内涵

尾流是指在飞行时，受飞机两边上下表面空气动力压力差影响所产生的一对围绕两端的闭合涡旋。一般情况下，尾涡会在飞机起来前轮抬起来的时候产生，在着陆前轮接地时结束。

（二）特征

尾流包含滑流、紊流、尾涡三部分组成。尾流是在飞机后面一个狭长区域内所形成的极强的湍流。尾涡流场的宽度是两个飞行翼展开的长度，厚度是一个飞行翼的长度。尾流的强度由产生尾涡的飞机重量、飞行速度、飞机两边形状决定。在此期间，飞机的重量深刻影响尾流的强度，期间关键的影响参数包含飞机重量、飞机荷载因数、飞机飞行速度。

（三）危害

在后机进入到前机的尾流区域的时候就会出现飞机的抖动、下沉，飞机的飞行状态、发动机停车部位也会出现变化。在小型飞机跟随大型飞机着陆或者起飞的时候，如果进入到前机的尾流的时候就会出现事故。为了能够规避伤害，后机需要在不低于前机的飞行高度上飞行，只有这样，才能够避免尾涡的危害。后机会从后方进入到前机的一个尾涡中心，这个时候飞机的翅膀会遇到上升气流，另外一个翅膀会遇到下降气流，飞机在承受较大滚转力矩的时候会处于快速滚转的状态，这个期间，飞机后方的两翼长度会影响飞机滚转转率。

（四）形状和影响范围

尾流是向外、向内扩散运动的，在空中的时候，尾流会按照每分钟120m到150m的速度下降。这个期间，最大的降低速度达到了每分钟240m到270m，在飞行高度以下大概250m的时候，将不再下降。在出现侧风的时候，尾流会向下风下快速移动。在出现顺风的时候，尾流会增加向外扩散的速度，因此，使用肉眼是很难看到尾流的。

二、尾流对飞行产生的影响分析

按照航空交通管理技术标准，尾流可以按照等级进行划分，比如A330属于重型机械。A320属于中型机。如果中型机在重型机起飞后离开场地或者靠近着陆，

（一）因尾流形成对飞机飞行产生的影响

飞机遭遇尾流的危害不仅仅体现在飞机的状态难以被控制上，同时，飞机后机发动机前的空气流一旦出现紊乱，就会使得ECT提升，期间，甚至还会出现空中停车的问题。因此，在遭遇前机尾流的时候，飞机的飞行小组要对这个问题予以足够的重视。

（二）进入前机尾流的处置程序

第一，借助所有能够控制设备、程序去操控飞机的状态。第二，尽快脱离尾流。在飞机处于向上飞行状态的时候需要相关人员能够小心操作飞机的上升转弯。如果是在进行和最后着陆阶段进入的，则是需要果断执行终止进近、着陆的操作程序。第三，在脱离尾流之后，按照规范的标准去检查操作界面和发动机的性能。

（三）尾流的规避策略

第一，在起飞的时候on take-off。在一个刚起来的飞机的后面飞行时要采取积极的措施去延长飞机的起飞点。在飞机起飞之后要做到及时延迟起飞点。在飞机起飞之后可以选择缓慢的降落，和后面的飞机保持在同样的运行轨迹状态，从而来顺利规避尾流的现象。第二，在空中飞行时 in flight。在空中飞行阶段的时候如果出现了尾流，那么需要选择在大飞机飞行航迹的位置上飞行。第三，进近着陆的时候。在进近的下滑道上的距离需要选择在前面大飞机下滑飞行轨迹的上面，接地点需要选择在前面大飞机接地点的前面的位置上。

（四）简单叙述航空交通法规的尾流间隔标准

第一，尾流间隔最低标准需要根据机械的类型进行选择，尾流规中航空器机型种类按照航空器最大允许起飞权重划分为三个类型：①重型机。最大允许起飞全重不低于13000kg的航空器。②中型机。最大允许起飞全重超过7000kg，不超过13000kg。③轻型机。最大允许起飞全重不超过7000kg的航空器。第二，当前后起飞距离航空器为重型机、中型机、轻型机、中型机和轻型机的时候，前后航空器之间非雷达间隔尾流间隔时间不能够低于2min。此期间起飞的飞机需要在同一个跑道上，跑道中心线间隔小于760m的平行跑道。跑道中心线间隔超过760m的平行跑道。

三、降落伞非定常尾流特征

（一）流场分布规律

     文章选取的降落伞转动速度为0rad/s和50rad/s两个工作情况下的流场分布和旋涡演变进行分析。根据分析我们发现，高速转动浆叶直接改变了旋翼机的尾流结构，将其分成了两个扰动区域，浆叶运动迫使旋翼机尾流向伞衣入口延伸，旋翼机尾流的低动压区完全移动到旋转翼的上方，缩短了到伞衣入口的距离。

（二）涡流衍变分析

旋翼机和降落伞的表面会经常性的出现旋涡，旋翼转动会导致前体尾流区的涡流量形成不对称分布的状态，干扰了前体尾涡的形成，前体尾流中的涡流数量不断减少，同时，前体尾流负涡流量在旋翼的扰动下逐渐向后移动，和伞衣入口的负涡流区域连接在一起，存了伞衣尾涡的脱离。

（三）干扰分析

不同旋翼转动速度下伞衣入口旋涡强度的径向分布如图一所示，根据图一发现，受分离流动的影响，旋涡强度在伞衣裙边位置上的变化最为剧烈和明显，这个时期的曲线峰值处于一种较高的水平状态，随着旋翼转动速度的增加，旋涡强度曲线峰值不断减少，径向方向的旋涡强度逐渐削弱。

图一：不同旋翼转动速度下伞衣入口旋涡强度的径向分布图

四、飞机尾流安全控制

在2010年的时候，土耳其航空公司波音737-800型客机，在荷兰首都机场出现坠毁，当时飞机上共有135 人，9人遇难。经过调查研究发现，在土航波音737-800型客机坠毁之前的两分钟，这个飞机在阿姆斯特丹斯希普霍尔基机场降落，排出的气流造成了尾流，导致土航客机的坠毁。

尾流在飞机后面一个狭长 尾流区域范围内形成了较强的湍流，尾涡流场的宽度大概是两个飞机两翼的长度。尾流的强度由产生尾涡的飞机速度、重量和飞机两翼的形状决定。其中，飞机的重量是影响尾流的重要因素。尾涡在最大湍流切线速度达到每秒67m的时候，重型飞机在向下飞行的时候会出现较强的尾流。

尾流是从内向外逐渐扩散的，在空中，尾流大概按照每分钟120m到150m的速度下降。在飞行高度250m的位置上处于水平状态。在出现侧风的时候，尾流向下风方向移动。

飞机接近地面的时候，尾涡会受到地面的阻挡，两个尾涡会达到距离地面一个翼展的高，在此之后不再下降，转变为横向移动的状态，并按照下降速度相同的速度向外横移互相离开。

在飞机进入到尾流区的时候会出现飞机抖动、下沉和改变飞行状态的表现，发动机停车的时候甚至还会出现翻转的表现，小型飞机在进入前面飞机尾流的时候，如果处理不当就会诱发事故。后机需要在不低于前面飞机飞行高度上飞行，只有这样才能够避开涡流伤害。

结束语

综上所述，运动的物体后面存在尾流，比如行使对汽车后面会存在浮土和杂物，这些杂物会随着汽车运动。尾流可以划分为多个类型，尾流区较长，在降落伞技术应用中，将十倍运体迎封面直径之外的尾流区域称作是尾迹区。尾流对降落伞正常工作会产生深刻的影响，航天器在超声速状态下的尾流性质也非常复杂,因此,如何考虑前体航天器尾流对降落伞弹射拉直过程的影响是一个值得研究的问题。由于降落伞的拉直过程持续时间很短,故在研究过程中将连续尾流离散化为不同时刻的尾流,仅考虑尾流气动力对降落伞弹射拉直过程的影响，分析尾流对飞机飞行和降落伞使用的干扰，并根据这种影响提出对应的改进措施。

【参考文献】

[1] 王璐, 李德峰. 浅淡尾流对降落伞正常工作影响[C]// 全国安全救生学术交流会. 中国航空学会, 2000.

[2] 吴卓恒, 余莉, 赵晓舜,等. 前体尾流对降落伞工作性能的影响[J]. 北京航空航天大学学报, 2021, 47(12):8.

[3] 贾贺, 包进进, 荣伟. 设计参数及大气参数对降落伞充气性能的影响[J]. 航天返回与遥感, 2020, 41(3):9.

[4] 姜璐璐, 林明月, 薛晓鹏,等. 不同大气条件下超声速降落伞系统气动特性分析[J]. 航天返回与遥感, 2020.