赛斯纳172 “危险的侧滑forward slip”
2020-05-11 23:29:38
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笔者在与朋友闲聊时讲起几年前在刚刚接触到C-172这款飞机时，在空域做模拟紧急下降训练，科目是模拟机翼失火，当时笔者选好迫降场做完应急检查单后放全襟翼使用侧滑法进近，在不超速的情况下尽快下降高度，把失火一侧机翼置于下风侧位置。但是在蹬舵压盘进入侧滑下降后，飞机操纵杆出现了类似于抖杆器的效果，顶杆后驾驶盘激烈抖动，为什么会这样呢？ 在早期的航空领域，飞机机翼前缘和后缘还并没有襟翼或缝翼这种增升装置，所以在进近时并不能改变翼型来减速，飞行员只能被迫收光油门飘进跑道，而且经常会飘过了头导致复飞。与现在不同，那时的发动机可靠性并不好，所以复飞也并不一定是最好的选择。然而，早期的飞行家们很快想出了一个动作可以在增加下降率的同时保持小速度，前辈们叫它“侧滑”。 早期的飞机不仅仅有着不靠谱的发动机和光秃秃的机翼，它们的尾翼还会一直拖在地上，长长的机头可是限制了不少前方的视野，再加上不少飞行员都会在后座驾驶，落地、滑行、可都不是一件容易的事。但是有了侧滑，飞行员不仅可以在进近时把机头摆向一边获得清晰的视野，也可以降落在更短的跑道上。 到了现在，随着飞机制造商开始改进驾驶舱的位置、增加了前起落架和襟翼，很多人觉得侧滑已经是一个过时的机动动作，但并不是，私用驾驶员执照申请人依然被要求在实践考试和阶段检查中展示他们熟练的侧滑技术。为什么呢？因为民航局依然希望飞行员能练好基本的操纵技术，并不是只依靠自动驾驶飞行，虽然现在很多飞机都有了额外的增升装置来帮助飞行员更好的操纵飞机下滑进近，但是侧滑依然是一项非常实用的技术。首先我们来看什么是侧滑（forward slip）
侧滑是一种交叉操纵机动，在进入前后飞机的运动方向保持一致。假设飞机原本在直线飞行，利用副翼使飞机向侧滑一侧的机翼压低，同时向反方向踩舵使机头指向相反的方向，所以飞机的纵轴与原本的航迹形成一个夹角，调整坡度和机头指向的角度保持飞机在预定的地面轨迹上。在侧滑中，下降率的大小，取决于坡度，坡度越大，下降率越大。侧滑角度的大小取决于方向舵的活动行程，在踩满舵后，额外的副翼调整会使飞机转弯，所以如果需要下降的更快些，可以压低机头，因为顶杆不仅会使下降率更大，也会使速度增加，随着速度增加，方向舵效率更高，所以可以得到更大的侧滑角。相反，如果仰角增大，方向舵效率减小，则需要减小副翼的偏转以保持方向。 改出侧滑时，同时放松操纵，减小蹬舵和压盘的力量，并调整到正常的进近俯仰姿态，如果突然松开蹬舵的力量，机头摆回太快的话，飞机会有增速的趋势。 因为皮托管和静压孔的位置，有些飞机在侧滑时，空速表可能会有比较大的指示误差，飞行员需要知道这种情况的可能性并可以根据飞机的姿态、相对气流的声音、操纵杆的力反馈正确的操纵侧滑。 但是，并不是所有飞机都适合做侧滑进近，在早期的赛斯纳训练飞机上，襟翼可以被手动放到40度，在这些飞机上放全襟翼侧滑机动时，扰动气流经过水平安定面和升降舵时可能会使飞机进入平尾失速，导致在进近时失去俯仰操纵。 因为笔者没有飞过1972年以前生产的172飞机，所以在网上找到一篇老款172机主的飞行感受：
“当时我的五边高度高出了很多，但对于我要降落的跑道长度来说根本不算什么，当时我正在练习短跑道落地技术，所以在预定的点落地就非常重要了，我踩了一点侧滑，一切看起来都很顺利，于是又施加了一些舵量，预计到飞机可能会有一些轻微的抖动，但是非常出人意料的是机头突然开始往下掉，我并没有预想到，也没有经历过这样的事情，尾翼完全失效了，当时高度是真高500ft，我放平方向舵改出了平尾失速，掉机头期间，高度损失了100ft，后来我稳定住了飞机并完成了落地。” William D. Thompson,赛斯纳公司的前试飞和空气动力部门经理，在《Cessna — Wings for The World》这本书中也提到了172飞机在使用全襟翼侧滑的问题： “随着c170，c180，c172这类飞机开缝襟翼的出现，我们发现放全襟翼做侧滑进近时飞机会出现低头效应。某些时候，飞行员疏于观察的话甚至会在座位上被抛起来。对此，在飞机手册中都会有关于侧滑的警告：当襟翼角度大于30度时，应避免使用侧滑动作。因为在某一速度、侧滑角度和重心站位的组合下，会使飞机出现向下的俯仰状态变化。不过因为在侧滑法落地（side slip）使用上风盘下风舵时大多使用最小的襟翼设定（为了更好的方向舵控制效率）所以在这个动作上没有限制侧滑法的使用。 在直线飞行时，强烈的机翼下洗气流会经过尾翼，但是在侧滑状态下，向上偏转的副翼增加了“上洗”气流，使经过部分平尾的下洗气流角度减少。导致这种非正常的俯仰状态变化。
虽然在飞行手册中没有阐明这一点，但是我们私底下鼓励飞行教员在高高度的条件下探索一下这种飞机状态变化，并把这种现象教授给他们的学员。这种现象比较难懂而且比较难以在飞行中复制，但是飞行员需要知道它的存在，并需要知道在低高度飞行遇到时如何正确改出。”
老款的172飞机手册明确禁止在全襟翼构型下做侧滑机动，但并没有解释清楚飞机为什么会在侧滑中低头，下面是整理的各年代型号172飞机POH里关于全襟翼侧滑的限制用词：1958 C-172: “prohibited”(禁止)1959 C-175: “prohibited”(禁止)1966 C-172F: “prohibited”(禁止)1972 C-172L(第一款使用大背鳍的172):“should be avoided”(应该避免)"Slips are prohibited in full flap approaches because of a downward pitch encountered under certain combinations of airspeed and sideslip angle." (1964 C-172 POH）
自1972年后生产的172都有了一个更大的背鳍，解决了飞机侧滑时的低头现象，但是赛斯纳公司还是在飞机手册中标注了关于侧滑的注意事项。老款飞机的机型手册和型号合格证书已经在这之后经过了改进，现在已经没有明令禁止带襟翼进入侧滑，但还是需要我们了解并熟悉这种情况。
Thompson又讲了另一个不太相关，但是并没有危害性的现象：新款的172飞机放全襟翼侧滑时，在某些特定的侧滑角度、功率和速度的组合下，襟翼外缘的涡流会冲击平尾导致升降舵有轻微的抖动，这不仅限于塞斯纳，在很多上单翼低平尾飞机上都会出现。
侧滑法进近是为了在不超速的情况下得到更大的下降率，在FAA的私照ACS里，要求考试申请人了解侧滑进近中风的修正、了解飞机的性能和限制、使用侧滑进近的原因、飞机供油限制、避免进入平尾失速。国内私照PTS要求考试申请人考虑风、跑道道面和障碍物影响，选择最合适的接地点。保持适当的空速使飞机在拉平过程中产生最小的漂移。在退出侧滑、拉平和接地过程中操纵动作要柔和、及时和准确。
现在回到襟翼这部分，大家需要看一下自己飞机的POH里性能限制这一章，例如，172S型飞机限制使用单侧油箱供油的情况下侧滑飞行不能超过30秒钟。172N型飞机则有标牌提示避免在襟翼放出后做侧滑机动。需要注意的是，这里并不是禁止，而是建议。在正常程序这一章，都说明了如果在侧滑飞行时襟翼放出超过20度，则会导致升降舵有轻微摆动的趋势。同时，这也不是禁止，只是警示。
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