
曾经有一架亚航QZ8501客机在2014年12月28日发生了坠海。在此之前,副驾驶在飞机最后时刻持续进行大仰角操作,导致飞机猛烈爬升并失去速度,最终失速坠落。这起事件并非个例,曾经也有因急剧拉升导致失速坠毁的航空。那么,飞机在临界上升率状态下究竟有多危险呢?本文将通过物理学推理和数学演算来揭示答案。
我们来理解什么是临界上升率。简单来说,它是指在某个飞行高度和重量下,发动机满功率时,航空器上升而速度不减小状态下的最大上升率。当航空器超过这个临界值并持续较长时间时,会面临极大的风险。
接下来,我们通过一系列公式和推理来探究临界上升率的物理本质。以地球为参照系,航空器的能量守恒是关键。根据能量守恒定律,我们可以推导出临界上升率的公式,这个公式表明临界上升率是航空器重量和飞行高度的函数。
我们还推导了损失速度公式,这个公式表明航空器超过临界上升率爬高会引发损失速度,其数值与发动机推力、高度变化量、爬高时长、航空器重量有关。
以A320-200客机为例,我们计算了其在不同飞行高度的临界上升率,并绘制了临界上升率曲线。我们还推导了航空器在不同飞行高度以特定爬升率爬高时损失速度与重量的函数关系,并绘制了损失速度-重量关系曲线。
通过这些推理和计算,我们可以清晰地看到飞机在超过临界上升率状态下的危险性。飞行员在操作时必须严格控制在临界上升率以内,避免发生急剧拉升导致失速的。
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