這兩年來帶過不少朋友們體驗(yàn)了飛行。而在筆者的身邊，有不少朋友都問過我這樣的問題：你飛的這種小飛機(jī)，在地面上都能被人推過來推過去的，這么小的身板，看上去在天上一陣風(fēng)就能被刮走，又只有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，萬一熄火了怎么辦······真的很安全嗎？其實(shí)說來，筆者覺得的確有必要寫這么一篇文章來向大家介紹一下這個(gè)問題。筆者本人是學(xué)飛行器設(shè)計(jì)出身，飛過最多的機(jī)型是塞斯納172這款通航界最最經(jīng)典的型號(hào)。我們今天就以塞斯納172為例，來向大家介紹一下這種小飛機(jī)的各種安全與保護(hù)設(shè)計(jì)。

 

       塞斯納172是美國(guó)塞斯納飛機(jī)公司于上世紀(jì)五十年代推出的一款經(jīng)典私人飛機(jī)。首架飛機(jī)于1956年交付，至今仍然在生產(chǎn)之中，總產(chǎn)量已經(jīng)超過了42500架。該機(jī)型以穩(wěn)定和安全著稱，是最適宜作為教練機(jī)的型號(hào)。在世界上幾乎所有的航校里，都能見到它的身影�，F(xiàn)在世界上幾乎所有的飛行員（我也不例外），第一次摸到真飛機(jī)的操縱桿時(shí)所用的機(jī)型就是塞斯納172。同時(shí)，由于它良好的安全性和經(jīng)濟(jì)性和適中的性能，它也是全世界私人飛機(jī)購(gòu)置的首選。塞斯納172自從投產(chǎn)至今，已經(jīng)發(fā)展出了十余種亞型，其基本設(shè)計(jì)均相同，不同的只有發(fā)動(dòng)機(jī)和航電的配置。目前最新的亞型是塞斯納172SP。

 

 

       接下來，我們就來看看這款飛機(jī)本身的設(shè)計(jì)。作為一款在設(shè)計(jì)之初就被確定作為飛行訓(xùn)練使用的機(jī)型，塞斯納172在穩(wěn)定性和操縱容錯(cuò)性上算是下足了功夫。該機(jī)翼型使用NACA2412翼型，屬于中規(guī)中矩的設(shè)計(jì)，既不像特技機(jī)的雙凸翼型那樣難以控制，又不像滑翔機(jī)的凹凸翼型那樣飄忽不定，而是很好的平衡了穩(wěn)定性和靈活性。

 

       另外對(duì)于整體布局，塞斯納172采用了懸臂式上單翼帶翼?yè)卧O(shè)計(jì)，同時(shí)還帶有3度左右的上反角。稍微了解一些飛機(jī)總體布局的朋友們可能知道，一般機(jī)翼的總體布局有上單翼，中單翼和下單翼三種基本布局，其中上單翼是最穩(wěn)定的布局，而下單翼是最靈活的布局。當(dāng)然，穩(wěn)定性高意味著犧牲靈活性，不過對(duì)于172這種教練機(jī)來說，穩(wěn)定性還是最重要的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，機(jī)翼還分有上反角和下反角兩種。帶上反角的機(jī)翼要比帶下反角的機(jī)翼穩(wěn)定。所以在主翼布局上來說，上單翼帶上反的塞斯納172可以算作是穩(wěn)定的不能再穩(wěn)定的布局了。

 

       到底有多穩(wěn)定呢？以筆者之前飛行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)舉個(gè)直觀的栗子。對(duì)于一般的稍微不穩(wěn)定一點(diǎn)的飛機(jī)來說，在平飛過程中，如果有一股側(cè)風(fēng)突然刮過來，飛機(jī)可能會(huì)被吹的向一側(cè)傾斜。這個(gè)時(shí)候?yàn)榱俗岋w機(jī)回到平飛的狀態(tài)，飛行員需要向反向打操縱桿，以讓飛機(jī)從傾斜姿態(tài)中恢復(fù)。而對(duì)于塞斯納172這種穩(wěn)定的不能再穩(wěn)定的飛機(jī)來說，同樣一股風(fēng)刮過來，飛行員甚至不需要任何操縱，飛機(jī)靠自身的穩(wěn)定性就能自動(dòng)回到平衡的位置，而不會(huì)一直在那個(gè)斜著的位置呆著。這個(gè)設(shè)計(jì)同時(shí)也是為了飛行學(xué)員的訓(xùn)練考慮。如果飛行學(xué)員某個(gè)操作把飛機(jī)操縱歪了或者斜了，飛機(jī)也可以靠自身的穩(wěn)定性回到初始的位置，而不用做太多劇烈的調(diào)整。

 

       再舉一個(gè)極端的例子，飛機(jī)的特技動(dòng)作中有一個(gè)動(dòng)作叫尾旋(spin)，是飛機(jī)深失速下加上繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)高度迅速下降的一個(gè)過程。對(duì)于大多數(shù)飛機(jī)型號(hào)來說，由于總體布局的問題，飛機(jī)必須要由飛行員按照飛機(jī)的設(shè)計(jì)做出正確的改出動(dòng)作，飛機(jī)才可以改出這個(gè)狀態(tài)。但是這里有一個(gè)例外，對(duì)于塞斯納172這個(gè)穩(wěn)定構(gòu)型設(shè)計(jì)的機(jī)型來說，飛機(jī)可以自動(dòng)改出尾旋，也就是說飛行員什么操作都不需要做，飛機(jī)也可以自動(dòng)退出來。因?yàn)槲残�是飛行執(zhí)照學(xué)習(xí)中的一個(gè)必修特技動(dòng)作，塞斯納172的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)也為學(xué)員上了一道保護(hù)傘，萬一學(xué)員在空中忘記了正確的改出動(dòng)作，塞斯納172的自穩(wěn)定性可以讓飛機(jī)自動(dòng)脫離這個(gè)狀態(tài)，從而保護(hù)機(jī)上人員的安全。

 

       可以說，塞斯納172本身布局的設(shè)計(jì)為整機(jī)飛行的安全性和穩(wěn)定性上了一道屏障。甚至可以這么說，我們目前乘坐的很多大型飛機(jī)，如波音空客等，它們的總體布局設(shè)計(jì)其實(shí)是下單翼帶上反角，單論穩(wěn)定性來說，其實(shí)還不如塞斯納172。塞斯納172的布局的確是把穩(wěn)定性設(shè)計(jì)指標(biāo)發(fā)揮到了極致。

 

 

       另外，飛機(jī)的確是一種比汽車要快得多的交通工具。塞斯納172的典型巡航速度大約在每小時(shí)200-220公里之間。不過大家可千萬不要認(rèn)為，172在任何時(shí)候都會(huì)以這種速度飛行。事實(shí)上，172的起飛和降落速度是非常非常低的，低到了什么程度呢？我們借塞斯納172的飛行操作手冊(cè)（飛機(jī)說明書）來說明這個(gè)問題：

 

 

       塞斯納172的最低規(guī)定許用速度是40節(jié)，也就是每小時(shí)70多公里。開過車的大家可能都知道，每小時(shí)70公里也就是大家在城區(qū)道路上開車的一般速度而已。這個(gè)速度比民航客機(jī)的飛行速度要小的多得多得多。飛機(jī)以這樣的速度起飛或者降落，還是在寬大的飛機(jī)跑道上完成，所能帶來的安全隱患就幾乎可以忽略不計(jì)了。如果跑道真的沒有這么長(zhǎng)，或者是甚至在農(nóng)場(chǎng)里或者田地里降落，又是什么性能呢？我們繼續(xù)看172的飛行操作手冊(cè)：