你知道737Max首飞时尾巴拴的那条绳有何作用?
波音737Max首飞的时候尾巴上拴的那条绳是干什么用的？ 题主好眼力。 这个玩意儿，叫拖锥（Trailing cone）。是一个管子拖着一个带孔的圆锥体。细看是这样的。
拖锥的作用是在试飞时校准飞机上的空速管和静压传感器。空速管也叫皮托管（Pitot），是法国人皮托发明的，用来测定总压和静压。总压可以理解为迎面气流的压力，而静压可以理解为相同条件下静止大气的压力。两者之差就是动压。动压可以反应飞行器与气流的相对速度。静压传感器，顾名思义就是测量静止空气压力的。 这是一个非常重要的参数，可以说是与飞行有关的最重要的参数，毕竟固定翼飞机需要与空气的相对速度才能产生升力。如果它出现了故障或者误差太大，直接影响飞行安全。 那飞机的这些传感器在哪儿呢？下图是波音737-800的机头特写，鼻子后面有两根向前的小胡子，那就是，俗称皮托管（Pitot）。
下图是飞机上的静压传感器，就是那些小孔。
然而，这些传感器受机身附近气流的影响，并不能完全准确的测量数据，特别是静压，受机身气流干扰非常大。以前的解决办法比较粗暴，就是把皮托管弄长一点，伸到远离机身的“干净”气流里去。比如著名的歼七（Mig-21）机头那根皮托管，真不是用来拼刺刀的。
这根长皮托管特别容易损坏，在地面转弯掉头什么的也不方便。后来有了比较强大的机载计算机，已经可以自动排除一些误差，用短小的皮托管，甚至只是机身上一个洞，就可以测量总压和静压了。所以这几十年的新型军民用飞机越来越少见“长刺刀”了。 但是，对于一架新飞机，如何知道受干扰的传感器测得的数据和真实数据之间的关系呢？这就还得需要一种方法让传感器原理机身附近受干扰的气流。装大刺刀也是可以的，比如洛克希德马丁公司的C-5M运输机试飞的时候就装了一支非常醒目的机头皮托管。
还有简单一点的办法。上世纪50年代，美国人发明了拖锥。设计拖缆长度合适的拖锥就可以让拖锥里的静压传感器找到足够“干净”的气流。于是，拖锥校准法成了包括美国联邦航空署FAA在内的各大航空管理机构认可的试飞测量手段。 波音787试飞的时候用了拖锥。
空客A350试飞的时候用了拖锥。
湾流G500试飞的时候用了拖锥。
中国商飞的ARJ-21试飞的时候也用了拖锥。而且由于是第一次，前后折腾了不少功夫。
有没有发现湾流和ARJ的拖缆长度比787和350长得多？按说这俩飞机的个头还小不少呢。这是因为湾流和ARJ-21都采用了高T尾布局，也就是水平尾翼放在垂直尾翼的顶端。这样的好处是正常飞行时机翼对水平尾翼的干扰小，水平尾翼的操纵力矩也比较大。对于同样设置在垂尾顶端的拖锥来说，就需要躲开水平尾翼的气流干扰。因此拖缆必须更长。 看高T尾布局的飞机试飞，你有可能看到另外一种跟拖锥很像的东西。
这可不是拖锥，而是尾旋改出伞（Spin Recovery Chute）。这玩意儿的发明源于一起悲剧。1963年10月22日，英国飞机公司（BAC）正在试飞它的百座级喷气客机BAC-111。当天的试飞科目是失速改出。所谓失速(Stall)，就是当飞机速度太低，或者机身与气流的夹角太大，导致机翼无法产生足够升力的现象。失速改出是新机试飞中风险最大的科目之一。当天的第五次试飞中，飞机进入失速尾旋，尾旋是飞机失控后一边坠落一边绕尾部水平旋转的现象，可以想象一下一片下坠的落叶。试飞员无论如何也没有让飞机摆脱这种状态，最终坠毁。机上7人全部遇难。
事后调查发现，当时飞机进入了一种叫做“深度失速”的现象，这是高T尾布局带来的。当飞机的迎角（飞机纵轴和气流方向的夹角）大到一定程度，水平尾翼进入了机翼的遮挡区，失去了作用。本来改出失速尾旋的办法就是让飞机低头加速，而让飞机低头的水平尾翼失效，使得这一现象就无解了。
对于成熟的机型，它的失速边界会被试飞员探索出来，当飞机靠近这些边界时，飞行控制系统会提醒飞行员注意，或者直接接收操纵让飞机避免失速。但是新飞机怎么办？试飞员就是来摸索边界条件的啊。简单的办法就是在飞机尾部装一个减速伞。一旦飞机进入失速尾旋，试飞员可以抛出这个伞。在减速伞的阻力作用下它的姿态会恢复到可控，然后试飞员再抛掉减速伞即可。 相比于客机和运输机，战斗机由于操纵更灵敏，动作幅度更大，也容易进入失速。因此新机试飞的时候也常在机尾加装一个尾旋改出伞。 下两图是F-22在地面试验尾旋改出伞抛射。
下图是韩国T-50教练机在空中释放尾旋改出伞。
下图是我国歼十的1003号原型机加装的尾旋改出伞抛射装置。
咦，跑题了。 |
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