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旋不穩定性是可以容忍的。所以更重要的操控品質是高靜態方向穩定性和最小化必要的上反
角的結果，大多數飛機顯示出輕微的螺旋傾向。這個傾向向飛行員顯示了一個事實：飛機不
能無限期的以無手操控方式飛行。
除高速掠翼設計之外，大多數現代飛機， 這些自由向擺動通常在很少的幾個周期后自動消
失，除非空氣持續的是陣風或者湍流。具有持續荷蘭軌輥傾向的飛機通常配備了陀螺穩定的
偏航阻尼器。退一步說，荷蘭軌輥傾向的飛機很讓人不安。所以，制造商試圖在過大和過小
方向穩定性之間尋找折中。對于飛機制造商來說，它們更愿意有螺旋不穩定性也不想要荷蘭
軌輥傾向，大多數飛機設計有這樣的特性。
螺旋不穩定性
當飛機的靜態方向穩定性和維持橫向平衡的上反角效應相比很強時，就會出現螺旋不穩定性。
當飛機的橫向平衡被陣風打破后，就會產生側滑，強烈的方向穩定性趨于使機頭偏向合成的
相對風方向，而相對弱的上反角在橫向平衡的恢復中滯后。由于這個偏航，轉彎運動外測的
機翼比內側的機翼速度要快，因此它的升力變的更大。這產生一個過分傾斜的傾向，如果飛
行員不糾正的話，會導致傾斜角變的越來越陡峭。同時，使飛機偏航到相對風方向強烈方向
穩定性實際上迫使機頭向更低的姿態傾斜。然后向下的螺旋慢慢開始，如果飛行員不糾正，
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會逐漸增強為更陡峭的螺旋俯沖。通常，螺旋運動的發散率是慢慢增加的，飛行員可以毫不
費力的控制這個趨勢。
所有的飛機在某種程度上都受到這個特性的影響，盡管所有其它普通參數可能是固有穩定的。
這個傾向通過一個事實告訴飛行員：飛機不能無限期以無手操控飛行。
為消除或者至少糾正這個不穩定性，在控制設備(機翼校平器)的開發上付出了大量的研究和
努力。螺旋條件的前期階段要求飛行員非常仔細的應用恢復控制，或者可能引起結構上的過
量載荷。發生在通用航空飛機飛行中的結構化失效，這種條件下的不適當恢復可能是更多不
幸的根本原因，而不是其它任何單一因素。原因是螺旋條件下的空速快速的增大，降低這個
速度的向后升降舵力和拉高機頭的力的應用使轉彎變緊，載荷因子持續增加�！韭菪臅r候
飛行員可能下意識的向后拉操縱桿，想拉起機頭，實際上這會導致更難以改出螺旋】拖延的
非受控螺旋的結果總是一樣的；要么飛行中結構化失效，墜落到地面，或者就是這兩者。根
據記錄最通常的原因是：飛行員失去視野參考，不能參考儀表來控制飛機，或者是同時發生
這兩者。
飛行機動中的空氣動力學受力
轉彎受力
如果從后面看一個平直飛行的飛機，如圖3－20，而且如果作用于飛機的力可以看見的話，
兩個力(升力和重力)是顯然的，如果飛機處于傾斜狀態，可以明顯的看到升力不再正好和重
力方向相反，升力作用在傾斜的方向上。實際情況是，當飛機傾斜時，升力作用方向是朝轉
彎的中心且向上的，這是在考慮飛機轉彎時要記住的一個基本事實。
一個物體如果靜止或者沿直線勻速運動會一直保持靜止或勻速直線運動，直到某個其它的力
作用于這個物體。飛機和任何其它運動物體類似，需要有一個側向力使它轉彎。在一個正常
的轉彎中，這個是通過飛機的傾斜得到的，這時升力是向上和向內作用的。轉彎時候的升力
被分解為兩個分力，這兩個分力成合適的角度。豎直作用的分力和重力成對，稱為垂直升力
分量，另一個是水平的指向轉彎的中心，稱為水平升力分量，或者叫向心力。這個水平方向
的力把飛機從直線航跡拉動到轉彎航跡上。離心力和飛機轉彎時的向心力方向相反，大小相
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等。這就解釋了為什么在正常轉彎時使飛機轉彎的力不是方向舵施加的。
飛機的駕駛不像小船或者汽車；為了轉彎，它必須傾斜。如果飛機不傾斜，那么就沒有讓它
偏離原來直線航向的力。反過來說，當飛機傾斜時，它就會轉彎，讓它不滑到轉彎的一側。
良好的方向控制是基于一個事實，只要飛機傾斜它就會轉彎。
這個事實一定要牢記在心，特別是保持飛機處于平直飛行時。單就飛機的傾斜使得它轉彎來
說，飛機的總升力沒有得到增加。然而就像指出的，傾斜時的升力分為兩個分量：一個垂直
的和另一個水平的。這一分解降低了抵消重力的力，進而飛機的高度就會下降，需要增加額
外的力來抵消重力。這是通過增加迎角來實現的，直到升力的豎直分量再一次等于重量。由
于豎直分力隨傾斜角度的增加而降低，那么就需要相應的增加迎角來產生足夠的升力以平衡
飛機的重力。當進行恒定高度轉彎時，一定要記住升力的豎直分量必須要等于飛機的重量才
能維持飛機的高度。
對于給定的空速，飛機轉彎的快慢依賴于升力水平分量的大小。你會發現，升力的水平分量
和傾斜角成正比。邏輯上也遵守傾斜角增加時升力的水平分量也增加，也就加快了轉彎速度。
因此，對于任何給定空速，轉彎速度可以通過調整傾斜角來控制。
在水平轉彎中，為提供足夠的升力豎直分量來維持高度，迎角需要有一定的增加。由于機翼
阻力直接和迎角成正比，當升力增加時誘導阻力降低。這就導致空速的降低和傾斜角成比例，
小傾斜角的結果是空速的少量降低，大傾斜角時空速會降低很多。在水平轉彎中，必須要增
加額外的推力來防止空速降低；需要的額外推力大小和傾斜角成比例。
為補償額外的升力，如果要維持恒定高度，結果是如果轉彎時空速增加，迎角必須降低，或
者傾斜角降低。如果傾斜角保持恒定，而迎角降低，轉彎速度將會降低。所以，當空速增加
時為了保持恒速轉彎，迎角必須保持恒定且傾斜角增加。
必須記住空速增加導致轉彎半徑增加，離心力直接和轉彎半徑成正比。在一次正確執行的轉
彎中，升力的水平分力必須恰好等于向心力且方向相反。所以，當恒定角速度水平轉彎時空
速增加，轉彎半徑也要增加。轉彎半徑的增加導致離心力的增加，這也必須通過增加升力的
水平分力來平衡，它只能通過增加傾斜角來增加。
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飛行員航空知識手冊(27)
