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內側滑轉彎時,飛機轉彎的快慢和所傾斜的角度不對應,然后飛機會偏航到轉彎航跡的內側。
飛機以一定的角速度轉彎而傾斜過多時,水平升力分量大于離心力。升力的水平分量和離心
力的平衡要么通過降低傾斜度,降低角速度或者二者的結合才能建立。
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外側滑轉彎是由于離心力比升力的水平分量還大,把飛機向轉彎的外側拉。這個傾斜角度時
的轉彎太快了。外測滑轉彎的糾正引起角速度的降低,傾斜角增加,或者二者的結合。
為維持一個給定的角速度,傾斜角必須隨空速變化。在高速飛機上這變得特別重要。例如,
在400mph 時,飛機必須傾斜大約44 度來完成一個標準的轉彎角速度(3 度每秒)。在這
個傾斜度上,只要大約79%的飛機升力構成升力的豎直分量;結果是高度的損失,直到迎
角增加到足夠補償升力的損失。
爬升受力
對于所有實際效果,處于穩定的正常爬升狀態的機翼升力是和相同空速時平直飛行的升力一
樣的。盡管確立爬升時的飛行航跡變化了,對應于傾斜航跡的機翼迎角回復到了實際的相同
值,如升力時一樣。然而,有一個最初的短暫的變化,如圖3-22
從平直飛行到爬升的過渡期間,升力的變化發生在第一次對升降舵施加向后的壓力時。飛機
頭的抬升增加了迎角,短暫的增加了升力。此時的升力大于重力,啟動飛機的爬升。當飛行
航跡建立在向上爬升后,迎角和升力再次恢復到水平飛行時的值左右。
如果爬升時功率設置不改變,一般的空速會降低,因為維持平飛時的空速需要的推力不足以
維持相同的空速來爬升。當航跡向上傾斜時,飛機重量的一個分量作用于相同的方向,和飛
機總阻力平行,因此也增加了誘導阻力。所以,總阻力大于推力,空速下降。一般空速下降
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的結果是對應于阻力的降低,直到總阻力(包含相同方向的重力分量)等于推力。如圖3-23。
由于動力,空速的變化一般依不同的飛機大小,重量和總阻力以及其它因素而變化。
通常的,當空速穩定后推力和阻力,升力和重力再次平衡,但是比相同功率設置下的平飛狀
態的空速值要低。由于在爬升中飛機的重力不僅向下作用,還隨阻力向后作用,這就需要額
外的功率以保持和平飛時相同的空速。功率大小依賴于爬升角度。如果爬升的航跡很陡峭,
那么可用功率將不足,空速較低。你會看到備用功率的大小確定了飛機的爬升性能。
下降受力
如同爬升一樣,飛機從平直飛行進入下降狀態,作用于飛機的力必定變化。這里的討論假定
下降時的功率和平直飛行時的功率一樣。
當向前壓力施加于升降舵控制上來開始下降時,或飛機頭向下傾斜時,迎角降低,結果是機
翼升力降低。總升力和迎角的降低是短暫的,發生在航跡變成向下時。航跡向下的變化時由
于迎角降低時升力暫時的小于飛機的重量。升力和重力的這個不平衡導致飛機沿平直航跡之
后開始下降。當航跡時處于穩定下降時,機翼的迎角再次獲得原來的大小,升力和重力會再
次平衡。從下降開始到穩定狀態,空速通常增加。這是因為重力的一個分量現在沿航跡向前
作用,類似于爬升中的向后作用。總體效果相當于動力增加,然后導致空速比平飛時增加。
為使下降時的空速和平飛時相同,很顯然,功率必須降低。重力的分量沿航跡向前作用將隨
迎角的下降率增加而增加,相反的,迎角的下降率降低時重力的向前分量增加也就變慢。因
此,為保持空速和巡航時一樣,下降時要求降低的功率大小通過下降坡度來確定。
失速
只要機翼產生的升力足夠抵消飛機的總載荷,飛機就會一直飛行。當升力完全失去時,飛機
就失速。
記住,每次失速的直接原因時迎角過大。有很多飛行機動會增加飛機的迎角,但是直到迎角
過大之前飛機不會失速。
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必須要強調的是,每個飛機的失速速度在所有飛行條件下都不是固定的值。然而,一個特定
的飛機總會在同一個迎角時失速,而不管空速,重量,載荷因素或密度高度。每一個飛機都
有一個特殊的迎角,那時,氣流從飛機的上表面分離,發生失速。根據飛機設計,臨界迎角
可以從16 度到20 度變化。但是每個飛機只有一個特定的發生失速的迎角。
在三種情況下會超過臨界迎角:低速飛行,高速飛行,和轉彎飛行。
飛機在平直飛行時如果飛的太慢也會失速。空速降低時,必須增加迎角來獲得維持高速所需
要的升力。空速越低,必須增加更大的迎角。最終,達到一個迎角,它會導致機翼不能產生
足夠的升力維持飛機,飛機開始下降。如果空速進一步降低,飛機就會失速,由于迎角已經
超出臨界迎角,機翼上的氣流被打亂了(變成了紊流)。
這里還要再次強調的是,低速不是發生失速所必要的。機翼可以在任何速度下處于過大迎角。
例如,假設一個飛機以200 節空速俯沖,這是飛行員突然向后猛拉升降舵控制。由于重力
和離心力,飛機不能立即的改變它的航跡,但是只能突然的改變它的迎角從很低到很高。由
于飛機航跡和迎面而來空氣的關系確定了相對風的方向,迎角突然增加,飛機機會和快的達
到失速迎角,而這是它的空速是比一般失速的空速大得多。
類似的,水平轉彎時的飛機失速速度高于平直飛行時的失速速度。這是因為離心力增加到飛
機的重力上,機翼必須產生足夠的額外升力來抗衡離心力和重力的合力載荷。轉彎時,必要
的額外升力通過向后壓升降舵控制來獲得。這增加了機翼的迎角,結果增加了升力。傾斜增
加時迎角必須增加以平衡離心力導致的載荷增加。如果在轉彎的任何時候迎角過大,飛機就
會失速。
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在這里,應該檢查失速時飛機的動作。為氣動的平衡飛機,升力中心通常位于重心之后。盡
管這讓飛機固有的產生“頭重”,水平尾翼上的下洗流抵消了這個作用。可以看到,失速時機
翼升力的向上力和尾部向下的力降低,不平衡條件就出現了。這允許飛機突然向下配平,繞
它的重心轉動。在機頭下傾的姿態中,迎角降低,空速再次增加;因此,機翼上的氣流再次
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