曝光臺(tái) 注意防騙
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應(yīng)。
急轉(zhuǎn)彎時(shí)的載荷因子
在任何飛機(jī)的高度恒定協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎中,載荷因子是兩個(gè)力的合成:離心力和重力。如圖3-35.
對(duì)于任何給定的傾斜角,轉(zhuǎn)彎速度(這里是指轉(zhuǎn)彎角速度)隨空速變化;空速越高,那么轉(zhuǎn)彎
率也就越低。這個(gè)由于額外的離心力的補(bǔ)償讓載荷因子保持不變。
圖3-36 揭示了一個(gè)重要的轉(zhuǎn)彎事實(shí),載荷因子在傾斜角達(dá)到45 度或者50 度之后開始急
速增加。對(duì)于任何飛機(jī)在60 度傾斜角時(shí)載荷因子為2G。在80 度傾斜角時(shí)載荷因子是
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5.76G。如果要維持高度,機(jī)翼必須產(chǎn)生等于這些載荷因子的力。
應(yīng)該注意到接近90 度傾斜角時(shí)載荷因子的增加是多么的快,它幾乎達(dá)到了無窮大。90 度
的傾斜且恒定高度的轉(zhuǎn)彎從理論上說是不可能的。確實(shí),飛機(jī)可以傾斜90 度,但是不是處
于協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎中;可以保持90 度側(cè)滑轉(zhuǎn)彎的飛機(jī)能夠側(cè)身豎直飛行。載荷因子會(huì)超過6G 極
限值,這是一個(gè)特技飛機(jī)的極限載荷因子。
對(duì)于一個(gè)協(xié)調(diào)的恒定高度轉(zhuǎn)彎,一般通用航空飛機(jī)的近似最大傾斜角為60 度。這個(gè)傾斜角
和它的有效必要功率設(shè)置達(dá)到了這類飛機(jī)的極限。再增加10 度傾斜的話,載荷因子大約增
加1G,就接近這類飛機(jī)確立的屈服點(diǎn)。如圖3-36
載荷因子和失速速度
任何介于結(jié)構(gòu)限制內(nèi)的飛機(jī),可能以任何空速失速。當(dāng)達(dá)到足夠大的迎角時(shí),流過機(jī)翼的平
滑氣流就會(huì)被打破而分散,導(dǎo)致飛行特性的急劇變化,突然失去升力,這就引起了失速。
對(duì)這個(gè)效應(yīng)的研究顯示飛機(jī)的失速速度隨載荷因子的2 次方根成比例增加。這意味著正常
未加速失速速度為50 節(jié)的飛機(jī)可以在載荷因子達(dá)到4G 時(shí)以100 節(jié)速度失速。如果這個(gè)
飛機(jī)可以承受載荷因子9 的話,那么它可以在150 節(jié)時(shí)失速。因此,勝任的飛行員應(yīng)該知
道下列事項(xiàng):
飛機(jī)由于增加載荷因子,增加了不注意失速的危險(xiǎn),比如在急轉(zhuǎn)彎或者螺旋時(shí)
在超過飛機(jī)的設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度以上進(jìn)行有意失速,會(huì)引起巨大的載荷因子
參考圖3-36 和3-27,在急轉(zhuǎn)彎中飛機(jī)只要超過72 度傾斜,產(chǎn)生的載荷因子就達(dá)到3G,
而失速速度明顯的增加了。如果正常未加速失速速度是45 節(jié)的飛機(jī)來轉(zhuǎn)彎,空速必須保持
不低于75 節(jié)以防產(chǎn)生失速。一個(gè)類似的效應(yīng)是在快速拉起時(shí)遇到,或者在任何產(chǎn)生超過
1G 載荷因子的機(jī)動(dòng)中。這是突然的,意外的失控導(dǎo)致的事故原因,特別在急轉(zhuǎn)彎時(shí),或者
在接近地面時(shí)生硬的使用升降舵。
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由于載荷因子的平方和失速速度的二倍成正比,你會(huì)了解到巨大的載荷通過讓相對(duì)高速的飛
機(jī)失速來影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。
一架飛機(jī)可以安全失速的最大速度在所有新設(shè)計(jì)中都已經(jīng)確定。這個(gè)速度稱為“設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速
度Va”,要求在所有最新設(shè)計(jì)的飛機(jī)的飛行員操作手冊(cè)和FAA 批準(zhǔn)的飛機(jī)飛行手冊(cè)中都要
輸入設(shè)個(gè)值。對(duì)于較舊的通用航空飛機(jī),這個(gè)速度大約是正常失速速度的1.7 倍。因此,
一架正常失速速度60 節(jié)的舊飛機(jī)必須從不要在102 節(jié)以上失速(60 節(jié)×1.7=102 節(jié))。正
常失速速度60 節(jié)的飛機(jī)在102 節(jié)速度失速時(shí)將達(dá)到載荷因子2.89G(1.7×1.7)。(以上數(shù)
字只是近似的指導(dǎo),而不是任何一組問題的確切答案,設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度應(yīng)該根據(jù)制造商提供的
具體飛機(jī)的操作限制來確定)。
因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)中的杠桿作用隨不同飛機(jī)而變化,一些類型飛機(jī)使用平衡式控制面,而其它的
不使用,飛行員施加于控制上的壓力不能被認(rèn)為是不同飛機(jī)產(chǎn)生的載荷因子的指數(shù)。在大多
數(shù)情況下,載荷因子可以通過經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員對(duì)座椅壓力的感覺來判斷。也可以使用一種
稱為加速度計(jì)的儀表來測(cè)量,但是由于這種儀表一般不安裝在通用航空教練機(jī)上,根據(jù)身體
感覺來判斷載荷因子的能力培養(yǎng)是非常重要的。以上概要的原理知識(shí)是培養(yǎng)評(píng)估載荷因子能
力的基礎(chǔ)。
對(duì)不同傾斜角度的載荷因子和設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度(Va)方面的透徹理解將幫助你避免兩種最嚴(yán)重
類型的事故:
1. 急轉(zhuǎn)彎導(dǎo)致的失速或者接近地面時(shí)過分機(jī)動(dòng)導(dǎo)致的失速
2. 特技飛行時(shí)的結(jié)構(gòu)性失效或者失控導(dǎo)致的猛烈機(jī)動(dòng)
載荷因子和飛行機(jī)動(dòng)
所有飛行機(jī)動(dòng)都有臨界載荷因子,除了不加速的直線飛行,它的載荷因子總是1G。本部分
考慮的特定機(jī)動(dòng)會(huì)引起較高的載荷因子。
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轉(zhuǎn)彎
載荷因子的增加是所有傾斜轉(zhuǎn)彎的一個(gè)特性。如載荷因子章節(jié)的急轉(zhuǎn)彎方面所述,特別是圖
3-36 和3-37,載荷因子對(duì)飛行性能和機(jī)翼結(jié)構(gòu)上的載荷都變得意義重大,特別是傾斜角
增加超過45 度時(shí)。
一般輕型飛機(jī)的臨界因子的傾斜角為70 度到75 度,失速速度在傾斜約63 度時(shí)近似增加
一半。
失速
從平直飛行或者未加速的直線爬升中進(jìn)入的正常失速產(chǎn)生的額外載荷因子將不會(huì)超過平直
飛行時(shí)的1G。然而,當(dāng)失速發(fā)生時(shí),這個(gè)載荷因子可能降低到0,此時(shí)好像一切都沒有重
量;飛行員有一種自由的漂浮在空中的感覺。向前推升降舵,負(fù)載荷因子,將會(huì)導(dǎo)致機(jī)翼上
向下的力,而飛行員有被從座位拉起來的感覺。
在失速恢復(fù)后的拉起過程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的載荷因子。在過分俯沖(進(jìn)而空速很高)和生
硬拉平到平飛期間載荷因子可能不注意的進(jìn)一步增加。一件事通常又導(dǎo)致另一件事,這樣載
荷因子一直增加。在高速俯沖速度下生硬拉起會(huì)給飛機(jī)結(jié)構(gòu)施加臨界載荷,由于迎角持續(xù)增
加進(jìn)而產(chǎn)生再生的或者二次失速。
作為一般法則,通過俯沖從失速改出到巡航或者設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度,只要速度安全的高于失速速
度就要逐步拉起,這時(shí)引起的載荷因子不會(huì)超過2 到2.5G。永不應(yīng)該產(chǎn)生較高的載荷因子,
除非拉起已經(jīng)影響飛機(jī)機(jī)頭接近或者超過豎直姿態(tài),又或者在極低高度以避免俯沖到地面。
旋轉(zhuǎn)
因?yàn)榉(wěn)定的螺旋除了旋轉(zhuǎn)之外,其它因素都和失速?zèng)]有本質(zhì)不同,適用于失速改出的載荷因
子考慮也適用于這里。由于旋轉(zhuǎn)恢復(fù)通常受比普通失速中機(jī)頭更低的影響,空速會(huì)更高,進(jìn)
而載荷因子也就更大。在正確的旋轉(zhuǎn)改出中,載荷因子經(jīng)常大約是2.5G。
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