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飞行员航空知识手册 航空知识手册全集

时间:2011-04-08 11:31来源:网络 作者:航空 点击:


所有的飞机在某种程度上都受到这个特性的影响,尽管所有其他普通参数可能是固有稳定的。这个倾向通过一个事实告诉飞行员:飞机不能无限期以无手操控飞行。
为消除或者至少纠正这个不稳定性,在控制设备(机翼校平器)的开发上付出了大量的研究和努力。螺旋条件的前期阶段要求飞行员非常仔细的应用恢复控制,或者可能引起结构上的过量载荷。发生在通用航空飞机飞行中的结构化失效,这种条件下的不适当恢复可能是更多不幸的根本原因,而不是其他任何单一因素。原因是螺旋条件下的空速快速的增大,降低这个速度的后升降舵力和拉高机头的力的应用使转弯加紧,载荷因子持续增加。不受控螺旋的拖延结果总是一样的;要么飞行的结构化失效,或者坠落到地面,要不就是两者。根据记录最通常的原因是:飞行员失去视野参考,不能参考仪表来控制飞机,或者是同时发生这两者。
飞行机动中的空气动力学受力
介绍飞行机动如转弯,爬升和降落时的飞机受力情况。
转弯受力
如果从后面看一个平直飞行的飞机,如图3-20,而且如果作用于飞机的力可以看见的话,两个力(升力和重力)是显然的,如果飞机处于倾斜状态,可以明显的看到升力不再正好和重力方向相反,升力作用在倾斜的方向上。实际情况是,当飞机倾斜时,升力作用方向是朝转弯的中心且向上的,这是在考虑飞机转弯时要记住的一个基本事实。

一个物体如果静止或者沿直线匀速运动会一直保持静止或匀速直线运动,直到某个其他的力作用于这个物体。飞机和任何其他运动物体类似,需要有一个侧向力使它转弯。在一个正常的转弯中,这个是通过飞机的倾斜得到的,这时升力是向上和向内作用的。转弯时候的升力被分解为两个分力,这两个分力成合适的角度。竖直作用的分力和重力成对,称为垂直升力分量,另一个是水平的指向转弯的中心,称为水平升力分量,或者叫向心力。这个水平方向的力把飞机从直线航迹拉动到转弯航迹上。离心力和飞机转弯时的向心力方向相反,大小相等。这就解释了为什么在正常转弯时使飞机转弯的力不是方向舵施加的。
飞机的驾驶不像小船或者汽车;为了转弯,它必须倾斜。如果飞机不倾斜,那么就没有让它偏离原来直线航向的力。反过来说,当飞机倾斜时,它就会转弯,让它不滑到转弯的一侧。良好的方向控制是基于一个事实,只要飞机倾斜它就会转弯。
这个事实一定要牢记在心,特别是保持飞机处于平直飞行时。单就飞机的倾斜使得它转弯来说,飞机的总升力没有得到增加。然而就像指出的,倾斜时的升力分为两个分量:一个垂直的和另一个水平的。这一分解降低了抵消重力的力,进而飞机的高度就会下降,需要增加额外的力来抵消重力。这是通过增加迎角来实现的,直到升力的竖直分量再一次等于重量。由于竖直分力随倾斜角度的增加而降低,那么就需要相应的增加迎角来产生足够的升力以平衡飞机的重力。当进行恒定高度转弯时,一定要记住升力的竖直分量必须要等于飞机的重量才能维持飞机的高度。
对于给定的空速,飞机转弯的快慢依赖于升力水平分量的大小。你会发现,升力的水平分量和倾斜角成正比。逻辑上也遵守倾斜角增加时升力的水平分量也增加,也就加快了转弯速度。因此,对于任何给定空速,转弯速度可以通过调整倾斜角来控制。
在水平转弯中,为提供足够的升力竖直分量来维持高度,迎角需要有一定的增加。由于机翼阻力直接和迎角成正比,当升力增加时诱导阻力降低。这就导致空速的降低和倾斜角成比例,小倾斜角的结果是空速的少量降低,大倾斜角时空速会降低很多。在水平转弯中,必须要增加额外的推力来防止空速降低;需要的额外推力大小和倾斜角成比例。
为补偿额外的升力,如果要维持恒定高度,结果是如果转弯时空速增加,迎角必须降低,或者倾斜角降低。如果倾斜角保持恒定,而迎角降低,转弯速度将会降低。所以,当空速增加时为了保持恒速转弯,迎角必须保持恒定且倾斜角增加。

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