必须记住空速增加导致转弯半径增加,离心力直接和转弯半径成正比。在一次正确执行的转弯中,升力的水平分力必须恰好等于向心力且方向相反。所以,当恒定角速度水平转弯时空速增加,转弯半径也要增加。转弯半径的增加导致离心力的增加,这也必须通过增加升力的水平分力来平衡,它只能通过增加倾斜角来增加。
内侧滑转弯时,飞机转弯的快慢和所倾斜的角度不对应,然后飞机会偏航到转弯航迹的内侧。飞机以一定的角速度转弯而倾斜过多时,水平升力分量大于离心力。升力的水平分量和离心力的平衡要么通过降低倾斜度,降低角速度或者二者的结合才能建立。
外侧滑转弯是由于离心力比升力的水平分量还大,把飞机向转弯的外侧拉。这个倾斜角度时的转弯太快了。外测滑转弯的纠正引起角速度的降低,倾斜角增加,或者二者的结合。
为维持一个给定的角速度,倾斜角必须随空速变化。在高速飞机上这变得特别重要。例如,在400mph时,飞机必须倾斜大约44度来完成一个标准的转弯角速度(3度每秒)。在这个倾斜度上,只要大约79%的飞机升力构成升力的竖直分量;结果是高度的损失,直到迎角增加到足够补偿升力的损失。
爬升受力
对于所有实际效果,处于稳定的正常爬升状态的机翼升力是和相同空速时平直飞行的升力一样的。尽管确立爬升时的飞行航迹变化了,对应于倾斜航迹的机翼迎角回复到了实际的相同值,如升力时一样。然而,有一个最初的短暂的变化,如图3-22
从平直飞行到爬升的转换期间,升力的变化发生在后升降舵压力应用的一开始。飞机头的抬升增加了迎角,短暂的增加了升力。此时的升力大于重力,启动飞机的爬升。当飞行航迹建立在向上爬升后,迎角和升力再次恢复到水平飞行时的值左右。
如果爬升时功率设置不改变,一般的空速会降低,因为维持平飞时的空速需要的推力不足以维持相同的空速来爬升。当航迹向上倾斜时,飞机重量的一个分量作用于相同的方向,和飞机总阻力平行,因此也增加了诱导阻力。所以,总阻力大于推力,空速下降。一般空速下降的结果是对应于阻力的降低,直到总阻力(包含相同方向的重力分量)等于推力。如图3-23。由于动力,空速的变化一般依不同的飞机大小,重量和总阻力以及其他因素而变化。
通常的,当空速稳定后推力和阻力,升力和重力再次平衡,但是比相同功率设置下的平飞状态的空速值要低。由于在爬升中飞机的重力不仅向下作用,还随阻力向后作用,这就需要额外的功率以保持和平飞时相同的空速。功率大小依赖于爬升角度。如果爬升的航迹很陡峭,那么可用功率将不足,空速较低。你会看到备用功率的大小确定了飞机的爬升性能。
下降受力
如同爬升一样,飞机从平直飞行进入下降状态,作用于飞机的力必定变化。这里的讨论假定下降时的功率和平直飞行时的功率一样。
当前向压力施加于升降舵控制上开始下降,或飞机头向下倾斜时,迎角降低,结果是机翼升力降低。总升力和迎角的降低是短暂的,发生在航迹变成向下时。航迹向下的变化时由于迎角降低时升力暂时的小于飞机的重量。升力和重力的这个不平衡导致飞机沿平直航迹之后开始下降。当航迹时处于稳定下降时,机翼的迎角再次获得原来的大小,升力和重力会再次平衡。从下降开始到稳定状态,空速通常增加。这是因为重力的一个分量现在沿航迹向前作用,类似于爬升中的向后作用。总体效果相当于动力增加,然后导致空速比平飞时增加。
为使下降时的空速和平飞时相同,很显然,功率必须降低。重力的分量沿航迹向前作用将随迎角的下降率增加而增加,相反的,迎角的下降率降低时重力的向前分量增加也就变慢。因此,为保持空速和巡航时一样,下降时要求降低的功率大小通过下降坡度来确定。
失速
只要机翼产生的升力足够抵消飞机的总载荷,飞机就会一直飞行。当升力完全失去时,飞机就失速。
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