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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:


注意到一个有趣的现象是当一个飞机从俯冲拉起且载荷因子为3G时,飞行员将受到3倍于其体重的向下的压力。因此,在任何机动中载荷因子的大小可以通过考虑飞行员座椅受压的程度来获得。由于现代飞机的操作速度大大的增加了,这个影响已经变得非常明确,是所有飞机结构设计中的主要考虑之一。
所有飞机的结构设计都预期只能承受一个确定大小的过载,载荷因子知识是所有飞行员必备的。载荷因子对于飞行员来说重要,是因为两个不同的原因:
1.由于明显的危险过载,飞行员对飞机结构施加影响是合理的。
2.因为增加的载荷因子增加了失速速度,使得在看起来安全的飞行速度上有失速的可能。
飞机设计中的载荷因子
要回答一个飞机需要多结识这样的问题,答案很大程度上受飞机的受限用途确定的。这是一个困难的问题,因为最大可能的载荷在有效的设计中可以非常高。任何飞行员都可以来一次真实的硬着陆,或者从俯冲中来一次非常陡的拉起,这会产生不正常的载荷。然而,制造的飞机要能快速的起飞,缓慢的着陆,还能携带相当的货物,那么如此极端的不正常载荷必须被适当的削除。
飞机设计中的载荷因子问题就归纳为确定不同运行条件下正常操作所能期望的最大载荷因子。这些载荷因子称为“极限载荷因子”。由于安全原因,要求飞机设计成承受这些载荷的时候不会有任何结构损坏。尽管联邦管制条例要求飞机结构能够支持1到1.5倍极限载荷因子而不会失效,但是还是接受了这样的情况:飞机的部分可能在这些极限负载下弯曲或者扭曲,可能发生某些结构损坏。
1.5这个值称为“安全因子”,是为高于正常和合理操作条件下的载荷提供一定程度的余量。但是,这个预留强度不是飞行员可以蓄意滥用的;而是为了遇到以外情况时的保护。
上述考虑适用于所有负荷状态,无论是由于阵风,机动或者着落。驟风载荷因子要求和那些存在多年的其他要求实际上一样生效。成千上万的运行小时已经证明它们足够安全。由于飞行员对驟风载荷因子的控制很小(除遇到颠簸气流而降低飞机速度外),驟风载荷要求对大多数通用航空型飞机实际上是相同的,而不管它们的操作用途。一般的,驟风载荷因子控制严格的用于非特技飞行的飞机设计。
还有完全不同情况存在于有机动载荷因子的飞机设计中。有必要单独讨论这个问题,分为
1)根据分类系统而设计的飞机(如普通的,通用的,特技的),
2)旧时设计的飞机,它们在建造时没有运行分类。
根据分类系统设计的飞机很容易从驾驶舱的标牌识别出来,标牌说明了飞机认证为哪种运行分类。最大安全载荷因子(极限载荷因子)对不同分类的飞机指定为如下:
分类 极限载荷
普通 3.8-1.52
通用(轻微特技,包括旋转) 4.4-1.76
特技 6.0-3.0
普通的意思是不超过4000磅的飞机,极限载荷因子降低了。上述给出的极限载荷还要加上50%的安全因子。
飞行机动越激烈,载荷因子就会增加。为飞机获得最大的通用性而提供了分类系统(Category system)。如果只打算进行正常操作,那么需要的载荷因子会更小,如果飞机用于训练或者特技机动,那么飞机就要承受较高的机动载荷。
那些没有分类标牌的飞机是在较早以前的工程要求条件下制造的,没有对飞行员指定特别的操作限制。对于这种类型的飞机(重量达到4000磅),要求的强度可以和今天的通用类飞机必将,允许进行相同类型的操作。对于超过4000磅的这类飞机,载荷因子随重量降低,所以这些飞机应该可以和根据飞行系统设计的普通类飞机比较,对飞机的操作也要和普通类适应。
急转弯时的载荷因子
在任何飞机的高度恒定协调转弯中,载荷因子是两个力的合成:离心力和重力。如图3-35.对于任何给定的倾斜角,转弯速度(这里是指转弯角速度)随空速变化;空速越高,那么转弯率也就越低。这个由于额外的离心力的补偿让载荷因子保持不变。
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