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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:


总之,必须 记住,有意的特技,从俯冲中生硬的拉起,高速失速,和紊流中的高速飞行产生的载荷因子都会给飞机的整个结构施加额外的应力。
作用于飞机结构的应力会对飞机的任何部分施加力。对于那些无知的人有一种倾向,他们认为载荷因子在效果方面只作用于翼梁和支柱。由于过量载荷导致的大多数结构化失效涉及翼肋结构,包括机翼的前缘和后缘以及尾翼部分。编织物蒙皮飞机的关键区域是机翼上表面翼弦的大约三分之一之后。
这种载荷通过长期的积累效应可能会松开或者削弱重大部件,以致于实际的故障会在以后发生,而那时飞机可能正以正常的方式操作。
VG 图
飞机的飞行运行强度用一个图来表示,它的水平刻度是基于载荷因子的。如图3-38.这个图称为VG图,速度-载荷因子关系图。每一个飞机都有它自己的VG图,它在特定重量和高速下有效。

VG图上最首要的曲线就是最大升力曲线。示例的飞机在62mph(英里/小时)的时候可以达到不超过1G载荷因子,这是机翼水平失速速度。由于最大载荷因子随空速的平方成正比,最大的正的升力在92mph的时候达到载荷因子达到2G,112mph的时候达到3G,137mph时达到4.4G,等等。任何在这条曲线以上的载荷因子从空气动力学上是得不到的;也就是这个VG图的飞机不能在最大升力曲线之上飞行,因为会失速。本质上相同情况出现在负升力飞行时,但是有个例外,那就是产生给定的负载荷因子所需要的速度比产生相同的正载荷因子的速度要高。
例如,上图可以看到在62mph的时候产生的载荷因子约1G,而对应于-1G载荷因子,速度大约为80mph。
如果这架飞机飞行的正载荷因子超过正极限载荷因子4.4的话,将可能导致结构化损坏。当飞机在这个区域操作时,将会发生要不得的主结构剩余形变,也会产生高速疲劳损伤。在正常操作中必须避免在超过极限载荷运行。
在VG图上还有重要的另外两点。第一,是正极限载荷因子和最大正升力线的交点。这点是空气动力学地达到极限载荷因子的最低空速。任何超过此点的空速将会产生能够损坏飞机的足够强的升力;任何低于此点的空速产生的正升力都不足以导致飞机的过载损坏。这个速度的一般术语叫“机动速度”,原因是亚音速空气动力学的考虑能够预知这种条件下的最小可用转弯半径。机动速度是个有用的参考点,因为飞机低于这个速度飞行时不会产生破坏性的正的飞行载荷。在机动速度以下,机动和驟风的任何结合都不会产生机翼过载的破坏。
下一个是负极限载荷因子和最大负升力线的交点。任何大于这点的空速,将会产生足以损坏飞机的负升力;任何低于此点的空速产生的负升力都不足以导致飞机的过载损坏。
极限空速(红线速度)是飞机的设计参考点,这张图的飞机受限于225mph。如果飞机要超过这个极限速度,很多现象会导致结构化损坏和结构化故障。
因此,飞机在飞行时是受限于一套速度和不超过极限速度的载荷因子组合,也不能超过极限载荷因子,也不能超出最大升力性能。飞机必须在这个包络线内运行,这样才能够避免结构化损坏,以确保飞机达到预期的使用期限。飞行员必须把VG图看作是安全运行条件下的空速和载荷因子的允许组合。任何处于结构包络线之外的机动或者驟风将会导致飞机的结构损坏,它将有效的缩短飞机的使用期限。
重量和平衡
飞行员经常把飞机的重量和配平数据看作是只对工程师,调度员,或者定期/非定期航空运输管理者重要的信息。准着这个思路,可以推理飞机在认证程序中被称重,无论设备的变化或者维修,这个数据是不确定的。进一步的,这个信息被错误的简化为一个行之有效的程序或者叫“拇指规则”,例如“如果我有三位乘客,我只可以装载100加仑的燃油,4位乘客的话,那么就只能装载70加仑的燃油。”
不可否认的是,这个拇指规则在大多数场合是适当的,但是就如这个标题“重量和平衡”暗示的,不只要考虑飞机的重量,还要考虑它的重心(CG)的位置。重心的重要性在稳定性,可控性和性能方面的讨论中应该已经很明显。如果所有飞行员理解和认识到重心对飞机的影响,那么就可以从记录中去掉一种类型的事故:“事故的主要原因-飞机的重心超出后面的极限位置和不平衡的载荷分布导致飞机呈不稳定性。飞行员在起飞时失控导致飞机坠毁。”

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