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飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制

2022-10-7 18:05| 發(fā)布者: 徑向加速度 1131 3

摘要: 航空維修專業(yè)者,每天和你分享不一樣的飛機(jī)新鮮事!升力通常垂直作用于機(jī)翼上。可靈活地控制機(jī)翼表面(副翼、升降舵和方向舵)來改變升力,使其在它的空氣動力學(xué)中心旋轉(zhuǎn)。你可應(yīng)用這些控制使飛機(jī)做各種機(jī)動動作。俯 ...

航空維修專業(yè)者,每天和你分享不一樣的飛機(jī)新鮮事!


飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制-5728

升力通常垂直作用于機(jī)翼上。可靈活地控制機(jī)翼表面(副翼、升降舵和方向舵)來改變升力,使其在它的空氣動力學(xué)中心旋轉(zhuǎn)。你可應(yīng)用這些控制使飛機(jī)做各種機(jī)動動作。


俯仰、滾動和偏航

飛機(jī)的三維機(jī)動動作有:俯仰、滾動和偏航。三維總是以飛行員的視線為基準(zhǔn),而與飛機(jī)的方向和飛行高度無關(guān)。當(dāng)你對飛機(jī)進(jìn)行控制時,你需要輸入能量。

俯仰是機(jī)頭做上下運(yùn)動。利用飛機(jī)的平衡器(F-15E戰(zhàn)機(jī)上的平的后部表面,有時稱為升降舵)控制俯仰。在做俯仰動作時,平衡器表面向上或向下轉(zhuǎn)動。這樣使得平衡器上下表面的壓力不同,機(jī)頭向上或向下。


飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制-2546

滾動由飛機(jī)的副翼所控制。象襟翼一樣,副翼是絞接在機(jī)翼上的控制板。與襟翼不同的是,兩個副翼彼此向相反方向運(yùn)動,一個機(jī)翼升力增大,另一個機(jī)翼升力減小,因此飛機(jī)以機(jī)頭-機(jī)尾軸做滾動。

偏航是機(jī)頭向側(cè)方向運(yùn)動。此時飛機(jī)的高度(機(jī)頭角度)保持不變,而飛機(jī)向左或向右飛行。利用飛機(jī)的尾舵控制偏航。


飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制-6948

俯仰和偏航聯(lián)合運(yùn)動可產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動,即在沿縱軸和飛行方向上發(fā)生運(yùn)動。相反地,簡單運(yùn)動(偏航或俯仰)是非復(fù)合運(yùn)動。偏航可以與俯仰聯(lián)合,產(chǎn)生傾斜轉(zhuǎn)彎或滾動效果。


飛行搖桿

向前或向后移動飛行搖桿,即調(diào)節(jié)飛機(jī)的平衡器,可改變機(jī)頭的仰俯角。將搖桿向后拉,即利用后搖桿可使機(jī)頭升高,將搖桿向前推,即使用前搖桿,可使機(jī)頭下降。將搖桿向左右移動,即使用側(cè)向搖桿,可控制飛機(jī)的副翼。例如,搖桿向左移,飛機(jī)向左滾動。搖桿向右移,飛機(jī)向右滾動。


方向舵腳踏板

方向舵和腳踏板可移動飛機(jī)的舵,控制飛機(jī)偏航。右舵飛機(jī)機(jī)頭向右偏,左舵飛機(jī)機(jī)頭向左偏。航速高于1馬赫時,F(xiàn)15E戰(zhàn)機(jī)的舵鎖定。這意味著,航速高于1馬赫時,你踏不動舵。舵鎖定是為飛機(jī)控制時提供的一個保險。

利用舵也可以做滾動,此時,飛機(jī)向舵給的方向滾動。舵主要用于射擊瞄準(zhǔn)和自旋螺狀態(tài)的恢復(fù)。


油門

油門控制引擎推力輸出。油門向后拉降低引擎輸出,油門向前推增大引擎輸出。不用補(bǔ)燃器時引擎的最大輸出稱為軍用功率。補(bǔ)燃器通過將原燃料泵人排氣管中再點(diǎn)燃它,來增加引擎的輸出。推力的增大幅度是相當(dāng)大的,但是燃料的消耗也非常快的。


飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制-5771



飛行特性

飛行特性反映飛機(jī)的穩(wěn)定性和機(jī)動能力。飛機(jī)的形狀、重量、外補(bǔ)給品和機(jī)內(nèi)飛行控制系統(tǒng)決定了它在特定飛行包線中的飛行特性。當(dāng)飛機(jī)的重心、升力、速度和總動量變化時,飛行特性也可能變化。在30000英尺高度以2馬赫速度飛行的滿負(fù)載飛機(jī)的飛行特性與輕負(fù)載飛機(jī)不同。


轉(zhuǎn)彎特性

轉(zhuǎn)彎特性是飛機(jī)在飛行中改變方向的能力,轉(zhuǎn)彎特性經(jīng)常可當(dāng)作它的機(jī)動能力。轉(zhuǎn)彎時飛機(jī)受到的G倍數(shù)的力通常表示了飛機(jī)轉(zhuǎn)彎的難易程度。可以用兩種方法(瞬時和持續(xù)特性)來描述飛機(jī)的最大轉(zhuǎn)彎特性。在轉(zhuǎn)彎時所感覺到的加速度為負(fù)荷系數(shù)。

負(fù)荷系數(shù)。它是轉(zhuǎn)彎時所產(chǎn)生的離心加速度的分力、轉(zhuǎn)彎使飛機(jī)的加速度增大,再加上G力,這就是負(fù)荷系數(shù)。航速越高,轉(zhuǎn)彎時的負(fù)荷系數(shù)越大。

瞬時轉(zhuǎn)彎能力。可以認(rèn)為是飛機(jī)在某一瞬時最好的轉(zhuǎn)彎能力。隨著航速和飛行高度變化,瞬時轉(zhuǎn)彎能力也變化。飛機(jī)所產(chǎn)生的升力大小直接與瞬時轉(zhuǎn)彎能力有關(guān)。

Vn圖用圖形描述了負(fù)荷系數(shù)與航速的關(guān)系。在0G線以上飛機(jī)被正G力所拉,在0G線以下飛機(jī)受負(fù)G力所拉。在不同航速和負(fù)荷系數(shù)時的升力極限在圖中也表示出來了。

持續(xù)持續(xù)能力。在持續(xù)轉(zhuǎn)彎時,飛機(jī)在一段時間內(nèi),保持特定的轉(zhuǎn)彎速度和轉(zhuǎn)彎半徑。為了保持當(dāng)前的升力和高度,負(fù)荷系數(shù)至少為1。

高負(fù)荷系數(shù)可改善飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎特性,但阻力增大。飛機(jī)總的轉(zhuǎn)彎特性決定于它的推力/重量比和升力大小。

用低航速持續(xù)轉(zhuǎn)彎較佳,通常,航速越低(到達(dá)某一航速),轉(zhuǎn)彎動作可能越快。這就是老飛行員相信的“慢下來,可以快到達(dá)”口頭禪。


飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制-9527


轉(zhuǎn)彎速率和轉(zhuǎn)彎半徑?

轉(zhuǎn)彎特性用轉(zhuǎn)彎速率和轉(zhuǎn)彎半徑來度量。飛機(jī)每秒鐘能轉(zhuǎn)彎的度數(shù)為轉(zhuǎn)彎速率。航速越高,傾斜角越小,飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎速率也越小。飛機(jī)完成轉(zhuǎn)彎所需半徑長度為轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑隨航速增大和向外傾斜角度減小而增大。高轉(zhuǎn)彎速率和小轉(zhuǎn)彎半徑可以得到最好的轉(zhuǎn)彎特性。攻角影響轉(zhuǎn)彎特性。

在轉(zhuǎn)彎最急時攻角接近30個單位,但不能超過此值。在最佳轉(zhuǎn)變時(盡快轉(zhuǎn)彎),其目的是犧牲轉(zhuǎn)彎半徑節(jié)省總沖量,此時的攻用較小,一般為16-22個單位。


轉(zhuǎn)彎速度

 在給定高度上,無結(jié)構(gòu)故障轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生最大升力所對應(yīng)的航速稱為轉(zhuǎn)彎速度。轉(zhuǎn)彎速度給出最好的轉(zhuǎn)彎特性,即在轉(zhuǎn)彎半徑盡可能小的情況下,轉(zhuǎn)彎速率盡可能高。在轉(zhuǎn)彎速度時,飛機(jī)具有最好的持續(xù)轉(zhuǎn)彎特性。

轉(zhuǎn)彎速度表示如Vn圖中。值得注意的是,轉(zhuǎn)彎速度是在飛機(jī)以在結(jié)構(gòu)極限范圍內(nèi)能提供最大升力所對應(yīng)的航速時產(chǎn)生的。



飛行基本知識:飛機(jī)的駕駛特性與飛行控制-9330


自動控制系統(tǒng)

由于飛機(jī)的形狀、重量和結(jié)構(gòu)度不同,所以每架飛機(jī)有各自的操作性能。

第一個是控制增強(qiáng)系統(tǒng)(CAS),其目的是使作用于位于飛行包線內(nèi)正常飛行的飛機(jī)上的G力穩(wěn)定。該系統(tǒng)可以根據(jù)飛行條件的不同,自動調(diào)節(jié)飛機(jī)原來的俯仰、滾動和偏航輸入。如CAS正確操作,你就可以在飛行中使飛行搖桿上的力和G力一定,而不管航速或負(fù)荷的變化。

在高馬赫數(shù)和高攻角時飛機(jī)的操作不同,飛行控制很容易過補(bǔ)償。自動飛行控制系統(tǒng)(AFCS)通過調(diào)節(jié)你所給的每個控制輸入來彌合它們之間的差距,所以航速和攻角變化的反效應(yīng)最小。這樣可以促使StrikeEagle飛機(jī)進(jìn)入飛包線中。

AFCS可調(diào)節(jié)武器和燃料負(fù)荷的不平衡和彌補(bǔ)一個引擎的損壞。在飛機(jī)降落時也可做一定的調(diào)節(jié)。但是此時如果攻角太大(超過30個單位),可能會產(chǎn)生不希望的偏航。


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