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科普!飛機的特性與飛行控制

點擊次數:   更新時間:19/03/22 10:27:03     來源:關閉分    享:

科普!飛機的特性與飛行控制


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

俯仰、滾動和偏航

  飛機的三維機動動作有:俯仰、滾動和偏航。三維總是以飛行員的視線為基準,而與飛機的方向和飛行高度無關。當你對飛機進行控制時,你需要輸入能量。




  俯仰是機頭做上下運動。利用飛機的平衡器(F-15E戰機上的平的后部表面,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動。這樣使得平衡器上下表面的壓力不同,機頭向上或向下。

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

  偏航是機頭向側方向運動。此時飛機的高度(機頭角度)保持不變,而飛機向左或向右飛行。利用飛機的尾舵控制偏航。

  俯仰和偏航聯合運動可產生復合運動,即在沿縱軸和飛行方向上發生運動。相反地,簡單運動(偏航或俯仰)是非復合運動。偏航可以與俯仰聯合,產生傾斜轉彎或滾動效果。

飛行搖桿

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

方向舵腳踏板

  方向舵和腳踏板可移動飛機的舵,控制飛機偏航。右舵飛機機頭向右偏,左舵飛機機頭向左偏。航速高于1馬赫時,F15E戰機的舵鎖定。這意味著,航速高于1馬赫時,你踏不動舵。舵鎖定是為飛機控制時提供的一個保險。

  利用舵也可以做滾動,此時,飛機向舵給的方向滾動。舵主要用于射擊瞄準和自旋螺狀態的恢復。

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。不用補燃器時引擎的最大輸出稱為軍用功率。補燃器通過將原燃料泵人排氣管中再點燃它,來增加引擎的輸出。推力的增大幅度是相當大的,但是燃料的消耗也非常快的。

飛行特性

  飛行特性反映飛機的穩定性和機動能力。飛機的形狀、重量、外補給品和機內飛行控制系統決定了它在特定飛行包線中的飛行特性。當飛機的重心、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載飛機的飛行特性與輕負載飛機不同。

轉彎特性

  轉彎特性是飛機在飛行中改變方向的能力,轉彎特性經常可當作它的機動能力。轉彎時飛機受到的G倍數的力通常表示了飛機轉彎的難易程度。可以用兩種方法(瞬時和持續特性)來描述飛機的最大轉彎特性。在轉彎時所感覺到的加速度為負荷系數。

  負荷系數。它是轉彎時所產生的離心加速度的分力、轉彎使飛機的加速度增大,再加上G力,這就是負荷系數。航速越高,轉彎時的負荷系數越大。

  瞬時轉彎能力。可以認為是飛機在某一瞬時最好的轉彎能力。隨著航速和飛行高度變化,瞬時轉彎能力也變化。飛機所產生的升力大小直接與瞬時轉彎能力有關。

  Vn圖用圖形描述了負荷系數與航速的關系。在0G線以上飛機被正G力所拉,在0G線以下飛機受負G力所拉。在不同航速和負荷系數時的升力極限在圖中也表示出來了。

  持續持續能力。在持續轉彎時,飛機在一段時間內,保持特定的轉彎速度和轉彎半徑。為了保持當前的升力和高度,負荷系數至少為1。

  高負荷系數可改善飛機的轉彎特性,但阻力增大。飛機總的轉彎特性決定于它的推力/重量比和升力大小。

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

轉彎速率和轉彎半徑?

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

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

轉彎速度

  在給定高度上,無結構故障轉彎時產生最大升力所對應的航速稱為轉彎速度。轉彎速度給出最好的轉彎特性,即在轉彎半徑盡可能小的情況下,轉彎速率盡可能高。在轉彎速度時,飛機具有最好的持續轉彎特性。

  轉彎速度表示如Vn圖中。值得注意的是,轉彎速度是在飛機以在結構極限范圍內能提供最大升力所對應的航速時產生的。

自動控制系統

  由于飛機的形狀、重量和結構度不同,所以每架飛機有各自的操作性能。

  第一個是控制增強系統(CAS),其目的是使作用于位于飛行包線內正常飛行的飛機上的G力穩定。該系統可以根據飛行條件的不同,自動調節飛機原來的俯仰、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,而不管航速或負荷的變化。

  在高馬赫數和高攻角時飛機的操作不同,飛行控制很容易過補償。自動飛行控制系統(AFCS)通過調節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最小。這樣可以促使StrikeEagle飛機進入飛包線中。

  AFCS可調節武器和燃料負荷的不平衡和彌補一個引擎的損壞。在飛機降落時也可做一定的調節。但是此時如果攻角太大(超過30個單位),可能會產生不希望的偏航。



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