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[微软模拟飞行2004中文飞行课程] 1-3 爬升与下降 (学员飞行)
课程 3: 爬升与下降—by Rod Machado
目前,我们已经学习和练习过四大飞行基本要领中的两项:平直飞行与转弯。现在我们再来看看最后的两项:爬升与下降。
有关飞行最大的一个错误观念之一,就是认为飞机是以多出来的升力进行爬升动作。
飞机爬升所依赖的是多出来的推力,而非升力。让我们以马路上的汽车为例来说明,让你进一步了解与此现象有关的原理。
在上坡路段行进的车子,就类似于爬升中的飞机。唯一不同的是,车子遇到爬坡路段只得乖乖地爬,你(飞行员)确可以决定自己想要的爬升坡度。爬升坡度可以借升降舵来选择。车子在平路上以最大马力前进,所能达到的最高速度是每小时65英里(参见图3-1中的A车)。
图 3-1 动力与爬坡角度。即使动力全开,车子的速度将会在坡度变陡时减缓。 当我们遇到上坡路段(B汽车),时速就会落到50英里。更陡的坡度,还会让车速继续落到40英里时速左右(C汽车)。车子引擎的有限马力在面临陡峭 的上坡时,无法对抗风阻与重力等向后的作用力,因此车速就会减缓。改装排气量较大的引擎,或重新设计车辆结构来减少风阻,是唯一增加车速来爬坡的做法。
同样的分析,也适用于我们原来的主题。
飞机在平直飞行时,节流阀(飞机的节流阀和汽车的油门差不多,只是飞机的节流阀需要手动控制)全开的情况下(图3-2中的 A 飞机),我们先预设它的最高速度为时速120英里。
图 3-2 动力、爬升角度、与空速。即使飞机的节流阀全开(动力全开),飞机的速度还是会在坡度变陡时开始减缓。 你稍稍将升降舵的控制盘往后拉,就可以让机头向上仰升(B 飞机),飞机接着以小坡度飞行,空速会下降——(比如说时速80英里),就和汽车爬坡时遇到的情形一样。试着以更大的坡度爬升时(C飞机),空速就会再往 下降到时速70英里。在这个情况下,并不是说你的速度只要超过70英里就能爬升了,你还需要额外的动力(推力)才办得到。
爬升的坡度如果继续增加,空速还会进一步滑落,一如爬坡时减缓下来的车速。然而,飞机的飞行还需要一个特定条件的配合:维持最低速度。飞机必须维持 在这个速度以上,才足以让机翼产生让飞机腾空的升力。有没有想过,为什么飞机需要跑道才能起飞呢?道理和跳远选手需要助跑一样。飞机必须在起飞之前达到某 个特定的速度。
维持飞机飞行所需要的最低速度,就叫做飞机的“失速速度”(stall speed)。如果图3-2中 C 飞机的失速速度为时速60英里,那么再以稍微大一点的坡度爬升时,承托飞机重量的升力就会不够。这种情形就称为“失速”(stall)。如果这发生在真的 飞机上,我打包票下回没有人敢再坐阁下的飞机了。你还需要了解一点,拥有充足动力的飞机(如喷射战斗机),才能以陡峭的角度爬升;动力有限的飞机,必须采 取较缓的角度来爬升。那么,飞机爬升时要怎样求取适当的爬升角度了?
飞机都有它们自己特定的爬升姿态(爬升角度)来让飞机安全地维持在失速速度以上,同时完成最佳的爬升程序。你可以参考飞机的空速表,来求取适当的爬升姿态。配合输出的爬升动力(小型飞机通常会打开所有节流阀),调整俯仰姿态直到空速显示出适当的爬升速度。如果是 Cessna 172 型飞机,我们会以75节速度来进行所有爬升动作。有时,飞行员会以高于75节的速度爬升,那是因为他们稍微降低了机头,以便求取机头前方更多的的能见范围。
抬高机头,空速就会减缓;降低机头,速度就会回增。机头的俯仰,换句话说,就是你所选择的飞机姿态或爬升坡度,将决定空速表接下来的状态。
下降
引擎的动力能推动汽车上山,重力则向下拉引汽车。你的脚如果没有去踩着油门,车子就会下滑。坡度越陡,下滑的速度越快,同样的,飞机不依靠动力也一样可以下滑(图 3-3)。
图 3-3 下降中的飞机 只需要降下机头,你就能尝到一路顺风的滋味。你可以运用升降舵控制,来调整机头向下姿态,以你所希望的任何合理的空速下降。
或许你的乘客会问道:“万一飞机的引擎失效了怎么办?”万一真的发生这种事,飞机会变成滑翔机开始滑翔,并不会会像一块石头从天上砸下来。
与爬升动作不同的是,你可以选择以各种速度下降。不过,还是要考虑到诸多的因素,例如前方能见度、引擎冷却、与乱流对飞机外部结构的影响等。在进行 到最后阶段的降落航程时(也称“最后航程”),你应该维持特定的空速(最后降落速度)。通常,这个速度至少要维持在飞机失速速度的30%以上。
现在,是讨论如何在驾舱中实际操作爬升与下降动作的时候了。
开始爬升
光说不念,飞行有何乐趣可言?我们立刻就来看看,进入爬升动作的所有步骤。假设你的飞机正以100节速度、巡航动力设定进行平直飞行,刚开始爬升 时,你需要抬高机头到爬升姿态,同时增加爬升动力。毕竟,想尽快飞往高处是可以理解的事,因为你可以尽量借风使力,并得到更好的空中尽管(还有很多理由 呢)
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