1、飞机 GO课程 1: 直线和水平飞行如何保持飞机的飞机状态我们经常还没有完全明白某种装置的原理之前，就已经开始使用它。当我还年轻的时候，我父母在我生日那天送给我一个吸尘器。几个月以后，老妈问我,“你找得到吸尘器的垃圾袋吗?“. 我说,“什么袋?“.我怎么知道吸尘器还需要垃圾袋?在技术上的无知也有一定的好处,但这不包括你处在空中.虽然你不必是空气动力学的博士才能成为飞行员,但是明白飞机能呆在空中的原理是相当对你是有帮助,它甚至可以保持你的生命.这就是为什么第一节的地面飞行课程会特别长.不过,别担心;我希望你不要只是用眼睛过,而是要真正的读过课程的内容. 为了能够飞起来,你得先填填你的脑子(至少一
2、些有用的信息). 这节课是飞行的开始.阅读是非常令人高兴的,因为它是一定能得到回报的投资.让四原力 (Four Forces) 和你同在不不不, four forces 不是那个摇滚乐队。这些力量，是飞机航行时机身所受的作用力。飞机一旦起飞，这四种基本作用力就会如影相随：升力(Lift)、重力(Weight)、推力(Thrust)、阻力(Drag).图 11 说明了这四种基本力的作用情形。图 1-1 飞机飞行所承受的四种作用力。1-升力(Lift), 2-重力(Thrust), 3-推力(Weight), 和 4-阻力(Drag)当然，图上的这些大箭头只是为了图示的方便，并没有这样的箭头真的从
3、飞机里射出来。如果你们希望看到的是以红红绿绿的“原力”，金光闪闪仿佛你能沿着它们上天下地，我想这么说是有点扫了大家的兴，不过你慢慢就会习惯的。这些箭头的确为我们展示着一场高度竞争的新游戏：四路作用力相互拨河。身为飞行员，你的工作就是活用手边的资源来调和这些力量。现在我们就来看看，这些力究竟如何对飞机产生作用。升力(Lift)机翼在穿越空气时，会产生一股向上作用的力量，这就是升力。机翼的前进运动，会让上下翼面所承受的压力产生轻微的差异，这个上下的差异，就是升力的来源。由于升力的存在，飞机才能够维持在空中飞行。我四岁的时候第一次去教堂就亲身体验到了升力。当时，捐款盘正挨个从我面前传递过，我就顺手从
4、里面拿了一个铜板。然后就被我爷爷围着教堂的长椅追赶，那时我还在想“哇，教堂真好玩”的时候，爷爷已经揪着我的毛衣把我扔出了教堂。爷爷手的力量帮我克服了重力，让我利用升力飞出了教堂。而机翼所给予飞机的作用，就等于爷爷的手，提供升力保持飞机的处在空中。重力(Weight)重力是向下的作用力。它是唯一可以由飞行员通过控制飞机载重多少来决定的原力。除了燃料的消耗之外，飞机的整体重量在航程中不在容易改变。一旦在空中，你可不要在上面烤肉或者临时把天使抓进来搭便机(或者把乘客踢出去)。飞行中，任意将乘客踢出机外，可是违反联邦航空管理局(FAA Federal Aviation Administration)规
5、定的行为，请不要那样做。在均速飞行中 (飞机的速度与方向保持不变), 相对力中的升力和重力维持着平衡。推力 和 阻力引擎驱动螺旋桨后，所产生的向前的力量就是推力。在大多数情况下，引擎越大(表示马力越足)，所产生的推力就会越大，飞机前进的速度也会越快(直到某个极限为止)。但，只要是向前运动，就一定会产生空气动力学上的阻碍：阻力。阻力会让飞生产生一股向后的拉力。道理很简单，当你的运动穿过大气层的分子时，这些分子就会产生撞击和挤压，直观地称为：风阻(Wind Resistance)（不过飞行员和工程师们少很少用这个词）.很少东西能逃得过自然法则的约束。就像我的朋友说的那样：如果你有钱，你就不要用信用
6、卡。推力让飞机加速, 但阻力却决定着飞机的最终速度。 当飞机的增加，相对地，阻力也会增加。由于大自然的强悍力量，飞机的速度每提高一倍，实际上将会产生四倍的阻力；最后，向后作用的阻力会与引擎产生的推力相等，这时飞机就会获得均速飞行状态。我高中的时候以沃克斯维格牌甲壳虫小汽车代步，所以对这些作用力再熟悉不过了。车的前进速度受自身引擎规格的限制。它具有四个小汽缸（每一回启动其中三个汽缸），跑的速度不会超过 65 英里每小时。图 12 说明了，车在极速时的最大推力与向后作用的相等阻力如何相互抵消的情形。图 1-2 汽车的标志 1推力由引擎产生。标志 2阻力源于空气分子造成保持慢速前进时，所需要的推力较
7、小，相对的阻力也没有那么大。以低于极速的任何速度行驶，省下来的多余推力可以转作其他用途，例如加速超车，或者帮电池充电。飞机的道理也一样，在低速的水平飞行时，就有一些多出来的力量用于航空飞行的重要动作：爬升。在这些介绍结束后，我想你可以开始学习初步的飞机飞行控制了.飞行控制如果你中当飞行员的料，你大概正非常耐心地盼望我们开始进入飞行控制的主题。甘地也会为你的耐心喝彩。 图 1-3 显示穿过飞机的三条想像轴线图 1-3 飞机上的三条想像轴线.1-垂直轴 Vertical Axis (偏航 Yaw), 2- 纵轴 Longitudinal Axis (滚转 Roll),3-侧轴 Lateral Ax
8、is (仰俯 Pitch)在你的控制下，飞机可以围绕一条或多条轴线旋转运动。纵轴 (Longitudinal Axis) 也称长轴 (Long Axis),从机鼻穿过机身的中心，从机尾出来。当飞机进行滚转 (Roll) 或侧倾(Bank) 动作时，会沿着这条线轴线旋转。踢美式足球时，向侧边传球的动作称为侧后传 (Lateral Pass)。同样，从一边的机翼末梢穿过机翼，机身，再从另一边的机翼末梢出来的轴线，就称为侧轴(lateral axis)。围绕着侧轴，飞机可以进行仰俯 (Pitch) 动作。垂直轴从飞机的驾驶舱通到机腹。飞机围绕着这条垂直轴偏航 (yaw)。 这得以动作来模拟想像：早上
9、起床将双手平举，然后站直，向左或向右旋转，就可以想像脊椎成一条垂直轴，而你正以这条轴为中心旋转。好，我们已经讨论过飞机围绕着三条轴线飞行的相关概念了，我们可以开始探讨主要的三种飞行控制了。副翼 Ailerons副翼(Ailerons)是位于机翼后缘的可移动控制面板。它的功能是让飞机随着你所希望转弯的方向进行侧倾(Bank)。 当你向右转动驾驶盘 (control wheel) ,如图 1-4 所示, 两片副翼就会在同一时间内以彼此相反的方向偏摆。图 1-4 向右侧倾。请看副翼是如何倾斜的。1-副翼下摆，升力上升, 2-副翼上摆，升力下降当左翼的副翼下摆，左翼受到的升力就会增加。右翼的副翼上摆，
10、右翼受到的升力就会减少，这导致了飞机向右侧倾。当驾驶盘 (control wheel) 向左转，如图 1-5 所示, 左侧副翼会向上摆，减少左翼所承受的升力.图 1-5 向左侧倾. 请注意副翼是如何倾斜的。1-副翼上摆，升力下降. 2-副翼下摆，升力上升.当右翼的副翼下摆时，右翼所受到的升力就会增加. 这导致了飞机向左侧倾。副翼可以上机翼所受到的升力上升或下降。升力差使得飞机根据需要侧倾。升降舵 Elevator升降舵是位于飞机后端的可移动的水平控制面板它的作用是调整飞行的仰俯角度(图 1-6)图 1-6 升降舵控制，可以改变飞机的仰俯角升降舵向上摆(2)，机尾向下压(1)什么是“带杆(Bac
11、k Pressure)“?“带杆“是给新手一种直观的提法。这是一个往操纵盘上增加操纵力量的动作。教员通常用这一提法，以免学员错误理解为“把操纵盘狠狠地往怀里拉”。意思就是操作飞行方向盘时,应当轻柔,有点类似“空中按摩“.控制升降舵与副翼,在航空动力学原理上是同一回事.将驾驶盘往后拉(如图 1-6),就可以让升降舵控制面向上移动.机尾下方的压力降低，于是机尾下降，机鼻则以仰角抬升.在图 1-7 中,显示的就是当控制面板向后拉后,飞机的状况.图 1-7 升降舵控制可以改变飞行的仰俯角度升降舵向下摆(2)，机尾向上压(1)升降舵控制面向下运动,使得机尾上方的压力小于下方,这导致了机尾向上升,机鼻绕侧
12、轴方向向下.简单地说,要抬高机头,就将驾驶盘往后拉,要降下的话,将驾驶盘往前推就行了.还有第三种飞行控制:方向舵(rudder),它能让飞行绕垂直轴航行. 这个我们将在后面讨论,我现在这样说只是让你知道它很重要.现在,你应该已经具备了飞行控制的基本概念,接着让我们把大脑集中在飞机上,讨论一下如何进行实际的飞行演练:平直飞行(Straight-and-level flight).平直飞行 Straight-and-Level Flight接下来你要开始进行平直飞行练习了-平直飞行是最基本的飞行演练之一,而“平直“两个字听起来,是不是会让你以为 是两个不同的飞行动作呢?嗯,你想的一点也没错.直线飞
13、行表示机鼻朝着某个特定的方向行进,机翼与地平线保持平行; 平飞指的是飞机不增加或降低降低飞行高度.图 1-8 显示的就是当飞机平直飞行时,坐在左边座位的您(飞行员)眼中的景象.图 1-8图片显示我们正朝着远山一路前进,别担心,教练就在旁边,而且对闪避山脉这种事很拿手.事实上,这正是教练的专长.如何判断正在直线飞行好,你怎么知道飞机保持在平直飞行状态呢?简单的判断方面就是对着机窗(前窗)检视仪表板, 图 1-8 显示出仪表板的上缘与远方的天地线近乎平行. 这表示你的机翼没有侧倾, 也就是说,你正朝着前方直线飞行,没有偏转的迹象.然而,还有一个方法也可以告诉你飞机是否保持直线飞行. 你可以按下苦力
14、帽(hat switch)来进行检视.如果你从左侧或右侧的机窗看出去如 ( 图 1-9 所示)图 1-9在直线飞行中,可以看到两侧的机翼与自然天地线的相对位置.在直线飞行中,两翼与天地线所保持的距离应该相等.以正确的姿态飞行实际驾驶飞机时, 我会鼓励学生保持向左右两侧机窗探视景物的习惯. 这可以帮助你们检查机翼位置,同时集中精神留意一下空中的交通情况. 我说“交通“,可不是要你注意地面的车辆,我是指其他同样在空中飞行的飞机. 不过在模拟飞行中,要你不断地按键来移转左右机窗的视野,那实在是太难为你了,所以你可以直接运用姿态仪 (attitude indicator: AI) 来维持平直飞行.姿态仪 (attitude indicator: AI) 位于六大主要飞行仪表上排正对你的位置 (如图 1-10 所示).
