— 罗德·马查多
我们经常在不完全理解其工作原理的情况下使用机械设备。
作为一名年轻的单身汉，我的父母在我生日时送了我一台吸尘器。几个月后，妈妈打电话问我：“你是否在寻找吸尘器的垃圾袋？”我说：“垃圾袋？什么垃圾袋？”
我怎么知道这东西需要垃圾袋呢？
技术无知有其优势，但在空中飞行时并非如此。作为飞行员，你不需要拥有空气动力学博士学位，但适度到合理的理解飞机为何能保持飞行将被证明是有帮助且能保命的。这就是为什么这第一堂地面学校课程是最长的。别担心；阅读完后你不需要给眼睛重新包扎。但我确实希望你从头到尾读完它。为了驾驶飞机，你必须先给大脑充填信息（至少是一点点信息）。这里是开始的地方。阅读吧，保持快乐，因为这是一项将获得巨大回报的投资。
愿四种力量与你同在
不，四种力量不是1960年代的摇滚乐队。这些力量实际上是飞行中拉扯和推动飞机的东西。四种力量——升力、重力、推力和阻力——在飞机飞行时始终存在。看看图1-1，它显示了四种力量的作用。
 图1-1 作用在飞行中飞机上的四种力量。 1-升力，2-推力，3-重力，4-阻力 |
当然，巨大的箭头实际上并没有从飞机上突出。我知道这会让那些仍然期待飞过上方时各州被涂成蓝色和红色并在边界周围画上线条的人失望，但你会习惯的。箭头确实表明我们这里有一个高度竞争的新游戏——四向拔河。你作为飞行员的工作是管理可用资源以平衡这些力量。让我们看看它们都是什么。
升力
升力是当飞机机翼在空气中移动时产生的向上作用力。前向运动在机翼上下表面之间产生轻微的压力差。这种差异变成了升力。正是升力使飞机保持飞行。
我在四岁时首次去教堂时发现了升力是如何工作的。奉献盘从我面前经过，我挑出了几件闪亮的物品。我祖父在长椅周围追我，我想：“哇，教堂真有趣！”祖父用我的毛衣把我抱起来，让我悬在离地面四英尺高的地方，然后把我带到外面。正是祖父手臂产生的升力，精确地等于我的体重，让我保持飞行。机翼对飞机的作用就像祖父的手臂对我一样——提供升力以保持在空中。
重力
重力是向下作用的力。这是飞行员在某种程度上可以控制的力，通过选择如何装载飞机。除了燃油消耗外，飞机的实际重量在飞行中很难改变。一旦离地，你不应该燃烧货物或获得额外的乘客（或者失去他们）。飞行中意外抛出乘客是违反某些FAA规则的行为，所以请不要这样做。
在未加速飞行中（当飞机的速度和方向恒定时），升力和重力这两个相反的力是平衡的。
推力和阻力
推力是由发动机驱动的螺旋桨产生的向前作用力。在很大程度上，发动机越大（意味着马力越多），产生的推力就越大，飞机就能飞得更快——直到某个点。前向运动总是会产生一种称为阻力的空气动力学惩罚。阻力向后拉飞机，只是大气分子对运动的阻力。用简单的英语（飞行员和工程师很少使用），这是风阻。在大自然母亲那里很少有免费的东西。正如我的一个朋友喜欢说的：“如果你在不花一分钱的情况下得到什么，那你就不是用自己的信用卡。”
推力导致飞机加速，但阻力决定了它的最终速度。随着飞机速度的增加，其阻力也会增加。由于自然的反常性，将飞机速度翻倍实际上会使阻力增加四倍。最终，阻力的向后拉力等于发动机的推力，飞机达到恒定速度。
我的高中大众甲壳虫汽车很好地了解了这些限制。大众汽车的前向速度受到发动机尺寸的限制。只有四个气缸（其中只有三个在任何时候都工作），这辆大众汽车的最高速度不超过65英里/小时。图1-2显示了在这个速度下最大推力遇到相等且向后拉的阻力的结果。
 图1-2 汽车的1-推力，由发动机动力产生 和2-阻力，由空气分子阻力引起 |
以较慢的速度保持飞行需要较少的功率，因为阻力较小。在汽车最大前向速度以下的任何速度，都有多余的推力（马力）可用于其他用途，比如超过其他汽车或也许驱动一个便携式风琴，如果你有这个倾向的话。
飞机也是如此。在平飞时低于最大速度，有额外的功率（推力）可用。多余的推力可以用于执行航空中最重要的机动之一——爬升。
在介绍完成之后，我认为是时候让你了解一些关于飞机飞行控制的知识了。
飞行控制
如果你是现成的飞行员材料，你已经耐心地舔着嘴唇等待飞行控制的讨论。甘地会为你的耐心鼓掌（但甘地不在这儿，所以我会）。图1-3显示了飞机的三个假想轴。
 图1-3 飞机的三个轴。 1-垂直轴（偏航），2-纵向轴（滚转），3-横向轴（俯仰） |
通过使用飞行控制，飞机可以围绕一个或多个这些轴旋转。强调整体的纵向轴穿过飞机从机头到机尾的中心线。飞机围绕其纵向轴滚转或倾斜。记住纵向轴走向的一个好方法是记住它是一条长（即纵向的）路，从飞机的机头到机尾。
足球中的横向传球被称为横向传球。同样，横向轴穿过飞机从翼尖到翼尖。飞机围绕其横向轴俯仰。
飞机的垂直轴从驾驶舱到腹部上下运行。飞机围绕其垂直轴偏航。将偏航运动想象为打哈欠运动。早上，你通过站立和垂直伸展来打哈欠，左右旋转，等待那些椎骨发挥作用。
现在我们准备检查三个主要飞行控制中的每一个，它们使飞机在轴周围移动。
副翼
副翼是机翼外侧后缘的可移动表面。它们的作用是将飞机向你想要转弯的方向倾斜。当控制轮向右转动时，如图1-4所示，副翼同时向相反方向移动（这并不意味着它们坏了，也一样）。
 图1-4 向右倾斜。副翼如何使飞机倾斜。 1-下偏副翼产生更多升力，2-上偏副翼产生较少升力。 |
左翼副翼下偏，增加了左翼的升力。右翼副翼上偏，减少了右翼的升力。这导致飞机向右倾斜。
当控制轮向左转动时，如图1-5所示，左翼副翼上偏，减少了左翼的升力。
 图1-5 向左倾斜。副翼如何使飞机倾斜 1-上偏副翼产生较少升力。2-下偏副翼产生更多升力。 |
右翼副翼下偏，增加了右翼的升力。这导致飞机向左倾斜。
副翼允许一个机翼产生更多升力，另一个产生较少升力。不同的升力使飞机倾斜，这将总的升力方向倾斜到你想要转弯的方向。
升降舵
升降舵是飞机后部的可移动水平表面。它的作用是使飞机机头向上或向下俯仰（图1-6）
 图1-6 升降舵控制如何改变飞机的俯仰 尾部向下移动（1）因为升降舵（2）向上移动。 |
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"后压力"到底是什么意思？ "施加后压力"是另一个听起来对非飞行员很奇怪的术语。它并不意味着你要给你的教练某种飞行中的按摩（尽管这可能是个好主意）。相反，它指的是飞行员轻轻地向后拉飞机控制轮的动作。这个短语可能是因为一位教练意识到初学者倾向于过于字面地理解"向后拉轮子"这句话，用力猛拉轮子——我不推荐这种机动。 |
升降舵控制的工作原理与副翼相同。如图1-6所示，对飞机控制轮施加后压力会使升降舵表面向上偏转。
尾部下侧产生较低的压力，使其向下移动，飞机机头向上俯仰。
图1-7中的飞机显示了当控制轮向前移动时会发生什么。
 图1-7 升降舵控制如何改变飞机的俯仰 尾部向上移动（1）因为升降舵（2）向下移动。 |
升降舵表面向下移动，从而在尾部上侧产生较低的压力，导致尾部上升。机头围绕横向轴向下的方向旋转。简而言之，要向上俯仰，向后拉控制轮；要向下俯仰，向前移动控制轮。
还有第三个飞行控制，方向舵，它控制围绕垂直轴的偏航。我们稍后再讨论这个，但现在，我想确保你知道我没有忘记它。
现在你已经基本了解了飞行控制的工作原理，让我们把大脑放在飞机里，讨论如何执行一个有用的飞行机动：平直飞行。
平直飞行
你即将练习平直飞行，这是航空中最基本的机动之一。这听起来像两个独立的机动而不是一个吗？嗯，它确实是。直线飞行意味着飞机的机头保持指向一个方向，机翼与地球的地平线平行。平飞意味着飞机不会获得或失去高度。
图1-8从左座（飞行员通常坐的位置）显示了平直飞行的样子。
 图1-8 |
别担心图片显示我们正朝着远处的山脉飞行。我和你在一起，我擅长避开山脉。事实上，这是我的专长。
如何判断你正在直线飞行
好吧，你怎么知道自己实际上是在直线平飞呢？最简单的方法是透过仪表板和风挡（前窗）看，如图1-8所示。仪表板的顶部部分似乎与地球远处的地平线大致平行。这意味着你的机翼没有倾斜，这意味着你正在直线飞行而不是转弯。
然而，还有另一种方法来判断你是否在直线飞行。你可以按下操纵杆上的帽子开关。（帽子开关是突出在中间靠近拇指的那个按钮）如果你从左窗或右窗看，如图1-9所示，你会注意到每个机翼相对于地球地平线的位置。
 图1-9 |
在直线飞行中，两个机翼应该距离地平线相同的距离（参考地平线，而不是山脉）。
保持正确的姿态
在真正的飞机中，我更希望我的学生几乎把脖子的齿轮都拆掉，左右看窗外。这有助于他们检查机翼的位置，并让眼睛专注于驾驶舱外观察交通。不，我也不指汽车交通。我指飞机交通。然而，在模拟器中，不断在左视图和右视图之间切换是不方便的。所以你将使用姿态指示器来帮助保持平直飞行。姿态指示器位于你正前方的六个主要飞行仪表顶部（图1-10）。
 图1-10 |
姿态指示器是真实地平线的人工表示。正如其名称所示，姿态指示器显示飞机的姿态（其向上或向下的俯仰以及机翼与地平线的倾斜）。姿态指示器的上半部分是蓝色的（像真正的天空，除非，当然，你飞在洛杉矶），下半部分是棕色的（像我们下方的地表）。这两种颜色之间的细白线是人工地平线。飞行员在无法看到地球地平线时使用姿态指示器，这是由于能见度限制或在不方便看翼尖时（在飞行模拟器时这通常是你的状况）。
通过向左移动操纵杆，飞机会向左倾斜，使左翼向下朝向地面，如图1-11A所示。
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这是你开始左转的方式。注意姿态指示器中的小型（橙色机翼）飞机也似乎将其左翼向下朝向地面倾斜。从机械上讲，实际上是姿态指示器的背景在移动并创建飞机姿态的图像。尽管如此，你总是可以通过确定姿态指示器中哪一个小橙色机翼朝向地面倾斜来判断你正在向哪个方向倾斜。（这很容易，因为只有两个选择）。
以同样刚描述的方式轻轻地向右移动操纵杆，姿态指示器将指示右转。现在橙色机翼飞机的右翼朝向地面倾斜，如图1-11B所示。将操纵杆向右或向左移动，直到两个小型飞机的机翼都与人工地平线平行，将操纵杆返回到中心（默认）位置，并将飞机返回到直线飞行，如图1-11C所示。毕竟，如果机翼没有倾斜，飞机就不会转弯。
知道你要去哪里
还有另一种方法来知道你是否在直线飞行。这涉及使用飞机的航向指示器，如图1-12所示。
 图1-12 |
图1-12显示了飞机的航向指示器（有时称为方向陀螺）。它位于我们将要讨论的六个主要飞行仪表底部行的中间。将航向指示器视为显示你的飞机指向哪个方向的机械罗盘。注意航向指示器面上的数字。在任何数字上加一个零以获得飞机的实际航向。换句话说，6实际上是航向060度（读作零六零度）。数字33实际上是航向330度。（当我们大声说时，我们说"三三零度"以获得额外的清晰度。飞行时保持额外的清晰度很重要。）这些数字以30度的间隔出现。在这些数字之间有5度和10度的航向增量。
要飞特定航向，只需将飞机向航向指示器中飞机机头指向W（西）的方向转动，直到指向字母W（这是航向270度）。当然，如果航向保持恒定，那么你就是在直线飞行，因此没有转弯。这是识别你正在直线飞行的另一种方法。
现在你理解了平直飞行的直线部分，让我们继续讨论这个机动的平飞部分。
确保你保持水平
让我们谈谈当你俯仰飞机机头向上或向下时你的高度会发生什么。当你通过在操纵杆上施加后压力使飞机机头向上俯仰时，姿态指示器的小型飞机也指向天空（蓝色），如图1-13A所示。姿态指示器的垂直校准线每个值五度，所以你从下到上读取它们为5、10、15和20度俯仰。
 图1-13 |
看高度表，它位于姿态指示器的正右方（图1-13B）。大指针（百英尺指针）通常在机头抬起时顺时针移动。而且，就像手表的指针一样，顺时针移动意味着某物在增加。在这种情况下，是你的高度。
高度表正下方是垂直速度指示器（VSI）。当你的飞机机头向上俯仰时，它的指针也向上偏转，显示爬升率（图1-13C）。这些都是你正在爬升而不是保持平飞的额外指示。
当操纵杆返回到中心位置时，假设飞机正确配平（我们很快会讨论这个），飞机将开始回到平飞状态。
当你向下俯仰飞机时，姿态指示器的小型飞机指向地表（棕色），如图14所示。
 图1-14 |
高度表的指针将开始回转（逆时针旋转），表示高度损失。VSI也将显示下降率，因为其指针向下偏转。可以安全地说，如果高度表的大指针停止移动且VSI指针显示为零，那么你就在平飞。事实上，这正是飞行员确认其飞机处于平飞状态的确切方式。
保持这些指针静止需要练习（在现实生活中，它们总是在稍微移动）。平均私人飞行员如果能保持在选定高度100英尺以内就做得很好了。不幸的是，当我还是学生时，我发现保持改变我想要的高度目标更容易（直到我最终完美掌握这项技能）。
在交互式课程中，你将通过保持姿态指示器的小型飞机（橙色机翼）与人工地平线平行来练习保持直线航向。如果机翼向右或向左倾斜，你将通过向相反方向移动操纵杆来抬起它。
你还将通过保持高度表的百英尺指针静止来练习保持平飞。它不应该移动。如果它移动了，你将使用操纵杆稍微改变俯仰直到它停止移动。这将是平飞所需的俯仰姿态。
需要配平吗？
飞机受到各种空气动力学力的影响。一些试图使机头向上俯仰；其他试图使其向下俯仰。发动机功率、重量放置和升力只是这些力中的几个。这对你的意义是什么？嗯，如果飞机想要向前俯仰，你不能坐在那里在飞行的整个过程中向后拉操纵杆。对控制轮施加连续压力以保持俯仰姿态意味着你的手臂会很快疲劳（你的私人教练会为你感到骄傲，但我不会）。幸运的是，飞机有某种被称为配平片的东西来减轻控制轮（和飞行员！）的压力！让我们看看配平片是如何工作的，然后我们再谈谈如何使用它。
配平片如何工作
配平片是附在你想要控制的主要表面（在这种情况下是升降舵）上的小型可移动表面。图1-15A显示了配平片和用于改变配平片位置的配平轮。在真正的飞机中，轮子通常位于两个前座之间或仪表板的下部。
 图1-15A 升降舵配平如何工作 1-机头向下。2-机头向上。 |
移动配平片在它附着的控制表面末端产生轻微的压力差。创造了足够的压力来保持主要控制表面在所需位置，而无需握住控制轮。注意配平片向它影响的主要控制表面相反的方向移动。如果你想要升降舵向上偏转（就像你在爬升中向后拉轮子一样），配平片必须向下移动，如图1-15A中的升降舵A所示。
为了保持升降舵的向下偏转（就像你在下降中一样），配平片必须向上移动，如图1-15B中的升降舵B所示。
 图1-15B 升降舵配平如何工作 1-机头向下。2-机头向上。 |
将配平视为一个虚幻的手，它在消除你施加到操纵杆上的压力的同时保持飞机在所需姿态。配平控制可能在你的操纵杆上以小轮子或按钮的形式出现。
如果你的操纵杆上没有配平按钮，你可以使用数字键盘上的两个键来为正确的俯仰姿态配平飞机。END键提供机头向上配平，HOME键提供机头向下配平。
以下是为平直飞行配平飞机的方法。首先，检查飞机是否已经正确配平。通过减轻施加到操纵杆上的压力来做到这一点。然后，观察VSI的指针。如果指针显示爬升（向上旋转），飞机需要机头向下配平。在操纵杆上施加一点向前的压力以返回平飞，然后按一次HOME键进行一点机头向下配平（或使用机头向下配平按钮）。完成后，释放操纵杆上的压力并观察发生什么。
你按的配平按钮越多，你施加的配平就越多。所以要有耐心。你可能需要重复这个过程几次，直到VSI的指针保持相对水平，接近零爬升率值。
如果VSI的指针显示下降（向下旋转），在操纵杆上施加一点后压力以将飞机返回平飞。然后在数字键盘上按几次END键进行机头向上配平（或使用机头向上配平按钮）。完成后，释放操纵杆上的压力并观察VSI指针的响应。根据需要重复该过程，直到飞机既不爬升也不下降。
我更喜欢使用VSI的指针进行配平，因为它非常敏感。我的意思不是如果你告诉它它很丑它会哭。我的意思是它的指针对俯仰的小变化很敏感。这使得检测平飞的偏差更容易。在未来的课程中，我将向你展示如何在爬升或下降中使用VSI的指针进行配平。
许多飞机有用于滚转控制的配平，称为副翼配平。你甚至可能有这是你操纵杆组件的一部分。当机翼的燃油负载不平衡或如果你有较重的乘客坐在飞机的一侧时，可能需要滚转配平。
无论飞机配平得多好，它可能会稍微上下振荡，使高度变化大约100英尺上下。这就是飞机的特性。每架飞机都喜欢做自己的事情，即使正确配平也可能在高度和航向上略有变化。让它们去吧，除非它们偏离得太远。你的工作是让飞机尽可能容易飞行，这样你就有更多时间思考、计划、策划，并以安全的方式在模拟器中飞行。
你应该为自己完成第一堂地面学校课程而感到自豪。嘿，我为你感到自豪！现在是时候进行一些交互式飞行训练了。
点击现在开始此课程飞行链接来练习你刚学到的东西。在下一堂地面学校课程中，我将向你介绍转弯的基础知识。