——作者:罗德·马查多
五年级时,老师让我到教室前面去说出词性的各个部分。我走上前去,转过身,平静地回答:"嘴唇、舌头、肺和氧气。"嗯,显然这不是老师想要的答案。
语言有其基本组成部分,航空也是如此。到目前为止,我们已经练习了飞行的四个最重要基本功中的两个:平飞和转弯。现在是时候练习最后两个:爬升和下降。
航空界最大的误解之一是认为飞机爬升是因为升力过多。这类似于相信在飞机的油箱里加手霜会让你的着陆更顺畅、更柔和、看起来更年轻。
飞机爬升是因为推力过剩,而不是升力过剩。让我们回到汽车在路上的例子,来了解更多关于为什么是这样的原因。
一辆上坡行驶的汽车类似于在爬升中的飞机。唯一的区别是,你(飞行员)选择你要爬升的坡度。这是通过我们之前讨论过的升降舵控制来完成的。
在平直的道路上,汽车在全功率下的最大前进速度是65英里/小时(图3-1,汽车A)。
![]() 图3-1 功率和爬升角。 即使全功率,汽车在坡度变陡时开始减速。 |
当我们上坡时(汽车B),速度降至50英里/小时。更陡的坡度使汽车减速至40英里/小时(汽车C)。汽车发动机有限的马力无法匹配风阻加上坡度变陡时向后作用的重量造成的阻力,所以汽车减速了。更大的发动机或重新设计汽车以减少风阻是唯一能帮助这辆疲惫的老机器更快爬坡的选择。
同样的分析在一定程度上适用于试图在空中爬升"山坡"的飞机。
假设我们的飞机在全油门(图3-2中的飞机A)平飞时的最大速度是120英里/小时。
![]() 图3-2 功率、爬升角和空速。即使全油门 (最大功率)飞机在试图爬升更陡的山坡时也会减速。 飞行员通过选择特定的爬升空速来调整爬升角(山坡大小)。 |
将飞机油门视为类似于汽车加速踏板,除了飞机油门是手动操作的;你向前推以获得更多功率,向后拉以减少功率。在升降舵控制上施加轻微的向后压力会使飞机机头向上(飞机B)。这导致飞机爬升一个平缓的山坡,速度降低到,比如说,80英里/小时,就像汽车一样。试图爬升更陡的山坡(飞机C)使我们的速度降至70英里/小时。我们无法比70英里/小时更快地爬升刚刚选择的山坡,因为我们没有额外的马力(推力)。
随着我们继续增加爬升角,空速进一步降低,就像汽车的速度一样。然而,这里就是飞机脱离汽车类比的地方。飞机需要保持最小的前进速度,以使其机翼产生维持飞行所需的升力。你是否曾经想过为什么飞机需要跑道?原因和跳远运动员一样。飞机(和跳远运动员)必须达到一定速度才能起飞。
这个最小前进速度称为空气动力失速速度。这是一个重要的速度,会随着重量、襟翼设置、功率设置和坡度角的变化而变化。它在不同飞机之间也会有所不同。(不用担心,稍后我会向你展示如何识别接近失速的情况。)只要飞机保持在失速速度以上,就会产生足够的升力来抵消飞机的重量,飞机就会飞行。
如果飞机C(图3-2)的失速速度是60英里/小时,那么以稍微更陡的角度爬升将导致升力不足而无法飞行。我们将这种情况称为失速。无意中这样做会导致发出类似"哎呀"、"天哪"、"啊——"以及"我想我需要平衡一下我的脉轮"等原始语言声音。(飞行教官安装了特殊的生物过滤器,可以防止他们在你无意中使飞机失速时发出这些声音。)不用说,在真正的飞机中,这些声音会让乘客再也不想和你一起飞行。这就是为什么下一课将花时间了解失速并进行失速(有意的,也就是说)。
你关于失速需要了解的是,拥有大量功率的飞机(如喷气式战斗机)可以以陡峭的角度爬升;而功率有限的飞机则必须以较平缓的角度爬升。
知道是额外的推力而不是机翼的额外升力负责爬升,让你能够得出一些有趣的结论。例如,任何导致发动机产生较少功率的因素都会阻止你达到最大爬升率。导致功率减少的因素包括高海拔和高温。不为爬升应用全功率是另一个给你较少功率的条件,但那是个显而易见的,对吧?
在这一点上,你应该问一个重要的问题。我当然不是指禅宗公案类型的问题,比如"一个气缸点火的声音是什么?"或者"如果一架飞机在森林里硬着陆,没有人听到,它真的发出声音了吗?"你应该问的一个好问题是:"我如何确定我的飞机爬升的合适'山坡'大小?"让我们找出答案。
飞机有一个特定的爬升姿态(山坡陡峭程度)能提供最佳效果——在飞机安全高于失速速度的同时提供最佳爬升性能。你可以通过参考空速指示器来确定飞机的合适爬升姿态。
应用爬升功率(通常在小型飞机中是全油门),俯仰姿态会被调整,直到空速指示器显示合适的爬升速度。在我们课程中使用的塞斯纳172SP型号飞机中,我们将使用75节的速度进行所有爬升。然而,有时飞行员会以略高于75节的空速爬升。不,他们这样做不是因为他们想更快到达某个地方。他们这样做是因为这为他们提供了更好的向前视野。
抬起飞机机头会导致空速变慢;降低机头会加速。你放置机头的位置——即你选择的姿态或你使"山坡"有多陡——决定了空速指示器上会发生什么。与地面世界不同,飞行员决定空中山坡的陡峭程度(当然在一定限制范围内!)。只要一点经验,你就能通过看前窗而不是仅仅依赖空速指示器来确定正确的山坡大小(机头上仰姿态)。
当我还是学生飞行员时,似乎任何特定的空速都是指针永远不去的地方。我年轻时协调能力并不强。我的反应如此缓慢,我几乎被两个推着爆胎汽车的人撞到。我是一个活生生的证据,证明即使没有13岁奥运体操运动员的协调性和反应能力,一个人也能成为称职的飞行员。
下降
虽然发动机功率推动汽车上坡,但重力将它拉下。没有脚踩油门,汽车的下降速度由它正在下降的山坡陡峭程度决定。山坡越陡,它走得越快。如果山坡变平缓,那么速度就会降低。如果山坡变得太平缓,那么就需要一些功率来维持足够的前进速度。
飞机也可以在没有动力的情况下下坡(图3-3)。
![]() 图3-3 飞机在下降。 |
只需降低机头,你就会得到看起来像是一次免费的旅程(其实不是,但让我们不要深入讨论这个)。你可以使用升降舵控制调整机头下俯的姿态,在任何(合理)你想要的空速下下降。
现在你有了一个问题的答案,我保证每个第一次乘客都会问或想要问你:"如果发动机停止工作会怎样?" 飞机会变成滑翔机,而不是石头。
与爬升不同,你可以选择在很宽的空速范围内下降。然而,有许多因素需要考虑,比如向前视野、发动机冷却以及湍流对机身结构的影响。(所有这些项目都在我的私人飞行员手册中有详细讨论,该手册可从我的网站获得。你可以使用飞行模拟器合作伙伴页面上的我的链接直接访问它。)
但是,在着陆进近的最后一部分(称为最后进近),你应该保持特定的空速。通常,这个速度至少比飞机的失速速度高30%。在准备触地时,过量的空速或不稳定的控制力通常会导致难以做出平稳的着陆(这也是飞行员互相开玩笑的原因)。
开始爬升
飞行如果不只是说说而已而是有实际行动的话,那就很有趣了。让我们来看看进入爬升所涉及的动作。假设你的飞机在巡航功率下以100节的空速进行平飞。进入爬升需要你将机头抬到爬升姿态,并同时增加爬升功率。毕竟,为了利用有利的风向和更好的视野(以及其他原因),尽快将飞机升到空中是有意义的。所以在塞斯纳172中,你总是会增加全功率来爬升。然后,你会应用足够的机头向上配平来保持飞机在这个姿态。
一旦你开始抬起机头,你就会注意到空速下降,垂直速度指示器开始显示爬升。这是你正在爬升的一个确定标志。当地面上的人开始看起来像蚂蚁时,那是另一个线索(除非你真的在看蚂蚁)。
图3-4显示飞机以85节和每分钟500英尺的速度爬升。
![]() 图3-4 |
你正在向上
工程师(不是开火车的那种)告诉我们,我们的塞斯纳172在74节时爬升效率最高。由于图3-4中的飞机是85节,你如何在继续以全功率爬升的同时将飞机减速到74节?
答案是将飞机机头抬高(增加你正在爬升的山坡的陡峭程度)到一个稍高的爬升姿态。保持在那里,观察空速指示器上的反应。调整俯仰稍微上或下,直到空速指示器显示74节(75也可以)。要有耐心;飞机有惯性,一旦俯仰改变,需要一两秒钟才能稳定到新的速度。
为了保持75节的爬升速度,你应该在姿态指示器上显示大约13度的俯仰,如图3-5所示
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(目前,我们将使用姿态指示器作为我们的俯仰和坡度参考,因为在飞行模拟器中很难透过仪表板看到真正的地平线。)姿态指示器的垂直校准线每个值五度,所以你读它们(从下到上)为5、10、15和20度俯仰。13度俯仰会在第三条线的下方一点。
当然,爬升的俯仰可能会略有变化。然而,重要的是找到给你想要的爬升空速的正确俯仰。
想来个华尔兹吗?
现在你知道了爬升飞机的秘密。因此,下次你想爬升时,遵循以下程序:将机头抬到姿态指示器上大约13度的上仰,增加全油门,并配平飞机以保持这个姿态。就这么简单。然后,稍微调整俯仰(可能只有一两度)以给你想要的空速。将进入爬升视为三步华尔兹。想:一、二、三……一、二、三……或者姿态、功率、配平(不幸的是,当我跳华尔兹时,每数一下我都在不停地道歉:"哎呀,对不起踩到你的脚了。")。改变姿态,改变功率,然后一旦飞机稳定在新的姿态就配平飞机。
当然,你可能会选择以稍快的速度爬升。这通常使你更容易看到仪表板上方(所以我可以看到并避开其他飞机)。当不需要快速、高效的爬升到高度时,找到既给你良好爬升率又给你合理仪表板视野的空速。
上升的东西……
如果你一直爬升,你最终会爬出大气层,对吗?不是真的,但你仍然需要知道如何下降(我也不是指学跳舞)。
将飞机下降视为汽车下坡。首先,当汽车指向陡峭的下坡时,你通常会把脚从加速踏板上拿开并滑下坡。坡度的陡峭程度决定了汽车的最终速度。陡坡导致更快的滑行速度,而平缓的坡度导致更慢的滑行速度。飞机的工作原理类似。
图3-6显示了一架功率降至飞行怠速的飞机。
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从某种意义上说,这架飞机正在滑下坡。在这个图中,空速稳定在80节。现在,让我们改变坡度的陡峭程度。
俯仰变化意味着空速变化
让我们看看小的俯仰变化如何影响空速。不重新调整配平,如果你稍微降低机头(使坡度更陡),你会发现一个产生90节空速读数的姿态。通过参考姿态指示器来做这个。通过进行小的俯仰调整——可能是一半度、一度甚至两度——并保持它,你会注意到空速增加。
最终,空速将指示90节,姿态指示器将显示类似于图3-7中所示的俯仰姿态。
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如果你想以这个速度下降,配平飞机以保持这个姿态。
如果你抬高机头(使坡度更平缓),你会发现一个产生70节空速读数的姿态。图3-8显示了产生这个空速所需的姿态。
![]() 图3-8 |
这就是你应该如何在下降过程中控制空速。使用姿态指示器上的垂直校准来调整你的俯仰。做一个小的改变,并观察结果。记住要有耐心,因为飞机会慢慢改变其速度。
通过这种方式调整俯仰来控制你的空速很重要,特别是当你准备着陆时。毕竟,你需要在进行着陆进近时以不同的速度飞行。通过改变俯仰,你可以在任何你想要的空速下下降。只要记住使用配平来保持飞机在所需姿态,从而保持所需空速。
好吧,你让我说服了。让我们简单谈一下改变下降率。
改变下降率
如果你想要以相同的空速但较慢的下降率下降(VSI上较小的读数)怎么办?好吧,这是你展示动力的机会。(抱歉,我是说发动机动力。今天没有世界统治!)动力对你的下降率有直接影响。
在80节时,功率在飞行怠速,飞机以大约每分钟700英尺(fpm)的速度下降,如图3-9所示。
![]() 图3-9 |
假设,例如,你正在进近着陆,需要较小的下降率才能到达跑道。你做什么?将你的功率增加到更高的值,比如1800转每分钟(rpm),并调整俯仰以保持80节。如有必要重新配平。
你的仪表应该看起来像图3-10中的那样。
![]() 图3-10 |
通过这种轻微的功率增加,飞机以300 fpm的速度下降。当然,随着更多功率的增加,飞机会停止下降。如果你给它更多的功率,飞机会在80节时平飞甚至开始爬升。
在你训练的这个阶段,是时候就如何控制飞机达成一致了。功率(油门位置)应该是你调整下降率(VSI读数)的手段。飞机的俯仰姿态(由操纵杆控制)是你保持特定空速的手段。在爬升时,你将始终使用最大允许功率(通常是全油门),同时使用操纵杆调整飞机姿态以获得所需的空速。既然你已经熟悉了进行爬升和下降的程序,让我们将这些技能与我们在第2课中开发的技能结合起来。
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读取高度表
图3-14显示了大多数飞机中典型的高度表。 它有两个指针,以及一个代表飞机高度(以万英尺为单位)的点。较短、较粗的指针代表以千英尺为单位的高度。长而细的指针代表飞机的高度,以百英尺为单位。 读取高度表最简单的方法是像看钟表一样读取它。例如,如果图3-14中的高度表A是钟表,它会显示什么时间?是的,它会显示3点。由于高度表A不是钟表,它显示的高度是3,000英尺。长(百英尺)指针指向零百英尺,中等(千英尺)指针指向3,000英尺。 如果高度表B是钟表,它会显示什么时间?它会显示3:30,或3点半。作为高度表,它读作3千半,或3,500英尺。长(百英尺)指针指向500英尺,中等(千英尺)指针指向3,000和4,000英尺之间。因此,高度是3,000英尺过500英尺(3,500英尺)。 如果高度表C是钟表,它会显示什么时间?看起来大约是7点差一刻。更准确地说,长(百英尺)指针显示800英尺,中等(千英尺)指针指向略低于7,000英尺。因此,高度表读数是6,000英尺过800英尺(6,800英尺)。不太难,对吧? 像看钟表一样试着读取高度表D。现在几点了?是的,它看起来是3点,但仔细看看非常小的点。这个点指向略超过1的值,意味着你需要将10,000英尺加到高度表的中等和长指针显示的值上。因此,高度表D指示的高度是13,000英尺。 |
事情正在好转
假设我们想要将爬升和下降与转弯结合起来。具体来说,让我们检查一下如何在爬升时进入20度右坡度转弯,然后滚入平飞。你可能会这样做。
首先,建立爬升。将俯仰增加到13度的机头上仰姿态,如图3-11所示,增加全功率,然后配平。
![]() 图3-11 |
然后,你将滚入所需的坡度。这里的秘诀是使用姿态指示器的橙色球作为俯仰参考。由于橙色机翼不会与地平线对齐,使用橙色球作为俯仰参考,并使用姿态指示器的橙色指针作为坡度参考。
在爬升(下降也是如此)时,最好在距离目标高度50英尺以内时开始改平。50英尺的提前量有助于防止超过或达不到目标高度。如果你想在4,000英尺改平,那么当你在高度表上读到3,950时进入平飞。在这一点上,你将降低机头并滚入平飞姿态。
是的,功率仍然设置在最大,这很好。让飞机加速到巡航速度(除非你特别想以较慢的速度飞行)。然后将功率减少到大约2,200转每分钟的巡航设置。
一旦空速稳定,为这个姿态配平,如图3-12所示。
![]() 图3-12 |
好的,这就是你要做的。信不信由你,这不一定是一个简单的机动。记住,从一种姿态转换到另一种姿态(比如从平飞到爬升)的秘密是像华尔兹一样:一、二、三……姿态、功率、配平。你调整姿态到一个已知值,让你的飞机处于爬升的合适范围内(13度以80节的速度爬升)。然后你调整功率(在我们课程的飞机中,你将以全功率爬升)。最后,你提供足够的配平来保持这个姿态。姿态、功率和配平的公式是在进行任何俯仰变化时的秘密。
转向下降的时间
假设你在4,000英尺飞行,想在左转20度坡度时下降到2,500英尺。为了使这个机动更具挑战性,以90节的速度进行。以下是完成方法。
首先,你以20度的坡度向左滚转。然后,你将功率减少到飞行怠速。(飞行怠速是油门拉到停止位置,发动机产生怠速功率的状态。)
接下来,你将机头降低到你认为能给你90节空速的姿态。(你会注意到当你减少功率时,机头会自动想要自己降低。因此,你可能需要在操纵杆上施加一点向后的压力,以防止它下降得太快。)由于3度正(向上)俯仰给你80节,也许你在1度正俯仰(稍低的姿态)时达到90节。记住,因为你正在转弯,你使用姿态指示器的橙色球作为俯仰参考,如图3-13所示。
![]() 图3-13 |
当你在2,550英尺(在2,500英尺提前50英尺)时,将飞机置于平飞姿态。然后,你将功率增加到2300转每分钟的巡航设置,当空速稳定时进行配平。姿态、功率和配平,对吧?
现在你知道如何进行爬升、转弯和下降,以及执行平飞。是的,你理解了基础知识。现在你需要练习。我让你自由练习。点击"现在开始飞行这一课"链接来练习你刚学到的内容。
我们的下一课涉及以较慢的速度飞行,就像你在着陆进近时飞行的速度一样。你将学到所有让你安全降落在跑道上的小技巧。
点击现在开始飞行这一课链接来练习你刚学到的内容。
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风车效应 儿童的风车在风吹时旋转。如果你还没注意到,飞机螺旋桨只不过是对大孩子的大型风车。风车效应负责转速(每分钟转数)值随着空速变化而从预设位置改变。例如,每当你将油门设置到新的转速值时,随着飞机空速的变化,转速读数会改变。为什么?螺旋桨对变化的空速的反应就像风车对风的反应一样。这会人为地使螺旋桨转得更快或阻止它达到其全部潜力,直到空速稳定。这通常需要重置转速一次或可能两次,以达到你想要的最终设置。风车效应与固定螺距螺旋桨有关(就像我们在课程中使用的飞机上的那种)。稍后,你将学习能够改变其螺距以维持特定转速的恒速螺旋桨。 |













