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1 # 勞耶維奇
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2 # 東布拉迦
民航客機不可以,從氣動構型說,因為民航客機的翼型剖面是平凸型(機翼下表面平整,上表面凸起)根據伯努利原理,氣流流過機翼,上表面流速高於下表面,產生向上的拉力,從而機翼產生升力;戰鬥機一般用對稱的梭型機翼或者平板型機翼,上下表面是對稱的,只靠改變飛機迎角就了改變升力方向。從動力上說,民航客機的推重比(發動機推力/飛機整體重力)是小於1的,所以民航客機之所以可以飛起來,是機翼的功勞,發動機只是提供向前的推力,從而使機翼劃過空氣產生升力,戰鬥機推重比都是大於1的,所以經常可以看到戰鬥機離地後直接垂直爬升,民航客機如果做這樣的動作,就會失速,改出不及時必墜無疑;從系統上說,民航客機的油料都裝在兩個大翼的結構郵箱中和中央翼盒的結構郵箱中,吸油口和抵押油泵就裝在油箱底部的前中後端,倒飛會使得油泵抽不到油,造成供油中斷,發動機會空中停車;而戰鬥機的油箱採用膠囊式,就像把油料打入一個氣球中,無論什麼姿態下,橡膠的收縮力都可以試油泵抽到油;同理,發動機滑油泵抽不到油,造成發動機潤滑變差,對於一萬到一萬八千轉的高壓轉子來說,分分鐘發動機燒燬;還有乘客也是承受不了的
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3 # 瘦駝
當然能。
太能了。
倒著飛(如果我沒理解錯是上下顛倒而不是前後顛倒)得分兩種情況。一種是在筋斗頂點或者桶滾頂點肚皮朝上的狀態,這種“倒飛”只是連續的飛行狀態中的一個瞬間。這個過程中受力分析,可以自己推導一下,這是高中物理力學的經典習題。
飛機能不能這麼飛?當然了。只要飛機的自動控制系統不插手(以空客A320為代表的民航飛機採用了電傳操縱系統,飛行電腦會自動遮蔽那些危險的操作),飛行員技術過硬,夠膽,飛機無論大小都可以玩這個。
上面這個影片是空客的A400M大型運輸機表演的筋斗。更著名的出人意料則是下面這段。
1955年,波音的試飛員Tex Johnson 在試飛367-80 時“擅自”在西雅圖上空做了一個橫滾,後來這款飛機演變成了著名的波音707。因為大膽營銷了飛機的優異效能,Tex 沒有受處分。
橫滾頂點,機艙裡的飛行員拍下了上面這張照片。
飛機這樣短暫的倒飛難在哪兒?
第一個考驗是機體強度。由於絕大多數飛機絕大部分時間都是“正常”飛行姿態,受的力更多是垂直於機身向上的。比如機翼,要承受升力,所以設計的時候要能扛住這些垂直向上的力,材料和結構都得夠解釋。比如民用客機得保證耐得住至少兩三倍自身重力的向上的力而不散架。嚴格來說,考量的單位是加速度,這相當於+2~3g。戰鬥機則至少要耐住+10g。而倒飛的時候一切都是反方向的,機體這個方向的強度一般較小,為了節省重量嘛。但按照標準,客機至少也得耐得了-1.5g。飛個筋斗或者桶滾還是綽綽有餘的。
第二個考驗是飛機的供油系統。如果不特別設計,飛機倒過來油箱就不能供油了,時間稍長,發動機就得熄火。還好,解決這個問題並不難。比如上面這種,吸油管頭上裝一個重物,不管怎麼飛,總能浸到油裡。很多嬰兒吸管杯也是這種設計。稍複雜一點的在油箱上下都開了供油管路。
還有的飛機專門設定了倒飛油箱。
第三個考驗是發動機本身,不管是活塞發動機還是渦輪發動機倒過來以後,燃燒室的噴油狀態變了,整個發動機的潤滑油走向也變了。如果不考慮的話,很容易熄火或者磨損。
倒飛的另一種狀態則是持續、穩定的倒著飛,頭腳顛倒,其他跟正飛沒啥區別。比如很多飛行表演隊都會飛這個動作:映象。飛的最好的飛雷鳥莫屬。
這時候,除了上面說的幾個“考驗”,最大的考驗來了。
那就是,倒著怎麼產生“升力”?飛機正飛的時候怎麼產生升力?很多教材會這樣說:飛機的機翼剖面上彎下平,穿過氣流時因為上表面路徑長下面路徑短,所以流速上快下慢。根據伯努利定律,流速越快壓強越小,所以產生了向上的升力。圖示如下。這種解釋基本上約等於耍流氓(請忽略上圖混淆了壓力和壓強)。
因為如果真是這樣,持續穩定的倒飛根本不可能實現,因為機翼會產生向下的“升力”,不對,應該是降力。而且下面這架飛機根本就飛不起來。因為它的機翼剖面是上下對稱的。如下圖實線所示。為什麼對稱的翼形還能讓飛機飛起來?風箏平板一塊還能飛起來呢。想想風箏的飛行,它的受力再簡單不過了,風箏以一定的傾角和風接觸,風的力量分解成向上的升力和向後的拉力。其實飛機在飛的時候跟風箏差不多,氣流極少會按照上面那個示意圖一樣0角度的流過機翼。絕大多數時候會是下面這樣。注意到機翼的絃線和氣流方向的夾角了嗎,那就是迎角,也叫攻角(angle of attack,AOA)。在一定的範圍內,迎角越大升力越大,但是過了一個臨界點,機翼上的氣流就沒法再貼著表面流動,產生所謂氣流分離,升力會急劇下降。這就是失速現象。
正常飛行時飛機都會帶一點正迎角,甚至絕大部分飛機的機翼在安裝時就會自帶一個迎角,也就是安裝角。迎角的存在是不是證明了伯努利定律是假的?不能。迎角升力以及大迎角狀態下的失速恰好證明了伯努利定律的正確性。只是上面那種簡化的伯努利定律讓飛機飛起來的解釋是不準確的,不能描述真實的飛行狀態。
正是有了迎角的存在,使對稱翼形同樣可以讓飛機飛起來-帶一點操縱桿拉一點迎角就行。當然,對稱翼形的升力特徵不如常規翼形好。
那為什麼還有飛機使用這種翼形呢?原因就是為了照顧倒飛。採用這種翼形的大多數是運動飛機,乾的活就是上下翻飛,展示各種花樣動作。
言歸正傳了,那飛機到底怎麼倒著飛呢?飛機翻過來,飛行員推一點駕駛杆,這個動作在平飛的時候是讓飛機低頭。翻過來就成了讓機翼帶上了“實際的正迎角”,於是“升力”就產生了。上面這個驚險的超低空倒飛的鏡頭非常能說明問題,仔細觀察一下機翼,發現它的迎角了嗎?
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直升機可以倒飛
理論上直升機是可以倒飛的,固定翼飛機因為氣動外型限制通常不能倒飛。
因為飛機的發動機一般都是在尾部,無法完全偏轉指向前方。但有些垂直起降的固定翼飛機可以做到。
具體解釋:
飛機機翼並不是一個固定的整體,在機翼後緣靠近機身的活動部分叫襟翼,在機翼後緣遠離機身靠近翼梢的活動部分叫副翼(某些戰鬥機機翼前緣也是活動的)。
這些活動翼面與水平尾翼、垂直尾翼一起構成了飛機的控制舵面。控制舵面幫助飛機完成起降轉彎等基本飛行動作外,還可以使飛機完成題寫特技動作。
倒飛動作就是靠襟翼和副翼向上(相對於飛機頂部,相對與地面是向下)彎曲(機翼前緣活動的飛機前緣相對於飛機頂部向下彎曲),機翼氣動外形發生了改變,使這時機翼下表面的氣流速度大於了機翼的上表面的氣流速度,這樣飛機獲得的升力方向就成了從飛機頂部向飛機腹部,相對於地面仍然是向上的,飛機就可以倒飛了。倒飛時機翼的氣動效率不如正飛高。