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1 # 小菜牙專機機長
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2 # 知識就是力量雜誌
飛機的運動自由度多,在空中不與地面或海面接觸,操縱的複雜性和難度要大得多。和地面上行駛的汽車相比,飛機還要多出來一個側傾轉動,運動要更加立體。那麼在這種情況下,它在空中飛行是怎麼轉彎的呢?
我們一般都知道,飛機有機翼,它的機身後部左右有一對“水平尾翼”和一個“垂直尾翼”。對飛機產生縱向自穩定作用的是“水平尾翼”;對飛機產生航向自穩定作用翼”;“機翼”是對飛機產生橫向自穩定作用。當飛機受氣流擾動不太大時,這三種作用會自動保持飛機的縱向、航向和橫向姿態的穩定。飛機的操縱必須透過操縱機構控制三個氣動操縱面(升降舵、方向舵和副翼)的偏轉來實現。這樣便能依據空氣動力作用原理,三個氣動操縱面基本一樣,都是改變舵面上的空氣動力,產生附加力和相對於飛機重心的操縱力矩,達到改變飛機飛行狀態的目的。飛機轉彎主要是透過方向舵和副翼來實現。
我們出行乘坐飛機或者玩飛機模型的時候可以發現,飛機的機翼後緣兩側有一對可轉動的“副翼”,飛機的垂直尾翼後緣有一個可轉動的“方向舵”,飛機的水平尾翼後緣有一對可轉動的“升降舵”。在相對氣流的作用下,當飛行員操縱這些“舵面”時,駕駛飛機時便可以按招預定的航線進行升降、轉彎的動作。
機身在空中傾斜運動是自由的,駕駛杆向右轉則飛機也向右傾斜,這時飛機的重力與地面垂直,可是機翼上的升力卻是垂直於機翼的,此刻的升力不再指向地面的正上方而是指向斜上方。由於重力和升力的方向不同,它們不再互相平衡,於是就產生了一個垂直於機身指向右方的力,在這個力的作用下,飛機沿著一條圓弧向右轉動,這就是俗稱的飛機轉彎。
駕駛杆向左轉時飛機也會向左轉彎。飛機轉彎時,駕駛杆的使用與汽車轉彎時方向盤的使用是完全一致的。
實際上使用駕駛杆和使用腳蹬控制方向舵都能使飛機轉彎,那它們之間有什麼差別呢?如果駕駛員只用駕駛杆控制副翼使飛機轉彎,例如右轉彎,此時飛機向右側傾斜,有一個向心力拉著飛機向右轉,但機頭所對的方向並未改變(實際上它可能由於右側傾斜導致略向左側偏轉),於是就出現了機頭向前而飛機的整體向右轉的狀態。恰如同一條船面向前行而整個船體卻沿著圓弧行進。這樣會使阻力增大,造成不必要的燃料浪費。
假如飛機需要右轉彎,駕駛員就把駕駛杆向右轉動同時踩右腳蹬,此時飛機機頭向右轉、機身向右傾,飛機在天空中畫中一條高度不變的平滑圓潤的向右彎曲的美麗弧線。左轉彎也是如此。這就是飛機在空中的轉彎方法