飛機在飛行的時候是怎麼實現拐彎的?
汽車等陸上交通工具的操縱比較容易,利用方向盤控制前輪偏轉即可實現轉彎。飛機的運動自由度多,在空中無依無靠,操縱的複雜性和難度要大得多。飛機的操縱必須通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。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。飛機轉彎主要是通過方向舵和副翼來實現。方向舵位是位於垂直尾翼後緣的可動翼面,一般可左右偏轉30°。飛行員踩左腳蹬時,傳動機構可使方向舵向左偏轉。這時正面吹來的氣流使方向舵產生一個附加力,方向向右,這個力與重心共同作用產生使飛機向左偏航的力矩,飛機飛行方向向左偏轉。操縱飛機向右偏航則相反,但原理一樣。 不過僅操縱方向舵會引起側向滑行,不能使飛機轉彎,還必須同時操縱副翼。轉彎時,飛機必須傾斜,也就是左右主翼一高一低。如果飛行員向左壓駕駛桿,左邊副翼向上偏,右邊副翼向下偏。左副翼上偏使迎角減小,左翼升力降低;右副翼下偏使迎角增大,右翼升力增大。左右機翼產生的升力差相對於飛機縱軸產生一個橫滾力矩,進而使飛機向左方傾斜,飛機實現左轉彎。反之亦然。
飛機尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的主要功能是操縱飛機升降和偏轉,並保證飛機平穩飛行。 水平尾翼後緣的升降舵用來實現飛機升降。駕駛桿通過傳動機構,使升降舵向下或向上偏轉,升降舵偏轉產生的附加空氣動力和力矩打破了原來的平衡。升降舵向下偏轉,正面氣流自下吹向升降舵產生一個向上的附加力,這個力作用點位於重心後面,產生一個使飛機機尾上升的力矩,飛機實現下俯。 水平尾翼的固定面是保證縱向穩定的基本部件,其主要功能是保持飛機的穩定性和實現飛行的縱向力矩平衡,因而又叫作水平安定面。當外力使機頭抬起時,機翼和尾翼的迎角增大,尾翼可產生很大的、與機頭抬起的力矩相反的低頭力矩。飛機在這個過程中會經歷短時間上下搖擺,但很快能恢復原來的水平狀態。 垂直尾翼後緣的方向舵用於實現左右偏轉。當方向舵向左偏轉時,正面吹來的氣流使方向舵產生一個附加的力,方向指向右,這個力與重心共同作用產生使飛機向左偏航的力矩,使飛機飛行方向向左偏轉。垂直尾翼的固定面主要用於保證飛機水平方向上的穩定性。其工作原理與水平安定面相似。
位於機翼後緣外側的可動翼片就是副翼
副翼就是飛機機翼外側後緣一塊比較狹而長的可動翼面。它的主要功能是控制飛機機身圍繞縱軸旋轉,實現水平方向上的轉彎。 左右副翼對稱地安裝在左右機翼上,其偏轉是由駕駛員控制的。左右兩個副翼總是差動偏轉,即一個向上偏,一個向下偏。左副翼上偏時,右副翼向下偏。這樣,左右機翼升力不等而構成一個使飛機向左滾轉的力矩。反之,就會產生使飛機向右滾轉的力矩。飛機要實現一定的滾轉速度或要制止滾轉,都需要由副翼提供必要的力矩。我們有時看飛機特技表演的影片,會看到表演的飛機一面高速飛行,一面沿縱軸旋轉,這就是差動操縱兩個副翼實現的。
大後掠角機翼在迎角很大時,翼尖容易首先失速,從而降低副翼的作用,在高速時甚至會引起滾轉力矩的反向。為了防止這一現象,可採取在機翼上加裝兩三片直立翼刀的方法,阻止翼尖氣流過早分離。翼刀不僅能提高副翼效率,還能改善橫向穩定和側向操縱。有些飛機在機翼內側增設一對副翼,低速時用外側副翼,高速時用內側副翼。有時可將副翼與升降舵合二為一,形成升降副翼,使它同時具有副翼和升降舵的功能。有時則在機翼翼面上裝設擾流片,用以輔助副翼增加滾轉力矩。
飛機在飛行的時候,主要是依靠兩個方面保持它的前進和轉彎,那麼就是螺旋槳和機翼部分。
當一架飛機成功地離開跑道、飛向高空的時候,它機翼旁邊的螺旋槳能夠保證飛機的正常飛行,如果不需要轉彎的時候,那麼兩邊的螺旋槳都會同時發力,推動著飛機向前進。
但是呢,如果遇到飛機需要轉彎的時候,兩側螺旋槳的轉動速度就會變得不一樣。就好像船在水裡轉彎時候的原理一般。
如果你想要飛機向左轉的話,只要右側的螺旋槳稍微轉快一些,或者是左側的螺旋槳稍微轉慢一些,那麼自然就會讓飛機向左邊飛去了。
另外呢,飛機的機翼部分也會有稍微的變化,會稍微向轉彎的方向傾斜,這樣是利用了氣流的物理原理,能夠更加方便飛機向那個方向飛去。
不過飛機轉彎是不會太明顯的啦,不可能像汽車那樣靈活。
推薦閱讀:
※如何看待這次幸福航空的事故?
※達美:你讓我說你啥?!
※飛機不放襟翼起飛究竟危不危險?
※遊戲「坎巴拉太空計劃」里:重心(質量中心),升力中心,推力中心。應該如何對待才能讓飛機起飛/飛行穩定?
※47度的下滑漂移 那些年的老啟德