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下降运动的桨叶通过区域的合成速度比左侧向上运动的桨叶合成速度大。由于螺旋桨叶是一
种翼面，增加的速度意味着升力增加。因此，向下运动的桨叶有更多的“升力”(相当于机翼
的升力，这里对于螺旋桨就是螺旋桨产生的推力)趋向于把飞机头向左拉。
简而言之，当飞机以大迎角飞行时，向下运动的桨叶有更大的合成速度；因此比向上运动的
桨叶产生了更多的推力。如图3-34.如果螺旋桨轴是垂直于地面安装的话（就像直升机）这
会更容易看到。
如果根本就没有空气运动，除由螺旋桨本身产生的风之外，每个桨叶的相同部分应该由相同
的速度。但是，当空气水平地通过这个垂直安装的螺旋桨时，朝气流前进的桨叶会比背离气
流运动的桨叶有更大的空速(桨叶相对空气的速度)。这样，朝向水平气流旋转的桨叶将产生
更多升力，或者推力，把推力中心朝那些桨叶方向移动。设想旋转垂直安装轴的螺旋桨来使
降低相对气流的角度（就像在飞机上）。这个不平衡的推力然后成比例的变小，直到达到零，
这时螺旋桨轴恰好相对移动的空气是水平的。
扭矩效应四因素中的每一个数值都随飞行状态变化而变化。在飞行的一个阶段，这些因素中
的一个可能比其它的更突出；反之，在另一阶段可能另外的因素更为主要，这些值之间的关
系会随不同飞机而变化，依赖于机身，发动机和螺旋桨组合以及其它设计特征。
为在所有飞行条件下保持飞机的正确控制，飞行员必须应用必要的飞行控制来补偿这些变化
的值。
载荷因子
前面的部分只简要的考虑了一些飞行原理的实际要点。要成为一个飞行员，飞行动力科学方
面的详细技术课程是不必要的。但是，就对乘客的安全负责来说，胜任的飞行员必须有基础
牢固的飞机受力概念，有利的使用这些力，以及特定飞机的操作限制。任何施加在飞机上使
飞机从直线飞行偏斜的力都会在结构上产生一个应力；这个力的大小用术语叫“载荷因子”。
飞行员航空知识手册
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载荷因子是飞行时的作用于飞机的全部负荷和飞机总重量之比值。例如，载荷因子3 意思
是作用于飞机结构上的全部载荷是飞机总重量的三倍。载荷因子通常表达为术语”G”，也就
是说载荷因子3 可以说成3G，或者载荷因子4 可以说成4G.。
注意到一个有趣的现象是当一个飞机从俯冲拉起且载荷因子为3G 时，飞行员将受到3 倍于
其体重的向下的压力。因此，在任何机动中载荷因子的大小可以通过考虑飞行员座椅受压的
程度来获得。由于现代飞机的操作速度大大的增加了，这个影响已经变得非常明确，是所有
飞机结构设计中的主要考虑之一。
所有飞机的结构设计都预期只能承受一个确定大小的过载，载荷因子知识是所有飞行员必备
的。载荷因子对于飞行员来说重要，是因为两个不同的原因：
1. 由于明显的危险过载，飞行员对飞机结构施加影响是合理的。
2. 因为增加的载荷因子增加了失速速度，使得在看起来安全的飞行速度上有失速的可能。
飞机设计中的载荷因子
要回答一个飞机需要多结识这样的问题，答案很大程度上受飞机的受限用途确定的。这是一
个困难的问题，因为最大可能的载荷在有效的设计中可以非常高。任何飞行员都可以来一次
真实的硬着陆，或者从俯冲中来一次非常陡的拉起，这会产生不正常的载荷。然而，制造的
飞机要能快速的起飞，缓慢的着陆，还能携带相当的货物，那么如此极端的不正常载荷必须
被适当的削除。
飞机设计中的载荷因子问题就归纳为确定不同运行条件下正常操作所能期望的最大载荷因
子。这些载荷因子称为“极限载荷因子”。由于安全原因，要求飞机设计成承受这些载荷的时
候不会有任何结构损坏。尽管联邦管制条例要求飞机结构能够支持1 到1.5 倍极限载荷因
子而不会失效，但是还是接受了这样的情况：飞机的部分可能在这些极限负载下弯曲或者扭
曲，可能发生某些结构损坏。
1.5 这个值称为“安全因子”，是为高于正常和合理操作条件下的载荷提供一定程度的余量。
但是，这个预留强度不是飞行员可以蓄意滥用的；而是为了遇到以外情况时的保护。
上述考虑适用于所有负荷状态，无论是由于阵风，机动或者着落。驟风载荷因子要求和那些
存在多年的其它要求实际上一样生效。成千上万的运行小时已经证明它们足够安全。由于飞
行员对驟风载荷因子的控制很小（除遇到颠簸气流而降低飞机速度外），驟风载荷要求对大
多数通用航空型飞机实际上是相同的，而不管它们的操作用途。一般的，驟风载荷因子控制
严格的用于非特技飞行的飞机设计。
还有完全不同情况存在于有机动载荷因子的飞机设计中。有必要单独讨论这个问题，分为1）
根据分类系统而设计的飞机(如普通的，通用的，特技的)，2）旧时设计的飞机，它们在建
造时没有运行分类。
根据分类系统设计的飞机很容易从驾驶舱的标牌识别出来，标牌说明了飞机认证为哪种运行
分类。最大安全载荷因子(极限载荷因子)对不同分类的飞机指定为如下：
飞行员航空知识手册
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分类 极限载荷
普通 3.8-1.52
通用(轻微特技，包括旋转) 4.4-1.76
特技 6.0-3.0
普通的意思是不超过4000 磅的飞机，极限载荷因子降低了。上述给出的极限载荷还要加上
50%的安全因子。
飞行机动越激烈，载荷因子就会增加。为飞机获得最大的通用性而提供了分类系统
(Category system)。如果只打算进行正常操作，那么需要的载荷因子会更小，如果飞机
用于训练或者特技机动，那么飞机就要承受较高的机动载荷。
那些没有分类标牌的飞机是在较早以前的工程要求条件下制造的，没有对飞行员指定特别的
操作限制。对于这种类型的飞机(重量达到4000 磅),要求的强度可以和今天的通用类飞机
必将，允许进行相同类型的操作。对于超过4000 磅的这类飞机，载荷因子随重量降低，所
以这些飞机应该可以和根据飞行系统设计的普通类飞机比较，对飞机的操作也要和普通类适
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飞行员航空知识手册(31)
