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时间:2010-04-10 10:25来源:未知 作者:admin
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应。
急转弯时的载荷因子
在任何飞机的高度恒定协调转弯中,载荷因子是两个力的合成:离心力和重力。如图3-35.
对于任何给定的倾斜角,转弯速度(这里是指转弯角速度)随空速变化;空速越高,那么转弯
率也就越低。这个由于额外的离心力的补偿让载荷因子保持不变。
图3-36 揭示了一个重要的转弯事实,载荷因子在倾斜角达到45 度或者50 度之后开始急
速增加。对于任何飞机在60 度倾斜角时载荷因子为2G。在80 度倾斜角时载荷因子是
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5.76G。如果要维持高度,机翼必须产生等于这些载荷因子的力。
应该注意到接近90 度倾斜角时载荷因子的增加是多么的快,它几乎达到了无穷大。90 度
的倾斜且恒定高度的转弯从理论上说是不可能的。确实,飞机可以倾斜90 度,但是不是处
于协调转弯中;可以保持90 度侧滑转弯的飞机能够侧身竖直飞行。载荷因子会超过6G 极
限值,这是一个特技飞机的极限载荷因子。
对于一个协调的恒定高度转弯,一般通用航空飞机的近似最大倾斜角为60 度。这个倾斜角
和它的有效必要功率设置达到了这类飞机的极限。再增加10 度倾斜的话,载荷因子大约增
加1G,就接近这类飞机确立的屈服点。如图3-36
载荷因子和失速速度
任何介于结构限制内的飞机,可能以任何空速失速。当达到足够大的迎角时,流过机翼的平
滑气流就会被打破而分散,导致飞行特性的急剧变化,突然失去升力,这就引起了失速。
对这个效应的研究显示飞机的失速速度随载荷因子的2 次方根成比例增加。这意味着正常
未加速失速速度为50 节的飞机可以在载荷因子达到4G 时以100 节速度失速。如果这个
飞机可以承受载荷因子9 的话,那么它可以在150 节时失速。因此,胜任的飞行员应该知
道下列事项:
􀁺 飞机由于增加载荷因子,增加了不注意失速的危险,比如在急转弯或者螺旋时
􀁺 在超过飞机的设计机动速度以上进行有意失速,会引起巨大的载荷因子
参考图3-36 和3-27,在急转弯中飞机只要超过72 度倾斜,产生的载荷因子就达到3G,
而失速速度明显的增加了。如果正常未加速失速速度是45 节的飞机来转弯,空速必须保持
不低于75 节以防产生失速。一个类似的效应是在快速拉起时遇到,或者在任何产生超过
1G 载荷因子的机动中。这是突然的,意外的失控导致的事故原因,特别在急转弯时,或者
在接近地面时生硬的使用升降舵。
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由于载荷因子的平方和失速速度的二倍成正比,你会了解到巨大的载荷通过让相对高速的飞
机失速来影响飞机的结构。
一架飞机可以安全失速的最大速度在所有新设计中都已经确定。这个速度称为“设计机动速
度Va”,要求在所有最新设计的飞机的飞行员操作手册和FAA 批准的飞机飞行手册中都要
输入设个值。对于较旧的通用航空飞机,这个速度大约是正常失速速度的1.7 倍。因此,
一架正常失速速度60 节的旧飞机必须从不要在102 节以上失速(60 节×1.7=102 节)。正
常失速速度60 节的飞机在102 节速度失速时将达到载荷因子2.89G(1.7×1.7)。(以上数
字只是近似的指导,而不是任何一组问题的确切答案,设计机动速度应该根据制造商提供的
具体飞机的操作限制来确定)。
因为控制系统中的杠杆作用随不同飞机而变化,一些类型飞机使用平衡式控制面,而其它的
不使用,飞行员施加于控制上的压力不能被认为是不同飞机产生的载荷因子的指数。在大多
数情况下,载荷因子可以通过经验丰富的飞行员对座椅压力的感觉来判断。也可以使用一种
称为加速度计的仪表来测量,但是由于这种仪表一般不安装在通用航空教练机上,根据身体
感觉来判断载荷因子的能力培养是非常重要的。以上概要的原理知识是培养评估载荷因子能
力的基础。
对不同倾斜角度的载荷因子和设计机动速度(Va)方面的透彻理解将帮助你避免两种最严重
类型的事故:
1. 急转弯导致的失速或者接近地面时过分机动导致的失速
2. 特技飞行时的结构性失效或者失控导致的猛烈机动
载荷因子和飞行机动
所有飞行机动都有临界载荷因子,除了不加速的直线飞行,它的载荷因子总是1G。本部分
考虑的特定机动会引起较高的载荷因子。
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转弯
载荷因子的增加是所有倾斜转弯的一个特性。如载荷因子章节的急转弯方面所述,特别是图
3-36 和3-37,载荷因子对飞行性能和机翼结构上的载荷都变得意义重大,特别是倾斜角
增加超过45 度时。
一般轻型飞机的临界因子的倾斜角为70 度到75 度,失速速度在倾斜约63 度时近似增加
一半。
失速
从平直飞行或者未加速的直线爬升中进入的正常失速产生的额外载荷因子将不会超过平直
飞行时的1G。然而,当失速发生时,这个载荷因子可能降低到0,此时好像一切都没有重
量;飞行员有一种自由的漂浮在空中的感觉。向前推升降舵,负载荷因子,将会导致机翼上
向下的力,而飞行员有被从座位拉起来的感觉。
在失速恢复后的拉起过程中,有时会产生明显的载荷因子。在过分俯冲(进而空速很高)和生
硬拉平到平飞期间载荷因子可能不注意的进一步增加。一件事通常又导致另一件事,这样载
荷因子一直增加。在高速俯冲速度下生硬拉起会给飞机结构施加临界载荷,由于迎角持续增
加进而产生再生的或者二次失速。
作为一般法则,通过俯冲从失速改出到巡航或者设计机动速度,只要速度安全的高于失速速
度就要逐步拉起,这时引起的载荷因子不会超过2 到2.5G。永不应该产生较高的载荷因子,
除非拉起已经影响飞机机头接近或者超过竖直姿态,又或者在极低高度以避免俯冲到地面。
旋转
因为稳定的螺旋除了旋转之外,其它因素都和失速没有本质不同,适用于失速改出的载荷因
子考虑也适用于这里。由于旋转恢复通常受比普通失速中机头更低的影响,空速会更高,进
而载荷因子也就更大。在正确的旋转改出中,载荷因子经常大约是2.5G。
 
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