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stick and rudder 之升降舵和油门

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因为看King school教材里面p-Factor的解释有些疑问,最近又重新把Stick and Rudder拿起来看,发现里面讲Torque的章节没有提到p-Factor,不知道为什么,最后还是结合网上找到的文章给最终搞清楚了。

不过借着机会又把后面讲控制的章节好好看了看,刷新一下记忆。然后于是打算写点东西出来,一来写下的东西自己会更清晰,二来可以把一些基本的飞行概念分享给模拟飞行爱好者。

第一个关于飞行的陷阱问题:什么样的操纵使得飞机上升和下降?
先说答案,如果说升降舵就是错的了,操控飞机上升和下降的是油门或者说动力设定。

升降舵操纵的永远是飞机攻角(Angel of attack),攻角决定了速度,所以,升降舵控制的是速度,不同的推拉杆的位置,决定了不同的速度。在攻角一定的情况下,油门决定了飞机以这个速度上 升,下降或者平飞。换个角度说,如果油门不动,推拉杆改变攻角,那么飞机的反应会是换个速度飞行。在这个新的速度下,根据油门的动力设定,达到一个平衡, 匀速上升,下降或者平飞。升降舵操作会带来上升和下降,但如果你想上升,拉杆到一个位置并不会让你保持这个上升的状态,在一段时间之后,你的上升会变缓、 终止甚至下降。

明白这些,就知道如何让飞机按照我们的意志去飞行了。如果你要从平飞改为爬升,那么你要不要换个速度飞行?如果不要,操作就是简单的推点油门。如果你想改 变到最佳爬升率的飞行,那么就加油门,拉杆到最佳爬升率那个速度的位置。如果你要开始下降,收油门会让你保持当前速度下降,如果你想慢一点,那么拉一些 杆,换一个攻角。

联想到降落时的power and point技术,就是充分使用这个操纵方式。杆拉到一个位置打好配平,在襟翼一定的条件下,飞机的速度是一定的。比如Cessna 172R,进近速度是65节,杆位拉到65节的位置,就可以不动了。然后根据跑道的透视形状,用油门来去控制飞机的上升和下降,保持在下滑道上。因为油门的反应比升降舵的操作要来得慢,但熟悉之后,你会发现仅仅调整一个因素的精力消耗是最小的。

第二个陷阱问题,相同速度下,全动力和怠速滑翔,拉杆操纵升降舵,哪种条件下更容易失速?
答案是全动力。

与常识不符?仔细想想,为什么会失速?很多人都会回答,攻角大于临街攻角(Critical AOA)。那么什么控制攻角,升降舵。好了,在全动力的情况下,由于发动机带动螺旋桨产生的气流对升降舵有附加作用,所以,升降舵的效应比怠速时更明显。所以,全动力条件下,拉杆操作比怠速滑翔时更有效,也就意味着攻角更大,更容易失速。按照stick and rudder作者wolfgang的说法,通常现代(指作者生活的年代)飞机的设计是在怠速时,杆拉到底才会失速,而全动力时,杆拉到2/3的位置就要失速了。

联想到从失速改出(stall recovery)时的操作。第一件事情一定是推杆,减少攻角,然后才是柔和的加油门。想想如果在失速时,直接加大油门,直接的后果就是迅速加强升降舵的 效应,使得攻角更大,失速更深。另外,突然的加油门会让飞机有一个突然的扭力(torque),这个扭力来自于作用力和反作用力。突然加速转动的螺旋桨 (美式飞机向右顺时针转动)会使得机身有个向左逆时针方向的扭力,在失速开始的时候,副翼的操作要小心,因为副翼的原理就是提升一侧机翼的攻角增大升力与 减少另一侧机翼的攻角减少升力。在失速开始的时候,任何增大攻角的行为都可能加速机翼失速的深度,这时候要使用方向舵。这个话题有时间再详细展开吧。

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