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飛行員航空知識手冊 航空知識手冊全集

時間:2011-04-08 11:31來源:網絡 作者:航空 點擊:


升力
飛行員可以控制升力。隨時控制輪子向前或者向后一點,迎角就會改變。當迎角增加時,升力增加(假設其他因素不變)。當飛機到達最大迎角時,升力開始快速變小。這就是失速迎角,或者叫紊流點。
在繼續深入討論升力和如何控制它之前,必須先說一下速度。機翼的外形不會有效,除非它持續不斷的沖擊新的空氣。飛機若要保持飛行,它必須持續移動。升力和飛機速度成相應的比例。例如,如果迎角和其他因素不變的話,以200節速度飛行的飛機所得的升力是它在100節速度飛行時升力的四倍。
實際上,如果迎角增加,飛機就不能保持繼續保持同一迎角而高度不變的平飛;升力會增加,結果升力增加使飛機爬升。因此,為了維持升力和重力的平衡,和為了保持飛機平直的平衡飛行狀態,只要速度增加,升力必須減小。這通常是通過減小迎角來實現的,如降低機頭。相反的,當飛機速度減慢時,降低的速度要求增加迎角來維持足夠的升力以保持飛行。當然,如果要避免失速的話,迎角可以增加的范圍是有限制的。
所以,如果所有其他因素不變的話,可以得出一個結論,對于每一個迎角,有一個要求的對應指示空速來維持穩定的高度-非加速飛行。記住,這只適用于維持水平飛行。由于機翼在一個相同的迎角上總會失速,如果增加重量,升力必須也要增加,如果迎角保持恒定且恰好在臨界迎角,這樣做的唯一方法是增加速度。
升力和阻力也隨空氣密度直接變化。好幾個因素會影響密度,如壓力,溫度和濕度。記住,在18000英尺高度,空氣密度是海平面上密度的一半。因此,為了在較高的高度維持升力,對于任何迎角都必須以更高的真實空速來飛行。
此外,暖空氣密度比冷空氣密度低,潮濕空氣密度小于干燥空氣的密度。這樣,在熱的潮濕天氣,對于任何給定迎角都必須以比干冷天氣下更大的真實空速飛行。
如果密度因素降低,總升力必須等于總重量才能維持飛行,它遵循其他因素之一必須增加。通常那些增加的因素是空速或者迎角,因為這些因素可以由飛行員直接控制。
也要指出,升力隨機翼的面積直接變化,機翼的平面圖沒有改變。如果機翼有相同的比例和機翼剖面,迎角相同時,200平方英尺平面面積的機翼升力是100平方英尺面積機翼的兩倍。
如你所見,從飛行員角度的兩個主要因素是升力和速度,因為這兩個因素的控制是最容易的和準確的。當然,飛行員可以通過調整來控制密度,如果機翼恰好有可以擴大機翼面積的襟翼,那么也可以控制機翼面積。但是,對大多數情況,飛行員控制升力和速度來操縱飛機。例如,在平直飛行狀態,以恒定高度巡航時,調整升力以匹配飛機速度或者巡航速度來保持高度,而當升力等于重力時就可以維持平衡狀態。在著陸進近中,當飛行員希望以實用的慢速著陸時,增加升力到接近最大以維持升力等于飛機的重量是有必要的。
翼尖渦流
對機翼的作用力提供升力的同時也產生了誘導阻力。當機翼以正迎角飛行時,機翼的上下表面有壓力差是確定的,上表面的壓力比大氣壓力低,下表面壓力等于或者大于大氣壓力。由于空氣總是從高壓區域向低壓區域流動,阻力最小的路徑是朝飛機的翼尖,從機翼下方來的空氣順機身翼展方向向外繞翼尖運動。這個氣流導致在翼尖溢出,所以產生了稱為渦流的漩渦。同時,機翼上表面的空氣趨于流向機身和機翼的尾緣。這個氣流在機翼尾緣的內側形成一個類似的渦流,但是由于機身阻止了向內的流動,這個渦流不是很重要。從而,翼尖的氣流方向偏差是最大的,在未受限制的側面氣流是最強的。氣流在翼尖處向上彎曲,它和機翼的下洗氣流結合形成了更快的旋轉的尾部渦流。這些漩渦增加了阻力,因為能量消耗在產生紊流上。接著可以看到無論何時機翼產生升力,誘導阻力就會產生,翼尖渦流隨之出現。
就像升力隨迎角增加而增加,誘導也隨之增加。這是因為迎角增加后,機翼上下表面的壓力差更大,空氣的側向流動也就更強;進而,這導致了更強烈的渦流的形成,結果紊流更多,誘導阻力也更多。
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