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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:


注意到一個有趣的現象是當一個飛機從俯沖拉起且載荷因子為3G時,飛行員將受到3倍于其體重的向下的壓力。因此,在任何機動中載荷因子的大小可以通過考慮飛行員座椅受壓的程度來獲得。由于現代飛機的操作速度大大的增加了,這個影響已經變得非常明確,是所有飛機結構設計中的主要考慮之一。
所有飛機的結構設計都預期只能承受一個確定大小的過載,載荷因子知識是所有飛行員必備的。載荷因子對于飛行員來說重要,是因為兩個不同的原因:
1.由于明顯的危險過載,飛行員對飛機結構施加影響是合理的。
2.因為增加的載荷因子增加了失速速度,使得在看起來安全的飛行速度上有失速的可能。
飛機設計中的載荷因子
要回答一個飛機需要多結識這樣的問題,答案很大程度上受飛機的受限用途確定的。這是一個困難的問題,因為最大可能的載荷在有效的設計中可以非常高。任何飛行員都可以來一次真實的硬著陸,或者從俯沖中來一次非常陡的拉起,這會產生不正常的載荷。然而,制造的飛機要能快速的起飛,緩慢的著陸,還能攜帶相當的貨物,那么如此極端的不正常載荷必須被適當的削除。
飛機設計中的載荷因子問題就歸納為確定不同運行條件下正常操作所能期望的最大載荷因子。這些載荷因子稱為“極限載荷因子”。由于安全原因,要求飛機設計成承受這些載荷的時候不會有任何結構損壞。盡管聯邦管制條例要求飛機結構能夠支持1到1.5倍極限載荷因子而不會失效,但是還是接受了這樣的情況:飛機的部分可能在這些極限負載下彎曲或者扭曲,可能發生某些結構損壞。
1.5這個值稱為“安全因子”,是為高于正常和合理操作條件下的載荷提供一定程度的余量。但是,這個預留強度不是飛行員可以蓄意濫用的;而是為了遇到以外情況時的保護。
上述考慮適用于所有負荷狀態,無論是由于陣風,機動或者著落。驟風載荷因子要求和那些存在多年的其他要求實際上一樣生效。成千上萬的運行小時已經證明它們足夠安全。由于飛行員對驟風載荷因子的控制很小(除遇到顛簸氣流而降低飛機速度外),驟風載荷要求對大多數通用航空型飛機實際上是相同的,而不管它們的操作用途。一般的,驟風載荷因子控制嚴格的用于非特技飛行的飛機設計。
還有完全不同情況存在于有機動載荷因子的飛機設計中。有必要單獨討論這個問題,分為
1)根據分類系統而設計的飛機(如普通的,通用的,特技的),
2)舊時設計的飛機,它們在建造時沒有運行分類。
根據分類系統設計的飛機很容易從駕駛艙的標牌識別出來,標牌說明了飛機認證為哪種運行分類。最大安全載荷因子(極限載荷因子)對不同分類的飛機指定為如下:
分類 極限載荷
普通 3.8-1.52
通用(輕微特技,包括旋轉) 4.4-1.76
特技 6.0-3.0
普通的意思是不超過4000磅的飛機,極限載荷因子降低了。上述給出的極限載荷還要加上50%的安全因子。
飛行機動越激烈,載荷因子就會增加。為飛機獲得最大的通用性而提供了分類系統(Category system)。如果只打算進行正常操作,那么需要的載荷因子會更小,如果飛機用于訓練或者特技機動,那么飛機就要承受較高的機動載荷。
那些沒有分類標牌的飛機是在較早以前的工程要求條件下制造的,沒有對飛行員指定特別的操作限制。對于這種類型的飛機(重量達到4000磅),要求的強度可以和今天的通用類飛機必將,允許進行相同類型的操作。對于超過4000磅的這類飛機,載荷因子隨重量降低,所以這些飛機應該可以和根據飛行系統設計的普通類飛機比較,對飛機的操作也要和普通類適應。
急轉彎時的載荷因子
在任何飛機的高度恒定協調轉彎中,載荷因子是兩個力的合成:離心力和重力。如圖3-35.對于任何給定的傾斜角,轉彎速度(這里是指轉彎角速度)隨空速變化;空速越高,那么轉彎率也就越低。這個由于額外的離心力的補償讓載荷因子保持不變。
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