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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:


總之,必須 記住,有意的特技,從俯沖中生硬的拉起,高速失速,和紊流中的高速飛行產生的載荷因子都會給飛機的整個結構施加額外的應力。
作用于飛機結構的應力會對飛機的任何部分施加力。對于那些無知的人有一種傾向,他們認為載荷因子在效果方面只作用于翼梁和支柱。由于過量載荷導致的大多數結構化失效涉及翼肋結構,包括機翼的前緣和后緣以及尾翼部分。編織物蒙皮飛機的關鍵區域是機翼上表面翼弦的大約三分之一之后。
這種載荷通過長期的積累效應可能會松開或者削弱重大部件,以致于實際的故障會在以后發生,而那時飛機可能正以正常的方式操作。
VG 圖
飛機的飛行運行強度用一個圖來表示,它的水平刻度是基于載荷因子的。如圖3-38.這個圖稱為VG圖,速度-載荷因子關系圖。每一個飛機都有它自己的VG圖,它在特定重量和高速下有效。

VG圖上最首要的曲線就是最大升力曲線。示例的飛機在62mph(英里/小時)的時候可以達到不超過1G載荷因子,這是機翼水平失速速度。由于最大載荷因子隨空速的平方成正比,最大的正的升力在92mph的時候達到載荷因子達到2G,112mph的時候達到3G,137mph時達到4.4G,等等。任何在這條曲線以上的載荷因子從空氣動力學上是得不到的;也就是這個VG圖的飛機不能在最大升力曲線之上飛行,因為會失速。本質上相同情況出現在負升力飛行時,但是有個例外,那就是產生給定的負載荷因子所需要的速度比產生相同的正載荷因子的速度要高。
例如,上圖可以看到在62mph的時候產生的載荷因子約1G,而對應于-1G載荷因子,速度大約為80mph。
如果這架飛機飛行的正載荷因子超過正極限載荷因子4.4的話,將可能導致結構化損壞。當飛機在這個區域操作時,將會發生要不得的主結構剩余形變,也會產生高速疲勞損傷。在正常操作中必須避免在超過極限載荷運行。
在VG圖上還有重要的另外兩點。第一,是正極限載荷因子和最大正升力線的交點。這點是空氣動力學地達到極限載荷因子的最低空速。任何超過此點的空速將會產生能夠損壞飛機的足夠強的升力;任何低于此點的空速產生的正升力都不足以導致飛機的過載損壞。這個速度的一般術語叫“機動速度”,原因是亞音速空氣動力學的考慮能夠預知這種條件下的最小可用轉彎半徑。機動速度是個有用的參考點,因為飛機低于這個速度飛行時不會產生破壞性的正的飛行載荷。在機動速度以下,機動和驟風的任何結合都不會產生機翼過載的破壞。
下一個是負極限載荷因子和最大負升力線的交點。任何大于這點的空速,將會產生足以損壞飛機的負升力;任何低于此點的空速產生的負升力都不足以導致飛機的過載損壞。
極限空速(紅線速度)是飛機的設計參考點,這張圖的飛機受限于225mph。如果飛機要超過這個極限速度,很多現象會導致結構化損壞和結構化故障。
因此,飛機在飛行時是受限于一套速度和不超過極限速度的載荷因子組合,也不能超過極限載荷因子,也不能超出最大升力性能。飛機必須在這個包絡線內運行,這樣才能夠避免結構化損壞,以確保飛機達到預期的使用期限。飛行員必須把VG圖看作是安全運行條件下的空速和載荷因子的允許組合。任何處于結構包絡線之外的機動或者驟風將會導致飛機的結構損壞,它將有效的縮短飛機的使用期限。
重量和平衡
飛行員經常把飛機的重量和配平數據看作是只對工程師,調度員,或者定期/非定期航空運輸管理者重要的信息。準著這個思路,可以推理飛機在認證程序中被稱重,無論設備的變化或者維修,這個數據是不確定的。進一步的,這個信息被錯誤的簡化為一個行之有效的程序或者叫“拇指規則”,例如“如果我有三位乘客,我只可以裝載100加侖的燃油,4位乘客的話,那么就只能裝載70加侖的燃油。”
不可否認的是,這個拇指規則在大多數場合是適當的,但是就如這個標題“重量和平衡”暗示的,不只要考慮飛機的重量,還要考慮它的重心(CG)的位置。重心的重要性在穩定性,可控性和性能方面的討論中應該已經很明顯。如果所有飛行員理解和認識到重心對飛機的影響,那么就可以從記錄中去掉一種類型的事故:“事故的主要原因-飛機的重心超出后面的極限位置和不平衡的載荷分布導致飛機呈不穩定性。飛行員在起飛時失控導致飛機墜毀。”

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