圖3-36揭示了一個(gè)重要的轉(zhuǎn)彎事實(shí),載荷因子在傾斜角達(dá)到45度或者50度之后開(kāi)始急速增加。對(duì)于任何飛機(jī)在60度傾斜角時(shí)載荷因子為2G。在80度傾斜角時(shí)載荷因子是5.76G。如果要維持高度,機(jī)翼必須產(chǎn)生等于這些載荷因子的力。
應(yīng)該注意到接近90度傾斜角時(shí)載荷因子的增加是多么的快,它幾乎達(dá)到了無(wú)窮大。90度的傾斜且恒定高度的轉(zhuǎn)彎從理論上說(shuō)是不可能的。確實(shí),飛機(jī)可以傾斜90度,但是不是處于協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎中;可以保持90度側(cè)滑轉(zhuǎn)彎的飛機(jī)能夠側(cè)身豎直飛行。載荷因子會(huì)超過(guò)6G極限值,這是一個(gè)特技飛機(jī)的極限載荷因子。
對(duì)于一個(gè)協(xié)調(diào)的恒定高度轉(zhuǎn)彎,一般通用航空飛機(jī)的近似最大傾斜角為60度。這個(gè)傾斜角和它的有效必要功率設(shè)置達(dá)到了這類飛機(jī)的極限。再增加10度傾斜的話,載荷因子大約增加1G,就接近這類飛機(jī)確立的屈服點(diǎn)。如圖3-36
載荷因子和失速速度
任何介于結(jié)構(gòu)限制內(nèi)的飛機(jī),可能以任何空速失速。當(dāng)達(dá)到足夠大的迎角時(shí),流過(guò)機(jī)翼的平滑氣流就會(huì)被打破而分散,導(dǎo)致飛行特性的急劇變化,突然失去升力,這就引起了失速。
對(duì)這個(gè)效應(yīng)的研究顯示飛機(jī)的失速速度隨載荷因子的2次方根成比例增加。這意味著正常未加速失速速度為50節(jié)的飛機(jī)可以在載荷因子達(dá)到4G時(shí)以100節(jié)速度失速。如果這個(gè)飛機(jī)可以承受載荷因子9的話,那么它可以在150節(jié)時(shí)失速。因此,勝任的飛行員應(yīng)該知道下列事項(xiàng):
* 飛機(jī)由于增加載荷因子,增加了不注意失速的危險(xiǎn),比如在急轉(zhuǎn)彎或者螺旋時(shí)
* 在超過(guò)飛機(jī)的設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度以上進(jìn)行有意失速,會(huì)引起巨大的載荷因子
參考圖3-36和3-27,在急轉(zhuǎn)彎中飛機(jī)只要超過(guò)72度傾斜,產(chǎn)生的載荷因子就達(dá)到3G,而失速速度明顯的增加了。如果正常未加速失速速度是45節(jié)的飛機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)彎,空速必須保持不低于75節(jié)以防產(chǎn)生失速。一個(gè)類似的效應(yīng)是在快速拉起時(shí)遇到,或者在任何產(chǎn)生超過(guò)1G載荷因子的機(jī)動(dòng)中。這一直是導(dǎo)致意外的原因,這些意外由飛行學(xué)員,意外失控,特別是急轉(zhuǎn)彎或者在接近界面時(shí)生硬使用升降舵而引起。
由于載荷因子的平方和失速速度的二倍成正比,你會(huì)了解到巨大的載荷通過(guò)讓相對(duì)高速的飛機(jī)失速來(lái)影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。
一架飛機(jī)可以安全失速的最大速度在所有新設(shè)計(jì)中都已經(jīng)確定。這個(gè)速度稱為“設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度Va”,要求在所有最新設(shè)計(jì)的飛機(jī)的飛行員操作手冊(cè)和FAA批準(zhǔn)的飛機(jī)飛行手冊(cè)中都要輸入設(shè)個(gè)值。對(duì)于較舊的通用航空飛機(jī),這個(gè)速度大約是正常失速速度的1.7倍。因此,一架正常失速速度60節(jié)的舊飛機(jī)必須從不要在102節(jié)以上失速(60節(jié)×1.7=102節(jié))。正常失速速度60節(jié)的飛機(jī)在102節(jié)速度失速時(shí)將達(dá)到載荷因子2.89G(1.7×1.7)。(以上數(shù)字只是近似的指導(dǎo),而不是任何一組問(wèn)題的確切答案,設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度應(yīng)該根據(jù)制造商提供的具體飛機(jī)的操作限制來(lái)確定)。
因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)中的杠桿作用隨不同飛機(jī)而變化,一些類型飛機(jī)使用平衡式控制面,而其他的不使用,飛行員施加于控制上的壓力不能被認(rèn)為是不同飛機(jī)產(chǎn)生的載荷因子的指數(shù)。在大多數(shù)情況下,載荷因子可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員對(duì)座椅壓力的感覺(jué)來(lái)判斷。也可以使用一種稱為加速度計(jì)的儀表來(lái)測(cè)量,但是由于這種儀表一般不安裝在通用航空教練機(jī)上,根據(jù)身體感覺(jué)來(lái)判斷載荷因子的能力培養(yǎng)是非常重要的。以上概要的原理知識(shí)是培養(yǎng)評(píng)估載荷因子能力的基礎(chǔ)。
對(duì)不同傾斜角度的載荷因子和設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)速度(Va)方面的透徹理解將幫助你避免兩種最嚴(yán)重類型的事故:
1. 急轉(zhuǎn)彎導(dǎo)致的失速或者接近地面時(shí)過(guò)分機(jī)動(dòng)導(dǎo)致的失速
2. 特技飛行時(shí)的結(jié)構(gòu)性失效或者失控導(dǎo)致的猛烈機(jī)動(dòng)
載荷因子和飛行機(jī)動(dòng)
所有飛行機(jī)動(dòng)都有臨界載荷因子,除了不加速的直線飛行,它的載荷因子總是1G。本部分考慮的特定機(jī)動(dòng)會(huì)引起較高的載荷因子。
轉(zhuǎn)彎
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