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飞机是怎么实现拐弯的?(红色收藏家姜小平的回答,185赞)

 闲情漫步123 2017-03-05

汽车等陆上交通工具的操纵比较容易,利用方向盘控制前轮偏转即可实现转弯。飞机的运动自由度多,在空中无依无靠,操纵的复杂性和难度要大得多。飞机的操纵必须通过操纵机构控制三个气动操纵面(升降舵、方向舵和副翼)的偏转来实现。依据空气动力作用原理,三个气动操纵面基本一样,都是改变舵面上的空气动力,产生附加力和相对于飞机重心的操纵力矩,达到改变飞机飞行状态的目的。飞机转弯主要是通过方向舵和副翼来实现。方向舵位是位于垂直尾翼后缘的可动翼面,一般可左右偏转30°。飞行员踩左脚蹬时,传动机构可使方向舵向左偏转。这时正面吹来的气流使方向舵产生一个附加力,方向向右,这个力与重心共同作用产生使飞机向左偏航的力矩,飞机飞行方向向左偏转。操纵飞机向右偏航则相反,但原理一样。 不过仅操纵方向舵会引起侧向滑行,不能使飞机转弯,还必须同时操纵副翼。转弯时,飞机必须倾斜,也就是左右主翼一高一低。如果飞行员向左压驾驶杆,左边副翼向上偏,右边副翼向下偏。左副翼上偏使迎角减小,左翼升力降低;右副翼下偏使迎角增大,右翼升力增大。左右机翼产生的升力差相对于飞机纵轴产生一个横滚力矩,进而使飞机向左方倾斜,飞机实现左转弯。反之亦然。 飞机尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。

水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的主要功能是操纵飞机升降和偏转,并保证飞机平稳飞行。 水平尾翼后缘的升降舵用来实现飞机升降。驾驶杆通过传动机构,使升降舵向下或向上偏转,升降舵偏转产生的附加空气动力和力矩打破了原来的平衡。升降舵向下偏转,正面气流自下吹向升降舵产生一个向上的附加力,这个力作用点位于重心后面,产生一个使飞机机尾上升的力矩,飞机实现下俯。 水平尾翼的固定面是保证纵向稳定的基本部件,其主要功能是保持飞机的稳定性和实现飞行的纵向力矩平衡,因而又叫作水平安定面。当外力使机头抬起时,机翼和尾翼的迎角增大,尾翼可产生很大的、与机头抬起的力矩相反的低头力矩。飞机在这个过程中会经历短时间上下摇摆,但很快能恢复原来的水平状态。 垂直尾翼后缘的方向舵用于实现左右偏转。当方向舵向左偏转时,正面吹来的气流使方向舵产生一个附加的力,方向指向右,这个力与重心共同作用产生使飞机向左偏航的力矩,使飞机飞行方向向左偏转。垂直尾翼的固定面主要用于保证飞机水平方向上的稳定性。其工作原理与水平安定面相似。

位于机翼后缘外侧的可动翼片就是副翼

副翼就是飞机机翼外侧后缘一块比较狭而长的可动翼面。它的主要功能是控制飞机机身围绕纵轴旋转,实现水平方向上的转弯。 左右副翼对称地安装在左右机翼上,其偏转是由驾驶员控制的。左右两个副翼总是差动偏转,即一个向上偏,一个向下偏。左副翼上偏时,右副翼向下偏。这样,左右机翼升力不等而构成一个使飞机向左滚转的力矩。反之,就会产生使飞机向右滚转的力矩。飞机要实现一定的滚转速度或要制止滚转,都需要由副翼提供必要的力矩。我们有时看飞机特技表演的影片,会看到表演的飞机一面高速飞行,一面沿纵轴旋转,这就是差动操纵两个副翼实现的。

大后掠角机翼在迎角很大时,翼尖容易首先失速,从而降低副翼的作用,在高速时甚至会引起滚转力矩的反向。为了防止这一现象,可采取在机翼上加装两三片直立翼刀的方法,阻止翼尖气流过早分离。翼刀不仅能提高副翼效率,还能改善横向稳定和侧向操纵。有些飞机在机翼内侧增设一对副翼,低速时用外侧副翼,高速时用内侧副翼。有时可将副翼与升降舵合二为一,形成升降副翼,使它同时具有副翼和升降舵的功能。有时则在机翼翼面上装设扰流片,用以辅助副翼增加滚转力矩。

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