接 飞机能量管理系列（1）3.4操纵对管理能量状态的作用以能量为中心的方法通过模拟油门和升降舵输入如何影响飞机的总机械能，阐明了发动机和飞行控制的作用，而不仅仅是简单的“俯仰代表空速，功率代表高度”。从能量的角度来看，控制垂直飞行路径和空速的问题变成了处理飞机的能量状态的问题——总能量及其在高度和速度上的分布。因此，飞行员现在可以问什么控制总能量，什么控制能量在高度和空速上的分布，而不是问什么控制高度和空速。 油门和升降舵在能量管理的主要作用 油门通过增加或减少发动机推力对抗阻力，调节总机械能的变化。如上所述，总能量的变化是推力和阻力(T-D)的函数。然而，阻力主要是由于空速的变化而长期变化的，或者通过使用高升力/阻力装置只会增加阻力。因此，总能量的变化通常是由改变推力引起的，而不是阻力。当油门设置使推力大于阻力时，总机械能就会增加。 当油门设置使推力小于阻力时，总机械能就会减少。一旦确定了所需的路径-速度剖面，油门就会设置发动机推力，以匹配垂直飞行路径和空速组合所需的总能量。 油门就是总能量控制器。 另一方面，升降舵是一个能量交换和分配装置，其主要工作是通过调节俯仰姿态，在垂直飞行路径和空速之间分配总能量的变化。在这里，一旦选定的路径-速度剖面是实现的，升降舵控制适当的俯仰姿态，以保持所需的总能量分布在垂直飞行路径和空速。 升降舵是能量分配控制器。 油门和升降舵实际上是能量状态控制装置——两者都不能独立控制高度和空速，因为这两个变量通过飞机的总机械能内在地耦合在一起。相反，为了有效地控制高度和空速，飞行员需要协调使用这两种设备来管理飞机的能量状态。 以储水为例（如图）说明了油门和升降舵的能量作用。在这个类比中，油门控制着调节净总能量流的“阀门”，而升降舵控制着调节能量流入和流出高度和空速“水库”的“阀门”。回到能量平衡方程（上图），很明显，油门控制方程的左边(总能量)，升降舵控制右边(能量分布)。 如下图所示，当油门在阻力以上增加推力(T-D > 0)时，飞机获得总能量，当油门在阻力以下减小推力(T-D <
0)时，飞机损失总能量。升降舵然后在高度和空速之间分配总能量的增加或减少。最后，当油门调整推力等于阻力时(T-D
= 0)，总能量没有变化，但存储为高度和空速的能量可以通过升降舵在两个蓄积器之间交换，而总能量至少在短期内保持不变。
（储水的类比说明了油门和升降舵的主要作用，以管理飞机的能量状态） 升降舵的其他作用 在动力需求曲线的正面，飞机以高速(下图的1)和低迎角(AOA)巡航，很少或没有多余的动力或多余的推力(下图的a)，升降舵上偏将导致短暂的能量交换爬升，导致飞机向动力曲线中心减速从1到2（下图）。空速的减小导致总阻力的减小;因此可用能量以正过剩功率(PS > 0)的形式出现，其中推力超过阻力(T - D > 0)。有了这个过剩功率(下图B)，飞机现在可以以恒定空速爬升或在增加的负载系数下保持恒定空速的水平飞行。 在功率需求曲线的背面，飞机以低速度飞行(下图的3)和高AOA飞行，很少或没有多余的功率或多余的推力(下图的C)，升降舵下偏会导致短暂的能量交换下降，导致飞机从3加速到2，朝着功率曲线的中心。空速的增加导致总阻力的减少;因此可用能量以正剩余功率(PS >0)的形式出现，其中推力超过阻力(T - D >0)。有了这个过剩功率(下图的B)，飞机现在可以以恒定空速爬升或在增加的负载系数下保持恒定空速的水平飞行。升降舵的这一作用是至关重要的，以防止意外的，过度的减速或下沉率，如本章后面所述(请参阅防止不可逆的减速和/或下沉率部分)。
（所需功率曲线的正面和背面，可用功率曲线，以及在不同速度下的相对多余可用功率(可用功率-所需功率)） 虽然升降舵可以通过上述能量交换的空速变化来帮助油门改变T-D和PS，但偶尔升降舵可以在水平转弯期间以任何给定速度直接增加T-D中的“D”，从而帮助飞机快速排出总能量。随着飞机倾斜，负载系数(升力/重量)增加，因为总升力必须增加，以使飞机在平衡重量的同时进入转弯。这是通过向后带杆来增加AOA来实现的，这将导致在任何给定速度下所需的诱导阻力和功率的增加。这一动作将迅速降低飞机的速度，并减少总能量比只是降低油门设置为慢车更快。升降舵的这一附加作用显示在功率曲线上（下图）。
（在不同空速下，增加的负载因数对总阻力和所需功率的影响） 应用油门和升降舵各自的作用来管理飞机的能量状态，从而形成一套简单的“规则”，用适当的油门和升降舵协调，以有效地控制垂直飞行路径和空速。那这些能量控制的基本规则是什么呢?（未完待续） |
|
|
