坐过飞机的人如果仔细观察会发现,飞机在降落时机头是上抬的而不是想象中的下俯,这是为什么呢?今天不妨聊聊这个话题。
首先飞机降落时通常确实是抬头下降,其实这不难理解,通俗地说不光是飞机,就是很多的大型鸟类也都有这个习惯。譬如老鹰捉小鸡时先是高速俯冲,盘旋下降接近地面时,老鹰的身体会后仰,用爪子抓住小鸡。这之中有明显速度降低,试想如果老鹰一直呈俯冲状,不减速,肯定会倒栽葱。
飞机降落时会机头抬升
我们骑马也是一样,急速奔跑状态转入停止,人和马都会抬头后仰,如果还低头狂奔,肯定是向前栽下去,当然,如果后仰超过一定角度也会人仰马翻。飞机同样如此,不过整个下降过程更复杂,毕竟飞机没有动物那么好的身体协调能力,需要借助各种操纵面实现降落。下面就先解释一下飞机能够起飞和降落的原因。
飞机为什么能起飞?全靠发动机的推力吗?不是,很多大型飞机的发动机推力都小于飞机的重力,按理说这种情况是飞不起来的,但飞机却能飞起来,奥妙就在飞机的翅膀结构上。飞机机翼上下翼面结构不同,下翼面是类似平面体,空气流过时速度慢,压强大,上翼面有一个曲率,也就是凸起的,气流扰动导致流速快,压强小,力是作用力与反作用力共存的,因此,下翼面的压强会向上转移,这种现象就是升力现象,所以,飞机的机翼也就是升力翼面结构。在发动机的发动机负责推动飞机前进,机翼负责产生升力,就飞起来了。光飞起来了还不行,还要有方向性,因此飞机上有尾翼,尾翼有水平尾翼,负责升降,垂直尾翼负责左右转弯,早期的飞机有这几样就可以了。
随着飞机速度越来越快,越来越重,光有上述几样不好使了,于是在机翼上有了副翼,副翼是上下机动的,可以使飞机实现滚转,通常是和尾翼联动,增加敏捷性。还有一个襟翼,这个很重要,襟翼的作用主要就是提供升力,能使机翼升力系数增大。襟翼也可以增加阻力,飞机一定仰角下,阻力大升力也大,这是一个重点。当然还有机翼扰流板,扰流板也是为了获得阻力,也叫阻力板。有了这些就可以让飞机平稳下降了。飞机下降比起飞要复杂,通常有下滑段、拉平段、平飘段、接地滑跑等几步来完成。
下面再说说飞机下降时为什么会出现台头下降的情况出现吧。
飞机下降时,重力要大于升力,怎么实现呢?很简单,减少发动机油门,发动机动力输出小了,速度就慢了,速度慢了飞机机翼所产生的升力效率会降低。速度慢了飞机就下降,而飞机下降的下滑段、平飘段等等容易出问题,就是失速,怎么控制失速呢?就必须要有大升力维持,才能保持稳定性,怎么在发动机动力慢慢减小的情况下获得大升力呢?襟翼就发挥作用了。襟翼的作用就产生升力的,襟翼有前襟翼和后襟翼两种,是安装在机翼上的一个可动翼面结构,飞机下降、起飞爬升时都打开襟翼。为什么会抬头,这个是人为控制的,虽然襟翼打开可以产生升力,但飞机重力随着发动机功率减小,这点升力并不能满足飞机拉平段、平飘段的升力需要,剩下的升力还是要依靠机翼来实现,机翼是固定在飞机机体上的,要增大机翼阻力,获得升力,就只能是调整飞机迎角,也就是抬头,但抬头是有时间段要求的,并不是从几千米就昂头挺胸的下降。
飞机降落不光有升力的需要,还要有阻力的需求,简单的说,飞机下降时的姿态和起飞时的姿态是一样的,起飞时需要把升力效率做到最大,机头抬起,然后加大油门猛轰,所以起飞段最耗油。下降时和起飞时唯一的不同是发动机逐步减小油门,其它的都一样,飞机高度下降的过程就是油门不断减小的过程,而且是必须要保持高升力的过程,否则飞机就会重重地拍向地面。飞机下降到0.5~1米高度时继续减小油门进入平飘,飞机继续减小油门并抬头增大仰角,此时升力与重力接近平衡,但在阻力增大的作用下飞机就慢慢的和地面解触,后起落架需要先触地。
由此来看,飞机下降过程就是一个升力于重力失衡的过程,而且需要匀速进行,抬头一个是为了获得升力,另一个是为了获得阻力。需要说明一下,襟翼虽然可以获得升力,但是阻力也大,所以,巡航阶段襟翼需要收回。其实,飞机抬头也是为了获得阻力值,进而获得升力值,但是迎角过大会出现失速,而襟翼就有作用了,襟翼可以调整缝隙,使下翼面的气流通过襟翼缝隙上升到上翼面,避免失速。有很多战斗机在下降时会打开阻力板,例如苏-27战斗机就打开机背上的减速板,获得下降阻力,但是此时其它的都在获得最大升力的状态,复杂不复杂,矛盾不矛盾,所以战斗机的降落是一个很复杂的过程。
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