第一章 飛航重要概念
在此實(shí)不需贅言飛機(jī)為何會(huì)飛之類的常識(shí),相信各位都了解白努利定理、作用與反作用力之類的物理常識(shí)。以下各部份,為經(jīng)常發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生疑惑的問(wèn)題,特別整理于下。
第一節(jié) 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)
一、基本名詞解釋
左圖為勞斯萊斯勸特(Trent)800渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)。一具渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)從前到后基本可分三大段:壓縮段、燃燒段、渦輪段。在早期純噴射(Purejet)發(fā)動(dòng)機(jī)中,壓縮段將空氣壓縮,進(jìn)入燃燒室燃燒后,向后推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)并排出機(jī)外產(chǎn)生推力;而轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪則向前帶動(dòng)壓縮機(jī)一起轉(zhuǎn),于是前方壓縮機(jī)源源不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮空氣進(jìn)燃燒室,而排出的高溫高壓氣體則又繼續(xù)推動(dòng)渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。理論上只要燃燒室沒(méi)熄火,這具發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)繼續(xù)不斷地運(yùn)作。
目前本公司采用的噴射機(jī)種均配備渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)。這和純噴射有何區(qū)別?主要差在前方壓縮段的設(shè)計(jì)。壓縮段一般而言分為低壓壓縮段和高壓壓縮段,這兩段壓縮機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速依目前絕大部份現(xiàn)役的商用發(fā)動(dòng)機(jī)而言是不同的,一般有兩個(gè)軸心(勞斯萊斯偏好三軸),由不同渦輪推動(dòng)不同的壓縮段。渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要就是將低壓段的扇葉加大直徑,使其成為推力之主要產(chǎn)生來(lái)源,其向后推出的氣流大部份進(jìn)入旁通管道流出機(jī)外(即旁通氣流),只有少部份進(jìn)入第二段高壓壓縮機(jī)。可見(jiàn)上圖,前方一截棕色外罩部份即是所謂低壓扇葉部份,接下來(lái)直徑較小,密密麻麻的扇葉則是高壓壓縮機(jī),并可以看出低壓扇葉向后推出的氣流大部份都排出去了,這正是渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)恿?,而并非從噴口出?lái)的氣流。
講這些有何意義呢?我們來(lái)看FS中的發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。
這是很典型的FS發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。由上到下只有四個(gè)部份:
N1: 低壓壓縮段最大轉(zhuǎn)速之百分比。假設(shè)扇葉額定之最大轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分,你轉(zhuǎn)到9000轉(zhuǎn)/分,N1就顯示90。當(dāng)然可以操到破表,如N1到一百多,但想也知道會(huì)傷,非特殊狀況是盡可能避免的。
EGT: 排氣溫度。一般正常我們不看這個(gè),除非手賤去FS中設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)故障。排氣溫度過(guò)高可能起火了;過(guò)低則可能快要熄火。
N2: 高壓壓縮段最大轉(zhuǎn)速之百分比?;旧衔覀円膊豢催@個(gè),除非你想自己發(fā)動(dòng)引擎。引擎發(fā)動(dòng)程序中,先以氣源吹動(dòng)高壓段使N2轉(zhuǎn)到約20以上,再點(diǎn)火、供油,轟一聲點(diǎn)燃并帶動(dòng)渦輪機(jī),N1數(shù)字也跟著慢慢升上來(lái)。
FF: 燃油流量,圖中顯示為每小時(shí)1950磅, 兩具加起來(lái)3900磅。這在飛長(zhǎng)程線時(shí)是非看不可的數(shù)值,不去注意巡航時(shí)燃油流量,可能飛不到目的地。所以巡航時(shí)看看每小時(shí)耗多少油,再看看剩多少磅燃油,再算一下所剩航程還要飛多久,就心里有數(shù)了。
FS2000的777-300發(fā)動(dòng)機(jī)儀表,可見(jiàn)上端之EPR
我們飛行時(shí)主要看的兩個(gè)數(shù)值,一個(gè)是N1,一個(gè)是FF。因?yàn)闇u輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要推力是由低壓壓縮段的扇葉產(chǎn)生,所以其轉(zhuǎn)速即可象征發(fā)動(dòng)機(jī)推力大小,是故N1值可為發(fā)動(dòng)機(jī)推力大小的指針。但有的廠牌發(fā)動(dòng)機(jī)不是看N1,而是看壓縮比(EPR),如普惠(PW)發(fā)動(dòng)機(jī)。壓縮比是壓縮機(jī)進(jìn)氣口和渦輪出氣口的壓力比,壓縮比越高,也可以代表產(chǎn)生的推力越大。
渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)剖面圖
EPR為PT7與PT2之壓力比值
二、省油與省時(shí)
我們必須先把「引擎轉(zhuǎn)速表」的觀念踢開。是的,汽機(jī)車引擎轉(zhuǎn)速越高,代表越耗油;而且還可能是很固定的多少轉(zhuǎn)速下意味著多少耗油率。但N1值不同,它只是一個(gè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速而已,不代表在這種轉(zhuǎn)速下會(huì)如何的耗油。雖然在同一個(gè)操作環(huán)境下(如同一高度、溫度…),N1值越高意味著要推更多的油,其耗油量也越大,但在不同操作環(huán)境下,N1=90%有可能比N1=50%來(lái)得省油。
以下列出長(zhǎng)程機(jī)型在FS中實(shí)際飛測(cè)的數(shù)據(jù):
左側(cè)數(shù)值是固定于燃油殘油量45%時(shí),于各巡航空層測(cè)出的數(shù)值,大氣狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境。AB6巡航速度固定為0.80馬赫,744為0.86馬赫。
我們從表格數(shù)值即可看出很多現(xiàn)象,如飛得越高越省油。以AB6來(lái)看,巡航高度FL450與FL200飛0.80馬赫N1均為82%,但FF一個(gè)是265,一個(gè)破表(超過(guò)999),首先即說(shuō)明了N1值大小和它會(huì)耗多少油是一點(diǎn)關(guān)系都沒(méi)有。
其次,要維持一定馬赫數(shù),基本上高度越高N1值越低;但到了一個(gè)臨界高度以上,反而N1會(huì)開始增加。因?yàn)榭諝馓”。屏Σ蛔?,故風(fēng)扇得轉(zhuǎn)得更快些。不過(guò)即使如此,還是越高越省油。(真實(shí)飛行倒不見(jiàn)得都是如此,重量太大又飛太高,可能會(huì)較耗油)
但省油是一回事,是否合乎效率?
A300-600R | 馬赫數(shù):0.80 | |||
飛航空層 | N1 | FF | IAS | GS |
FL150 | 83% | 破表 | 431 | 501 |
FL200 | 82% | 破表 | 389 | 489 |
FL250 | 81% | 821*2 | 351 | 478 |
FL300 | 80% | 597*2 | 314 | 469 |
FL350 | 79% | 432*2 | 279 | 460 |
FL400 | 80% | 318*2 | 242 | 454 |
FL450 | 82% | 265*2 | 214 | 453 |
FL500 | 89% | 254*2 | 190 | 454 |
B747-400性能
B747-400 | 馬赫數(shù):0.86 | |||
飛航空層 | N1 | FF | IAS | GS |
FL150 | 94% | 破表 | 468 | 537 |
FL200 | 90% | 破表 | 423 | 524 |
FL250 | 86% | 破表 | 383 | 514 |
FL300 | 83% | 991*4 | 342 | 505 |
FL350 | 80% | 673*4 | 305 | 495 |
FL400 | 78% | 450*4 | 264 | 488 |
FL450 | 78% | 357*4 | 234 | 487 |
FL500 | 81% | 322*4 | 208 | 489 |
我們可以看表格最右方的GS(地速),這是飛機(jī)實(shí)際與地球表面的相對(duì)速度,關(guān)系著你的航程要飛多久。我們也可以發(fā)現(xiàn),維持同一馬赫數(shù),高度越高速度越慢,一直到同溫層高度為止(顏色較深之表格,37000~65000呎)。此后由于空氣繼續(xù)稀薄,指示空速(IAS)持續(xù)下滑,但地速維持穩(wěn)定。爬得再高,速度不變,但更省油。所以我們就了解了,為什么飛機(jī)──尤其是飛長(zhǎng)程線的飛機(jī)都要拼命向航管ㄠ較高的飛航空層,原因即在此。不過(guò)還得看性能,你飛機(jī)重量太重或升力不足,機(jī)頭翹得半天高,爬不上去也不能怪誰(shuí)。一般飛機(jī)是采用「階段性爬升」的方式,燒掉一定重量的油,爬到一定高度;重量越輕,爬得越高??赡蹻L310飛一陣子,再爬到FL350燒燒油,再爬390,再爬430。
但是,若不是燃油考量很大的長(zhǎng)程航班,我們也不必太注重省油,而可能強(qiáng)調(diào)速度。因此,有時(shí)必須自行取一個(gè)均衡點(diǎn)。如香港、東京等航線,商務(wù)旅客多,你班機(jī)飛行時(shí)間比別家公司長(zhǎng),下回人家就不坐你飛機(jī)了。于是在固定巡航馬赫數(shù)的條件下,高度則不能飛高,可能飛個(gè)三萬(wàn)一至三萬(wàn)五不等;若是爬到了三萬(wàn)七以上,那就干脆盡量爬高,到時(shí)降得下來(lái)即可,反正地速都一樣快,只是爬越高機(jī)頭也翹越高,飛起來(lái)心里不太舒坦。短程線則又是另一考量,距離太短了,你飛高了到時(shí)下不來(lái),也沒(méi)實(shí)質(zhì)意義。是故短程線頂多也只能飛到FL240左右,而且還不一定是按馬赫數(shù)飛。
講到此,各位一定要了解一件事:上表為虛擬航空的虛擬飛機(jī)之性能,747和AB6根本爬不到五萬(wàn)呎,別拿這張表當(dāng)真,甚至和人辯論飛機(jī)性能。
三、如何粗估航程所需油量(For FS2000)
飛FS長(zhǎng)程線時(shí),我們最想知道的一個(gè)問(wèn)題就是飛機(jī)的油到底夠不夠飛到目的地。對(duì)此,F(xiàn)S2000中有個(gè)很簡(jiǎn)單的辦法介紹如下:
1.由左上圖得知目前耗油量為每小時(shí)6820*2, = 13640磅。
2.由右上圖GPS顯示屏的Route ETE得知,航程還要8時(shí)40分。(按MODE兩次即出現(xiàn)此畫面)
3.由左圖得知目前燃油剩122202磅。
于是,小學(xué)數(shù)學(xué)就可以解決了:13640*8.67約 = 118258.9,< 122202
我們從此可以知道,油是一定夠的!何況降高時(shí)油門還是收著的。雖然低空低速時(shí)耗油量又會(huì)加大許多,但總的來(lái)說(shuō)實(shí)際耗油只會(huì)比算出來(lái)的要少些。此法FS98也是可用,但是需要外掛的GPS軟件,而且還要能顯示航程所需時(shí)間。
四、發(fā)動(dòng)機(jī)推力
基本上,空氣密度越大,發(fā)動(dòng)機(jī)效率越好;而空氣密度主要是與氣溫有關(guān):溫度越低(當(dāng)然不能低到發(fā)動(dòng)不了),空氣密度越大,發(fā)動(dòng)機(jī)效率越高。因此,在同一個(gè)高度,溫度越低,效率越高;不同高度則還要考慮到「越往高處密度越低」的傾向。溫度低將推力往上加,高度則把推力往下拉,何者的力量較大?
很遺憾,是高度的影響。因此,飛機(jī)的推力是越往高處爬,它越往下掉??墒俏覀儾荒懿慌姥?!爬到多高是較符合推進(jìn)效率呢?
基本上是36000~37000呎,也就是同溫層的邊界。因?yàn)樵偻吓?,溫度不降了,但空氣密度還是持續(xù)減少,推力也會(huì)明顯的往下掉。在可接受的推力降低范圍內(nèi),再爬高還是繼續(xù)省油;但爬到發(fā)動(dòng)機(jī)受不了了,沒(méi)力了,那就到此為止。
同一高度之傾向:溫度越低,發(fā)動(dòng)機(jī)推力越大。
不同高度之傾向:高度越低,發(fā)動(dòng)機(jī)推力越大。
我們飛FS時(shí)感受的到上述這些現(xiàn)象嗎?這是很有趣的一點(diǎn)。FS的空氣密度是隨著高度繼續(xù)下降,這點(diǎn)仿真出來(lái)了。所以在我們沒(méi)去動(dòng)各空層溫度設(shè)定時(shí),它是很準(zhǔn)確的。不過(guò)在同一高度,你改了該高度的溫度,空氣密度也隨之變化,但變得很詭異。如下表,這是在FS2000中于FL330高度時(shí),任意改溫度測(cè)試之?dāng)?shù)據(jù),維持馬赫數(shù)M.80,無(wú)風(fēng)狀態(tài)。
機(jī)外溫度(c) | N1% | IAS | GS(=TAS) | Mach | FF |
-53 | 78 | 293 | 437 | 0.80 | 456 |
-28 | 83 | 293 | 461 | 0.80 | 664 |
-15 | 84 | 293 | 472 | 0.80 | 758 |
+51 | 96 | 293 | 533 | 0.80 | 破表 |
看出端昵沒(méi)有?指示空速不變耶!其它性能數(shù)據(jù)的變化,都是因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致的音速變化而來(lái),但是指示空速?zèng)]變。這當(dāng)然可以代表空氣密度有變化,因?yàn)檎婵账俑淖兞?。如真空速變大,指示空速不變,代表空氣密度變低;而空氣密度變低,壓縮機(jī)此時(shí)就要更死命的轉(zhuǎn),把更多空氣壓榨進(jìn)來(lái),因此N1值也提高了,連帶著油耗也增加。但是,為什么指示空速是定值?
這是不可能的!《儀飛教材》中有一段公式:
飛行高度中氣溫+(絕對(duì)溫度×標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)
TAS=IAS×────────────────────
標(biāo)準(zhǔn)溫度+(絕對(duì)溫度×飛行高度中大氣壓)
也就是:
標(biāo)準(zhǔn)溫度+(絕對(duì)溫度×飛行高度中大氣壓)
IAS=TAS×────────────────────
飛行高度中氣溫+(絕對(duì)溫度×標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)
現(xiàn)在固定值有絕對(duì)溫度、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、標(biāo)準(zhǔn)溫度、飛行高度中大氣壓,變量只有飛行高度中氣溫。設(shè)(絕對(duì)溫度×標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)=X,(絕對(duì)溫度×飛行高度中大氣壓)=Y(大氣壓肯定沒(méi)變,不然垂直速率表一定會(huì)動(dòng))
Y(TAS)
IAS=────
溫度+X
代入以上數(shù)據(jù):
Y(437) Y(461)
293=──── 293=────
(-53)+X (-28)+X
解二元一次聯(lián)立方程式:
293X-437Y=15529
293X-461Y=8204
-898Y=7325
Y=-7325
X=-3361296
再代入一組數(shù)值驗(yàn)算:
Y(472)
293=────
(-15)+X
-3457400/-3361311不等于293
故胡扯。
第二節(jié) 速度
速度控制為飛行之首要,速度不夠就會(huì)栽下去;速度太快就會(huì)損壞。這兩個(gè)毛病…大家都不會(huì)犯。因?yàn)檫_(dá)到這兩種速度之前,飛機(jī)上的警報(bào)器就響了,你就會(huì)推油或收油。但無(wú)論如何,飛行員若是不了解速度,根本就不能算是在開飛機(jī),因?yàn)樗⑽茨苷莆掌滹w行狀態(tài)。
一、四種速度類型
航機(jī)上所用的速度有四種:指示空速(IAS)、真空速(TAS)、地速(GS)、馬赫數(shù)(Mach)。同樣,以最簡(jiǎn)單的方式說(shuō)明如下:
1.指示空速:就是飛機(jī)和空氣相撞的速度,也是空速表上顯示的速度。
2.真空速:飛機(jī)事實(shí)上在空氣中移動(dòng)的速度,也就是經(jīng)氣壓換算成海平面高度的指示空速,還不懂繼續(xù)看下面…
3.地速:實(shí)際對(duì)地速度,無(wú)風(fēng)時(shí)就等于真空速。這樣懂了嗎?
4.馬赫數(shù):就是音速的N倍。溫度越高,音速越快。國(guó)中物理有教。
二、指示空速、真空速與地速
指示空速是以空速管(或稱皮托管, Pitot)測(cè)出,非常簡(jiǎn)單,該多少就是多少。大型客機(jī)有些是用經(jīng)大氣計(jì)算器修正過(guò)的「校正空速」,這太復(fù)雜,不用理它。指示空速并不代表你飛機(jī)真正的速度,因此不能由指示空速來(lái)理解你到底飛多快(當(dāng)然也可以套公式按按計(jì)算器,或飛久了憑經(jīng)驗(yàn)也是可以推測(cè)啦)。那為何空速表不顯示地速或真空速,反而要顯示指示空速呢?
上文說(shuō)得很清楚,那是你和空氣相撞的速度。飛機(jī)因與空氣相撞而得到升力并使飛操翼面得以發(fā)揮功能。因此,指示空速是飛機(jī)的氣動(dòng)力性能指針。同仁們有無(wú)發(fā)現(xiàn),在指示空速慢的時(shí)候,不但機(jī)頭翹很高,連飛機(jī)動(dòng)作都不太靈活;而指示空速快的時(shí)候,機(jī)頭越壓越低,翼面操作則變得十分靈敏。因此指示空速對(duì)飛行員了解飛機(jī)飛行狀態(tài)而言,是非常重要的參考數(shù)字。也因此,諸如收放機(jī)輪、Flap;失速速度、進(jìn)場(chǎng)速度、最大XX操作速度…等諸多飛行性能參考速度等,都用指示空速。當(dāng)然也有例外,詳見(jiàn)下文「馬赫數(shù)」部份。
由于指示空速是和空氣相撞的速度,因此空氣越稀薄,「撞擊力道」就變小。當(dāng)我們固定N1值、馬赫數(shù)或油門位置爬升時(shí),尤其到了三萬(wàn)呎以上還繼續(xù)爬,我們會(huì)很震驚的發(fā)現(xiàn)指示空速顯著地越來(lái)越小,給我們一種飛機(jī)「沒(méi)力了」、速度越來(lái)越慢的感覺(jué)。其實(shí)你看看此時(shí)的地速,可能還是在逐漸增加當(dāng)中;但若是速度持續(xù)一直下降個(gè)沒(méi)完沒(méi)了,那意味著你真的把飛機(jī)搞沒(méi)力了,升力快消失了!此時(shí)則應(yīng)減少上升率或多推點(diǎn)油,否則就等著失速警告響吧?,F(xiàn)在同仁們應(yīng)該能了解,指示空速雖然不能作為飛行速度的精確依據(jù),但對(duì)操控飛機(jī)則是非常重要的參考指針。
飛行時(shí)我們通常不理會(huì)經(jīng)大氣計(jì)算器算出來(lái)的真空速,若沒(méi)有轉(zhuǎn)換為地速,實(shí)在是沒(méi)什么實(shí)質(zhì)上的參考價(jià)值。真空速轉(zhuǎn)換為地速,則是扣除風(fēng)的效應(yīng)。如真空速200節(jié),頂風(fēng)10節(jié),則地速為190節(jié)。所幸我們不必這么無(wú)聊的去算它,F(xiàn)S2000的GPS窗口打開,GS就顯示出來(lái)了;FS98則無(wú),但可以掛上如NavDash之類的軟件,或采用一些有顯示地速在PFD(主飛航顯示屏,通常中間是擺姿態(tài)儀)上的儀表,但很多都是Shareware,要美金的;另也可暫時(shí)將FS98儀表設(shè)定為顯示真空速,詳見(jiàn)儀飛教材。
地速才是你實(shí)際相對(duì)地球表面飛行的速度。我們可以玩一個(gè)游戲,我試過(guò),真的可以玩:
西斯納「垂直起降機(jī)」 1.西斯納停在任何機(jī)場(chǎng)跑道,F(xiàn)lap全放。 2.另設(shè)風(fēng)向頂風(fēng),風(fēng)速80節(jié)。 3.油門全開。 4.飛機(jī)此時(shí)就自動(dòng)抬頭起飛,但卻是向后倒退,空速表約指向62~65不等。 5.升到安全高度,如1000呎時(shí),調(diào)配平壓機(jī)頭(按數(shù)字鍵的'7'),IAS會(huì)增加。 6.待空速表精確的指向80時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)幾乎是靜止的定在空中。 7.80不等于0, 故得證。 |
※在FS98的<Goto Exact Position>或FS2000的<Map View>中所設(shè)的速度是地速,所以你飛機(jī)擺得越高,得設(shè)越快,否則一激活可能就失速下墜。
※FS的錄像文件撥放時(shí)儀表顯示為地速。
※FS飛行中按<Shift-Z>顯示的速度為指示空速,同儀表顯示。
三、馬赫數(shù)
前文中的長(zhǎng)程機(jī)型性能表格已解釋得很清楚,因音速和溫度相關(guān),高度越高溫度越低,音速越慢。因此,同樣要達(dá)到一個(gè)馬赫數(shù),在低空時(shí)要比高空時(shí)來(lái)得拼命些。這也意味著,同一個(gè)馬赫數(shù),低空要比高空來(lái)得快。
問(wèn)題來(lái)了。馬赫數(shù)既然也很不固定,為何高空巡航時(shí)都用馬赫數(shù)而不用指示空速、真空速或干脆用地速?
我們進(jìn)FS用其內(nèi)建的737或777儀表來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn)??吹娇账俦?指針式)上紅白相間的指針了嗎?相信大家都有經(jīng)驗(yàn),超過(guò)那根針,超速警告就會(huì)響。好,起飛前先看清楚那根針在什么位置,然后咱們一飛沖天。咦?那根針隨著高度越高它越往下降了!難道FS有BUG?不是說(shuō)指示空速是飛機(jī)撞空氣的速度嗎?照理說(shuō)這個(gè)速度限制應(yīng)該是固定的才是。不多說(shuō),再飛一趟測(cè)數(shù)據(jù)!
試飛機(jī)型:FS2000內(nèi)建737-400
巡航高度 | 速限指示 | 相對(duì)馬赫數(shù) | 巡航高度 | 速限指示 | 相對(duì)馬赫數(shù) |
FL310 | 319 | M.83 | FL360 | 285 | M.83 |
FL320 | 312 | M.83 | FL370 | 278 | M.83 |
FL330 | 305 | M.83 | FL380 | 272 | M.83 |
FL340 | 298 | M.83 | FL390 | 265 | M.83 |
FL350 | 292 | M.83 | FL400 | 259 | M.83 |
它竟然跟音速有關(guān)系,原來(lái)那根針是會(huì)隨著馬赫數(shù)移動(dòng)的。低空它不動(dòng),因?yàn)樽畲篑R赫數(shù)限制(Mmo)還在「破表」階段;而大約到了18000呎左右指針開始下降,因?yàn)橐羲俳迪聛?lái)了。
再看上表,若前文尚未融會(huì)貫通者一定會(huì)想不通一點(diǎn):FL370以上不是同溫層嗎?溫度固定,音速也固定。為何維持同一馬赫數(shù),越往高處爬,IAS還是一路往下掉?至于為什么,自己慢慢想吧!好玩的邏輯陷阱,保證前文有提過(guò),可檢驗(yàn)自己是否為數(shù)理邏輯容易短路的人。這樣的人很難當(dāng)機(jī)師喔!
左側(cè)顯示飛機(jī)在約100呎高度,右側(cè)則在FL310。注意兩者指示空速和馬赫數(shù)。 |
言歸正傳,為什么要限制馬赫數(shù)?各位有沒(méi)有聽過(guò)一個(gè)名詞,叫「音障」?這兩個(gè)字可是害死了不少二次大戰(zhàn)及戰(zhàn)后初期的優(yōu)秀飛行員。戰(zhàn)爭(zhēng)末期戰(zhàn)斗機(jī)的馬力已提高到兩千匹左右,雖然平飛時(shí)仍無(wú)法接近音速,但從高空向下高速俯沖可就很難說(shuō)了。于是經(jīng)常發(fā)生離奇案件,明明指示空速不快,飛機(jī)就他x的給我震動(dòng)、拉不動(dòng)桿、扭曲變型,甚至空中解體。原來(lái)這些英勇的飛行員當(dāng)時(shí)已接近音速。
簡(jiǎn)單的說(shuō),飛機(jī)向前移動(dòng)會(huì)推擠空氣,空氣被推擠除了對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生相對(duì)壓力外,也會(huì)像水一樣產(chǎn)生震波;而此震波是以音速向外擴(kuò)散出去。在速度慢時(shí)感受不太出來(lái),但慢慢接近音速時(shí),前方被擠壓的空氣便擠成一團(tuán),震波越來(lái)越難散出去了,對(duì)機(jī)身造成的壓力也就越來(lái)越大,一直到一馬赫的速度為臨界點(diǎn)。超過(guò)一馬赫,等于飛機(jī)鉆出了這死胡同,這堆壓縮氣體被忽然釋放,于是就「轟」的一聲形成「音爆」。
因此,越接近音速,機(jī)身結(jié)構(gòu)所承受的壓力越大。是故目前巡航于高空的噴射客機(jī)都用馬赫數(shù)來(lái)指定最大速限,及巡航速度等數(shù)值。就速度規(guī)范上來(lái)說(shuō),在高空馬赫數(shù)比指示空速更具意義。因?yàn)樵?span>高空往往還沒(méi)達(dá)到指示空速的速限時(shí),就先撞到馬赫數(shù)的限制了。
第三節(jié) 攻角與失速
一、攻角(Angle of Attack, AOA, 或稱沖角)
首先要先厘清一個(gè)觀念,俯仰角(Pitch)不等于攻角,這是兩碼子事。俯仰角是機(jī)身與水平的夾角,也就是我們?cè)谧藨B(tài)儀(ADI)上看到的角度。起飛后「以15度仰角爬升至1500呎」,講的就是這種角度。不論飛機(jī)怎么飛,往上飛還是往下飛,機(jī)身和水平是幾度,俯仰角就是幾度。
那攻角是什么?首先要理解「攻」這個(gè)字。基本上「攻擊」本身即是兩股勢(shì)力的碰撞,如國(guó)軍碰撞美軍,把美軍撞散了,共產(chǎn)黨萬(wàn)歲。攻角則是機(jī)翼(翼弦)與「相對(duì)風(fēng)」的夾角,也就是氣流實(shí)際沖撞機(jī)翼的角度(或反過(guò)來(lái)講亦可)。
若想不通攻角和俯仰角有什么差別,我們舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子。飛機(jī)Pitch=0,機(jī)身保持水平,但是它正在下降。請(qǐng)問(wèn),此時(shí)氣流是水平的吹向機(jī)翼,還是由前方以一個(gè)角度往上吹向機(jī)翼?
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