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    螺旋飞行方法探讨 飞行螺旋

    时间:2018-12-26 03:41:09 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘要: 本文介绍了螺旋的历史、原理及相关法规,深入分析了其形成机理,并结合教学训练的实际情况对影响螺旋特性的各种因素进行了详细的阐述。   关键词: 螺旋 飞行训练 特技飞行
      
      前言
      
      随着CCAR―61部和141部的贯彻执行,国内的飞行培训机构开始进行包括螺旋在内的特技飞行训练,目前,有关螺旋的理论、规章、操纵以及各种影响因素在相关人员中仍存在模糊的认识,本文力图从多角度对这一问题展开深入论述。
      
      一、螺旋的历史
      
      在飞机问世初期,有一种神秘的飞行现象让飞行员谈虎色变。在飞行中有时会出现:飞机突然失去控制,一边下坠一边偏侧翻转,按正常的操纵方法操纵飞机,飞机非但没有反应,反而有恶化的趋势,经操纵无效后,常常导致机毁人亡,这种现象就是螺旋。资料显示,许多著名航空先驱者的飞行事故就是因为螺旋造成的。
      自从1910年世界有了螺旋的报告以来,出现了许多起因螺旋导致的坠机事故,许多航空大国开始对螺旋进行研究。英国是最早开始研究螺旋的国家。第一次无意中成功改出螺旋的飞行员是英国的海军飞行员帕克,他在一次执行任务时不小心进入了螺旋状态,在走投无路的时候,他索性反其道而行之,结果成功地改出了螺旋。其操纵方法是这样的:首先,不是压反盘,而是蹬反舵,从而制止了飞机的侧滑;其次,他不是向后拉杆,而是向前推杆,使飞机减小迎角,进入俯冲增速状态;最后,再从俯冲中把飞机拉起,飞机就改出螺旋,进入正常飞行状态。后来的实践证明,上述处置是完全合理的,而且在很长的时期内成为标准的改出螺旋的方法。1914年,英国著名飞机设计师德・哈维兰完成了自觉进入并成功改出螺旋的创举,不久后的1917年,英国科学家林德曼还亲自驾机,验证了他的推杆改出螺旋方法的正确性。对于螺旋的研究,英国是走在世界前列的。后来,美国、俄罗斯等国家利用风洞实验,飞机模型等进行了一系列研究,从飞机设计的角度对飞机抗螺旋特性的研究取得了许多重大成果,如采取后掠翼和三角翼等。后来,随着各种高性能飞机相继问世,螺旋导致的事故又有增加的趋势,各国的航空工作者对螺旋的研究从未间断过。时至今日,螺旋的研究已经比较成熟,螺旋已经不再是令飞行员谈虎色变的飞行灾难,每个在初教机上进入单飞的飞行学员,都已经了解了改出螺旋的操纵方法。然而,螺旋毕竟是一种非正常的飞行状态,各式各样飞机的螺旋特性还有待气动工作者和试飞员们去进行更深入的研究和探索。
      
      二、螺旋
      
      螺旋,也称尾旋,是指飞机失速后,产生的一种急剧滚转和偏转的运动,飞机机头向下,同时绕空中某一垂直轴,沿半径很小和很陡的螺旋线急剧下降的飞行状态。
      1.螺旋产生的原因
      螺旋是由于飞机超过临界迎角后机翼自转引起的。飞机要进入螺旋,首先一侧或两侧机翼要处于失速状态,其次两边机翼必有一边的迎角大于另一边,小迎角的机翼会产生更多的升力,大迎角机翼已超过了临界迎角因此产生较少的升力,这导致两边机翼产生的升力大小不一样,不对称的升力使飞机向更深失速机翼的方向滚转,这就是机翼自转现象。
      飞机进入自转后,下沉机翼的阻力远大于上扬机翼的阻力(失速后阻力系数随迎角的增大而增大),两翼阻力差产生很大的偏转力矩,促使飞机绕立轴向自转方向急剧偏转。飞机自转后,升力不仅降低,而且方向随着机翼的自转倾斜,升力不能平衡飞机重量,飞机迅速掉高度,运动轨迹由水平方向趋于垂直方向。升力趋于水平,起向心力的作用,使飞机在下降中做小半径的圆周运动。所以在螺旋中,飞机不仅要绕纵轴旋转,还要绕立轴和横轴旋转。这就使飞机形成了一边旋转,一边沿螺旋线轨迹下降的螺旋。
      2.螺旋的阶段
      在轻型训练飞机上,完全的螺旋由三个阶段组成:初始螺旋、形成阶段和改出阶段。初始螺旋是指从飞机失速到螺旋全面形成的阶段。螺旋的全面形成是旋转角速度、空速和垂直速度比较稳定,而且飞行路径接近垂直的阶段。螺旋的改出是从施加制止螺旋的力开始,直至从螺旋中改出的阶段。
      3.螺旋的改出
      螺旋是飞机失速后机翼自转产生的,因此改出螺旋的关键在于制止机翼自转和改出失速。改出失速只要推杆使迎角小于临界迎角即可,制止机翼自转的有效办法是向螺旋反方向蹬舵。
      如果飞机进入螺旋,应将油门收到慢车,盘放在中立位,向旋转的反方向蹬满舵。当旋转减慢时,轻快地推杆减小迎角。当旋转停止时,蹬平舵。逐渐向后拉杆使飞机从急剧下俯姿态改出。许多机型手册、法规推荐的标准螺旋改出程序如下:
      (1)减小功率到慢车。
      (2)驾驶盘中立。
      (3)向螺旋的反方向蹬满舵。
      (4)果断的向前推杆制止飞机失速。
      (5)旋转停止后,将舵回平。
      (6)带杆改平飞。
      
      三、和螺旋相关的适航与训练规章要求
      
      1.CCAR61.第159条:飞机驾驶员的飞行经历要求。
      (a)飞机类别单发级别等级的商用驾驶员执照申请人,作为驾驶员的飞行经历时间中至少应包括:
      (a).(3).(vi)5小时特技飞行训练,至少包括螺旋识别、进入和改出,大坡度盘旋、急盘旋下降、急上升转弯和懒8字。
      2.CCAR23.3条:飞机类别。
      (a)正常类飞机,是指座位设置(不包括驾驶员)为9座或以下,最大审定起飞重量为5700公斤(12500磅)或以下,用于非特技飞行的飞机。非特技飞行包括:
      (1)正常飞行中遇到的任何机动;
      (2)失速(不包括尾冲失速);
      (3)坡度不大于60°的缓8字飞行、急上升转弯和急转弯。
      (b)实用类飞机,是指座位设置(不包括驾驶员)为9座或以下,最大审定起飞重量为5700公斤(12500磅)或以下,用于有限特技飞行的飞机。按实用类审定合格的飞机,可作本条(a)中的任何飞行动作和有限特技飞行动作。有限特技飞行包括:
      (1)尾旋(如果对特定型号的飞机已批准作尾旋);
      (2)坡度大于60°但不大于90°的缓8字飞行、急上升转弯和急转弯。
      (c)特技类飞机,是指座位设置(不包括驾驶员)为9座或以下,最大审定起飞重量为5700公斤(12500磅)或以下,除了由于所要求的飞行试验结果表明是必要的限制以外,在使用中不加限制的飞机。
      ……
      3.CCAR23.221条:尾旋。
      (a)正常类飞机 单发正常类飞机必须在使用了改出操纵后,在不超过一圈附加尾旋中从单圈尾旋或3秒尾旋(取时间长者)中改出,或演示符合本条可选择的抗尾旋要求。
      (1)下列要求适用于单圈尾旋或3秒尾旋:
      (i)在襟翼收态和展态两种情况时均不得超过相应的空速限制以及正的限制机动载荷系数;
      (ii)在尾旋或改出过程中,操纵力或特性不得对迅速改出产生不利的影响;
      (iii)在进入尾旋或尾旋发生阶段使用任何飞行或发动机动力操纵器件时,不得有不可改出的尾旋发生;
      (iv)对于襟翼展态情况的尾旋,在改出过程中襟翼可以收上,但不得在旋转结束之前收上。
      (b)实用类 实用类飞机必须满足本条(a)的要求。若申请进行尾旋飞行则必须满足本条(c)和第23.807条(b)(7)的要求;
      (c)特技类 特技类飞机必须满足本条(a)和第23.807条(b)(6)的要求。另外,若申请进行尾旋飞行则必须在每一构型满足下述要求:
      (1)在作出正常的尾旋改出操纵后,飞机必须用不超过一圈半的附加旋转,从尾旋的任意一点上改出。在作出正常改出操纵以前,尾旋试验必须要进行六圈或申请审定的任何更多圈数。但是,当出现螺旋特性时,尾旋可以在3圈后中止;
      (2)对于襟翼展态构型,不得超过使用空速限制和机动限制载荷系数,改出期间不得收上襟翼;
      (3)在进入尾旋或尾旋期间,使用任何飞行或发动机功率操纵器件必须不得出现不可改出的尾旋。
      (4)尾旋期间不得有使得飞行员迷失方向或失能而可能妨碍成功改出的特性(如过快的旋转或极度的振动)。
      4.CCAR23.1567条:飞行机动标牌。
      (a)对于正常类飞机,必须在驾驶员前面能看清楚之处,设置一块标牌注明:“不准许做特技机动,包括尾旋在内”。
      (b)对于实用类飞机,必须有下述标牌:
      (1)驾驶员能看清楚的一块标牌,注明:“特技机动限制如下”(列举经批准的机动飞行和每种机动飞行的推荐进入速度);
      (2)对于不满足特技类飞机尾旋要求的飞机有驾驶员能看清楚的附加标牌,注明“禁止尾旋”。
      (c)对于特技类飞机,必须有驾驶员能看清楚的一块标牌,列举经批准的特技机动和每种机动飞行的推荐进入速度。如果各种倒飞机动未获批准,标牌对此必须注明。
      (d)对批准尾旋的特技类和实用类飞机,必须有一个驾驶员清晰可见的标牌:
      (1)列出改出尾旋机动的操纵动作;
      (2)说明必须在螺旋特性出现时,或者不超过六圈尾旋或不超过飞机已经合格审定的任何更多的圈数开始改出动作。
      需要指明,正常类飞机的螺旋特性是没有经过验证的,只在螺旋初始进入阶段具有改出的能力并不能确保飞机具有稳定螺旋阶段的改出能力。
      
      四、几类非常规螺旋
      
      我们首先讨论几类特殊的螺旋,飞机在某些情况下可能会进入这类螺旋,但是大多数飞行员没有引起重视。该部分给出了这类螺旋更加详细的信息,包括反螺旋和平螺旋。这些特殊的螺旋听起来有些神秘,只要使用满足适航标准的飞机并在有资格的教员处接受过正规训练,这些特技是绝对安全的。
      1.反螺旋
      反螺旋必须在倒飞状态下进入,倒飞时,抬头会看到地面,并会形成负载荷,体验负载荷下的飞行对许多后续的训练非常重要,特技飞行员需要花很多时间练习。
      图1是飞机在倒飞时,低速大迎角下的外视图。同常规螺旋一样,飞行员收油门减速,并保持高度使飞机失速。不同的是,倒飞时,为了使飞机上仰保持高度,需要向前推杆,而不是向后拉,随着不断减速,飞机开始出现抖杆,掉机头,飞机在倒飞进入失速后,需要推杆到最前保持飞机在失速状态,同时,迅速向想要螺旋的方向蹬满舵使飞机进入螺旋。飞机也会经过初始阶段,形成阶段和改出阶段。在反螺旋时,许多飞机旋转速度都有增大的趋势,重力的作用也往往令初学者感到不适应。
      螺旋过程中,必须保持杆在最前,舵满偏。有些飞行员认为,飞机会向蹬舵的反方向进入螺旋,这是错误的,如果向左蹬满舵,飞机会向飞行员的左侧进入螺旋,如果蹬右舵,飞机会向右螺旋。同常规螺旋一样,在反螺旋的不同阶段,机头会有俯仰变化,旋转速率也会变化。
      
      从反螺旋中改出的程序与常规螺旋非常类似,步骤是:
      (1)油门收光。
      (2)向螺旋的反方向蹬满舵。
      (3)释放杆上向前的力,减小迎角至临界迎角以下。
      (4)舵回平。
      (5)恢复平飞状态。
      反螺旋同常规螺旋差异:1.因为是在倒飞,需要向前推杆改平飞。2.反螺旋时,飞机会有更大的姿态和更快的旋转速率。不同的机型在反螺旋时也会有不同的特性,比如,有些特技飞行员体会到,Pitts Special S-2B机型和Decathlon机型相比,螺旋时的姿态和旋转速率会大得多。
      *常见错误
      在做反螺旋时,许多在常规螺旋时的错误也会出现。许多飞行员在倒飞时不能很好地使飞机进入失速,由于飞行姿态和操纵动作上的不同,很多飞行员在刚开始练习反螺旋时都会犯这样的错误,接近失速时,应均匀地向前推杆以确保螺旋过程中的迎角达到临界迎角;另一个常见的错误是蹬舵太迟或未蹬满舵,在进入阶段,如此操纵会使飞机进入倒飞状态下的急盘旋下降。
      在反螺旋过程中,常见的错误是释放向前推杆的力,这比在常规螺旋时向前松杆的动作更普遍。螺旋过程中,飞行员有失重的感觉,造成杆向后退,有些机型为了能推杆到最前甚至需要身体前倾,总之,过早的松杆会使飞机进入下文提到的加速螺旋。螺旋过程中,还要保持舵的满偏,脚不要松舵。
      在改出反螺旋时,确保要向螺旋的反方向蹬满舵,反螺旋的旋转速率很高,如果舵没有蹬满,可能需要更长的时间,甚至无法改出螺旋;蹬满舵后,释放推杆力制止失速。同常规螺旋相比,此时机头更低,高度损失也会更大,需要在避免过快推杆的情况下尽快恢复平飞。
      2.加速螺旋
      在螺旋过程中,制止旋转之前便减小迎角会使飞机进入加速螺旋,在正螺旋中减小向后的拉杆量及在反螺旋中减小向前的推杆量都会导致迎角减小,从而进入加速螺旋。有的飞行员知道标准的螺旋改出程序,但是认为操纵的步骤并不重要,这种情况下最容易进入加速螺旋。
      在正螺旋时,向前推杆或松杆会使飞机的旋转速率迅速增加,飞机的载荷也随之增大,过大的载荷会损坏机体结构,因此,大多数的机型都不适合做加速螺旋。
      “我还记得我做的第一个加速螺旋,我做过许多常规的螺旋,尽管上飞机之前做了充分的准备,第一次练习加速螺旋还是让我很吃惊,它旋转得太快了……”
      为什么松杆减小迎角会使飞机加速旋转呢?图2说明了这个问题。在常规螺旋时,内侧机翼失速,外侧机翼产生更大的升力,松杆后,飞机迎角减小,外侧机翼的失速面积减小,导致升力增大,内侧机翼的迎角仍大于临界迎角,如此,两侧机翼的升力差增大,导致旋转速率显著增大。
      
      3.平螺旋
      平螺旋是一个非常有趣的特技科目,但经常被错误地理解,许多人认为飞机会失去操纵性无法改出。其实,只要在合适的飞机上正确地操纵,平螺旋同常规螺旋一样安全。但是也要引起注意,如果在不适合的飞机上,或没有经过专门的训练,平螺旋是很危险的,在没有学习正确地进入和改出方法前,不要一个人尝试做平螺旋。
      有很多方式使飞机进入平螺旋,我们只讨论几种常见的方式。在任何情况下,飞机必须首先进入正常的螺旋,然后再进入平螺旋,这个过渡可能很短,但是必须首先进入正螺旋或反螺旋。如果要有意使飞机进入平螺旋,需要采取几个步骤,以向左旋转的正螺旋为例,说明从正螺旋进入平螺旋的方法。
      首先,按照上文中所述方法使飞机进入向左旋转的正螺旋,之后,需要采取以下步骤使飞机进入平螺旋:首先,保持左满舵的同时,向右压满盘。这样飞机向右滚转,使机翼与地平线接近平行。其次,增大油门,飞机机头上仰,使飞机纵轴与地面接近平行。这样,机翼在副翼作用下趋于水平,同时,机头仰起,飞机就会转入平螺旋。
      坐在平螺旋的飞机上,感觉和正常、平飞时相似,不同的是飞机在绕立轴旋转,由于飞机的旋转速率比较小,有飞行员认为平螺旋比常规的螺旋更容易控制。因为很难看到地面,通过地标来判断螺旋圈数非常困难,用太阳做参考会更好。
      对于特技飞行员,他们在训练过程中更容易进入以上这类特殊螺旋,练习这类特殊的螺旋是非常必要的。对于普通飞行员,本文对特殊螺旋(反螺旋、加速螺旋、和平螺旋)的介绍主要是为了让飞行员了解这类螺旋,以及如何避免不正确的操纵使飞机进入这类螺旋。在飞机意外进入此类螺旋的情况下,推荐使用下面的改出程序:
      4.紧急螺旋改出程序
      我们已经知道了标准的螺旋改出程序,对于这类特殊的螺旋,现在推荐一个更通用的改出程序。这个程序是基于这样一个现象设计的,简化了的螺旋改出程序同样可以使飞机正常地改出螺旋,这个程序减少了飞行员的操纵难度,也不需要知道飞机处于哪种螺旋,其步骤是:
      (1)收光油门。
      (2)两手松开杆,
      (3)向螺旋的反方向蹬满舵直到旋转停止。
      (4)回平舵改出俯冲。
      可以看出,这个程序与标准程序最大的区别就是双手放开驾驶盘,这样,气流会使副翼和升降舵自动保持在螺旋改出应在的位置,将螺旋反方向的舵蹬满,直到飞机停止旋转,并从螺旋中改出。有飞行员曾在许多机型上多次试验过这个改出程序,包括Pitts Special,Christen EagleⅡ,Cessna150,Cessna172等机型,能很好地从常规螺旋、反螺旋、加速螺旋和平螺旋中改出,该程序由于不需要识别飞机处于哪种方式的螺旋,因此,在意外进入螺旋的情况下,会大大缩短改出的时间。
      有几点需要注意,NASA研究发现,这个程序并不是在所有的机型上都凑效,同时,螺旋的旋转速率、迎角和其他一些因素也会影响该程序在某种机型上的效果,如果不确定该程序是否适合你所飞的机型,应以手册推荐的螺旋改出程序为准。
      
      五、螺旋特性的影响因素
      
      上文对特殊螺旋(反螺旋、加速螺旋和平螺旋)的介绍主要是为了让飞行员意识到这类螺旋的存在,以及如何避免进入这类螺旋。对于特技飞行员,练习这些螺旋是非常必要的,因为他们在训练过程中更容易进入这类特殊螺旋;而对于普通飞行员以及在训的飞行学员,知道如何避免进入这类螺旋已经足够了,深入理解常规螺旋的原理以及操纵方法,对于飞行训练来讲更有实际意义。下面,我们来对螺旋各个阶段的特性以及操纵方法进行深入的探讨。
      上文已经提到,螺旋大致分为三个阶段:进入阶段、形成阶段、改出阶段,不同的资料可能叫法不同,但各阶段的基本特征是一样的。
      1.进入阶段
      进入阶段是为螺旋创造造条件的阶段。示范螺旋的进入程序与无功率失速相似:柔和收光油门,同时增加飞机姿态使飞机失速,在飞机接近失速时,柔和蹬满某一侧的舵,同时拉杆至最后,螺旋首先以失速和偏转/滚转开始,螺旋效应开始后,机头会迅速掉到地平线以下,保持驾驶盘中立,蹬满舵并保持住,飞机机头下俯,滚转,开始转弯下降。在该阶段,惯性力、升力、阻力和偏转力共同作用在飞机上,飞机要进入下一阶段,必须克服惯性力使飞机从水平飞行转入掉机头下降,升力、偏转力、阻力也需要转到新的方向,这些力的改变需要一定的时间。一般来讲,飞机完成这些过渡,大概需要一到两圈的时间。
      由于飞机有继续保持原来飞行状态的趋势,在螺旋的初始阶段改出会比较容易。事实上,对于许多机型,在这个阶段放开操纵,飞机会自动改出螺旋。不要假设你的飞机有这个功能而放弃操纵,因为飞机的自动改出功能受到太多复杂因素的影响,任何时候都应该通过自己的操纵改出螺旋。附带指出,对于任何人,都不建议自学螺旋。
      *常见错误操纵及后果
      该阶段最常见的错误是带杆量不够和驾驶盘不在中立位。带杆量不够会延缓飞机失速,进入螺旋也随之变得困难;另外,在进入螺旋之前,往往会造成几百英尺的高度损失。练习前在高度上留有足够的安全裕度,在高度方面就不至于出现什么问题,最主要的问题是,在这种情况下,将很难辨别飞机在哪个时刻进入螺旋。
      有些学生试图用盘使飞机更快地进入螺旋,他们频繁地操纵副翼,认为这样会帮助飞机进入螺旋。结果会使飞机进入和螺旋非常相似地急盘旋下降,如果在螺旋过程中操纵副翼,飞机还可能进入平螺旋。除非你的飞机适合做这类螺旋,意外进入这些螺旋可能导致飞机结构损坏。
      许多学员在失速时操纵舵不够及时、动作缓慢或不用满舵,这样会阻碍飞机进入螺旋,飞机也会向蹬舵的一侧偏转,但无法彻底地进入螺旋。
      另一个常见的错误是,在飞机失速时忘记收光油门,如果带油门进入螺旋,会使机头上仰,飞机姿态减小,甚至会进入平螺旋。当飞机失速即将进入螺旋时,切记要收光油门,如果在进入螺旋后带功率,应立即收到慢车。
      2.形成阶段
      许多人对螺旋的形成阶段存在错误的认识,认为螺旋在该阶段保持稳定的状态。研究中发现,螺旋在形成阶段并非如此,而是会有一些周期性的变化,这些变化包括不同的下俯姿态和旋转速率等。以Pitts Special S-2B机型为例,飞机在转到180度点时,机头比较低;在360度点时,机头会抬高。只是这些变化在初学阶段很难发现罢了。
      在形成阶段,不同机型也会有不同的反应。一些飞机会有较大的下俯姿态,有些机型则有更快的旋转速率。即使同一种机型,由于操纵的不同,其反应差异也会非常大。另外,重心的位置也会严重影响螺旋的特性,一般来讲,飞机的重心越靠后,螺旋过程中姿态越小。
      *形成阶段常见错误操纵及后果
      在螺旋的过程中,不恰当的操纵会对螺旋的特性产生什么样的影响呢?由于不同的机型特性各不相同,本文不可能涉及所有情况,本部分只选择两个典型的例子。
      (1)非常基本的操纵――油门。在实际飞行中,油门同副翼、方向舵、升降舵一样,对飞机的姿态和飞行性能有重要的影响。大多数飞机在设计时有这样一个特性:增加油门,机头会上仰;减小油门,机头会下俯。这种设计可以防止突然收油门时飞机意外失速。随着功率减小,飞机的仰角和迎角都会减小,在螺旋过程中,这是需要考虑的一个非常重要的因素。在螺旋的进入阶段未收光油门,或在进入螺旋以后增加油门,机头会上仰,导致飞机进入平螺旋,一旦进入平螺旋,飞机会更难改出,某些机型甚至无法改出。在Pitts Special型飞机上,做平螺旋是非常有趣的事,但是在其他机型上可能会变得很危险,总之,只要飞机进入螺旋,应立即将油门收光。
      (2)操纵杆。进入螺旋后,在改出之前应一直保持杆在最后并使盘在中立位。在进行多圈螺旋的训练中,许多飞行员会无意识地释放杆上的力,松杆会使螺旋的旋转速率增大。飞行员习惯盘舵协调地操纵飞机,有些飞行员在蹬舵进入螺旋时,经常会不自觉地压盘。顺盘会使飞机向螺旋方向滚转,明显地改变螺旋的特性。另一个极端是通过压反盘来改出螺旋,上文已经提到,向螺旋的反方向压盘是进入平螺旋的一个必要步骤。
      3.改出阶段
      从实施操纵使旋转速率减小开始,飞机就进入了改出阶段。在螺旋训练之前,应首先熟悉操纵手册中制造商验证过的螺旋改出程序,在制造商未给出螺旋改出程序的情况下,建议采用以下的标准螺旋改出程序:
      (1)减小功率到慢车。带功率经常导致较小的螺旋姿态和使旋转速率增大,从而恶化螺旋的特性。
      (2)驾驶盘中立。副翼的操纵会对螺旋的改出起副作用。向旋转方向压盘会使旋转速率增大从而推迟螺旋的改出,向反方向压盘则会导致下沉侧机翼更深失速而使情况恶化,所以,最好的程序是保持驾驶盘中立。
      (3)向螺旋的反方向蹬满舵。确保蹬满反舵,并且动作要果断。
      (4)果断地向前推杆制止飞机失速。蹬满反舵后应立即松杆,使飞机减小迎角改出失速。
      (5)旋转停止后,将舵回平。如果此时舵未回平,偏转舵面上的气动效应会使飞机偏转并产生侧滑。
      (6)杆改平飞。带杆动作不要粗猛,过大的带杆力会造成二次失速并导致再次进入螺旋。改出过程中注意不要超过载荷限制和速度限制。
      *改出阶段常见错误操纵及后果
      螺旋过程中机头直指地面并绕垂直轴急速旋转,学员对螺旋容易产生失定向,尤其在螺旋的改出阶段。有的学员急于改出螺旋,往往出现粗猛或错误操纵,甚至出现反操纵。
      第一个常见的错误是将操纵动作的顺序颠倒。许多学员知道螺旋的改出程序,但是将盘和舵的操纵顺序颠倒。上文已经提到,在飞机停止旋转之前就向前推杆,会使飞机进入加速螺旋,多数机型都不允许进行加速螺旋。改出动作的顺序非常重要,必须明确所飞机型的改出动作,并按照顺序执行。
      第二个是没有蹬满反舵,未蹬满的舵或缓慢的操纵,会延缓螺旋的改出。动作一定要迅速并将舵蹬满,这样才能保证减慢旋转速率,它是改出螺旋必须经过的过程。旋转一旦停止,应及时把舵回平,许多学员忘记回平舵,飞机向反方向旋转,这会导致飞机进入相反方向的螺旋。
      另外,驾驶盘的使用问题也较普遍。许多学员在改出过程中过多的向前推杆,使飞机的下俯姿态进一步加大,这样不仅加重了不适感,同时还会增大下降率并导致高度损失。一圈螺旋,会造成600―800英尺的高度损失,如果在起落航线上,意味着没有多少裕度来改出螺旋,这个错误将是致命的。
      许多学员在改出失速后,经常粗猛地向后带杆改平飞。这样可能导致加速失速并造成更多的高度损失,在螺旋改出过程中要及时操纵驾驶杆,但是不要过于粗猛造成二次失速,不恰当地使用驾驶盘不仅会增大高度损失,还会对机身产生过大的载荷,严重的时候甚至会导致结构损伤;另一种极端的情形是:在改出螺旋后,带杆动作缓慢,不能及时改出俯冲,这同样会造成高度损失,更严重的是使速度迅速增加,如果忽略了检查,飞机会很快达到极限速度,再次使飞机面临潜在的危险。最后,在螺旋改出过程中要保持驾驶盘中立,为数不少的学员在蹬舵时会不自觉地压盘,这样的操纵会使螺旋的改出变得更加困难。
      
      六、我国螺旋训练现状
      
      中国民航飞行学院是国内唯一能够全程培养飞行员的培训机构,有一支强大的教员队伍,按照CCAR61.203条要求,飞机类别的飞行教员必须具备螺旋进入�保持和改出的教学能力,多数教员都可以胜任螺旋教学。
      大纲设置的螺旋教学时间为1.5小时,使用机型为C-172。C-172飞机审定为正常类和实用类。上文已经提到,正常类飞机的螺旋特性是没有经过验证的,只在螺旋初始进入阶段具有改出的能力,并不能确保飞机具有稳定螺旋阶段的改出能力。重量与平衡会对螺旋的改出特性产生很大的影响,合理的装载对安全进行并改出螺旋是非常重要的,C-172按实用类飞机装载时,允许进行螺旋机动,那么在正常类装载时,可能在超过初始螺旋后的阶段中无法改出。在进行螺旋训练前,必须确定C-172飞机按实用类飞机装载,后座和行李仓不能装载。学院选择某几架飞机专门用来进螺旋训练,通过拆除后座的方法确保满足重量与平衡的要求,增大了安全裕度。
      七、总结
      本文对螺旋相关的理论、规章等多个方面进行了分析,并介绍了国内训练的现状。只要进行正确的学习和训练,在执行标准程序和手册要求的前提下,在通过审定的实用类飞机和特技类飞机上,进行有效的螺旋训练是安全、可行的。螺旋训练不但可以让飞行员深入地了解飞机在失速后的飞行特性及其相关理论,而且可以为今后在职业飞行经历中遇到各种非正常飞行状态提供良好的心理训练,并为在大型机上进行非正常飞行状态改出训练打下基础。
      
      参考文献:
      [1]王大海,杨俊,余江.飞行原理.西南交通大学出版社,2003.
      [2]中国民用航空局,23部,2004.
      [3]中国民用航空局,61部,2004.
      [4]michael c.love,flight maneuvers,McGraw-Hill,U.S.A,1999.
      [5]michael c.love,Spin Management & Recovery,McGraw-Hill,U.S.A,1997.

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