6 飛行原理 盤旋

盤旋

第六章盤旋是飛機(jī)在水平面內(nèi)的一種機(jī)動(dòng)飛行。通常的盤旋是指飛機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)彎不小于360度的飛行。按盤旋的坡度可把盤旋分為三種：小坡度盤旋：坡度小于20度中坡度盤旋：坡度在20~45度大坡度盤旋：坡度大于45度

正常盤旋是指飛機(jī)不帶側(cè)滑，飛行高度、坡度、盤旋半徑等參數(shù)均不隨時(shí)間改變的盤旋。本章著重討論正常盤旋。盤旋的原理中包含了飛行高度、速度和半徑不斷變化的各種轉(zhuǎn)彎的共性知識(shí)。飛機(jī)在水平面內(nèi)作等速圓周運(yùn)動(dòng)本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介飛機(jī)在空中做正常盤旋時(shí),受到四個(gè)力的作用：升力(L)重力(W)拉力(P)阻力(D)一、盤旋中的作用力γ盤旋的運(yùn)動(dòng)方程高度不變半徑不變速度不變

（等高）（等速）（等半徑）WWLL1L1L2D本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介載荷的定義二、飛機(jī)的載荷因數(shù)飛機(jī)在飛行時(shí)，作用在飛機(jī)上的外力稱為飛機(jī)的（外）載荷。飛行中作用在飛機(jī)上的載荷主要有飛機(jī)的重力、空氣動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)推力（或拉力）。飛機(jī)著陸接地時(shí)，飛機(jī)除了承受上述載荷外，還要承受地面撞擊力。飛機(jī)承受的各種載荷中，以升力和地面撞擊力對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的影響最大。飛行載荷研究的重點(diǎn)是飛機(jī)升力及其變化。

載荷因數(shù)（簡(jiǎn)稱過載）：即載荷（除飛機(jī)本身重力以外的其它作用力，包括發(fā)動(dòng)機(jī)推力和氣動(dòng)力）與飛機(jī)重力的比值。是指飛機(jī)升力與飛機(jī)重力之比。立軸(法線)方向的載荷因數(shù)載荷因數(shù)的定義如果不加以指明，一般所說載荷因數(shù)就是ny。載荷因數(shù)通常表達(dá)為術(shù)語“G”，3G就是載荷因數(shù)是３。二、飛機(jī)的載荷因數(shù)飛機(jī)過載及其意義設(shè)計(jì)過載：設(shè)計(jì)飛機(jī)強(qiáng)度時(shí)規(guī)定的最大過載，也叫極限過載（飛機(jī)結(jié)構(gòu)必須能夠承受極限載荷因數(shù)至少3秒而不被破壞）。

使用過載：正常飛行時(shí)允許使用的最大過載。也叫限制過載（飛機(jī)結(jié)構(gòu)必須能夠承受限制載荷因數(shù)而無有害的永久變形）。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般用飛機(jī)可以承受的最大載荷因數(shù)來加以限制。飛機(jī)過載的大小表明了飛機(jī)受載的嚴(yán)重程度。飛機(jī)過載的大小是衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)承載能力大小的標(biāo)志。設(shè)計(jì)和使用過載值的大小根據(jù)飛機(jī)用途確定，各國(guó)強(qiáng)度規(guī)范都有規(guī)定。設(shè)計(jì)過載為使用過載再乘以安全系數(shù)（一般取1.5）常用飛機(jī)類型的限制載荷因數(shù)（使用過載）類別Category限制載荷因數(shù)正過載負(fù)過載

CCAR23正常類3.8－1.5實(shí)用類4.4－1.8特技類6.0－3.0CCAR25運(yùn)輸類2.5－1.0CCAR－中國(guó)民航規(guī)章的縮寫主要參考美國(guó)民航規(guī)章-FAR飛機(jī)過載及其意義現(xiàn)在幾乎所有的戰(zhàn)斗機(jī)都把使用過載限定為9G。飛機(jī)所能承受過載的大小是衡量飛機(jī)機(jī)動(dòng)性的重要參數(shù)。通常將過載“g”作為戰(zhàn)斗機(jī)的重要技術(shù)指標(biāo)。

(由人的生理?xiàng)l件確定)飛機(jī)設(shè)計(jì)過載大小表明其機(jī)動(dòng)性的好壞。機(jī)動(dòng)性：主要指飛機(jī)曲線飛行的快速靈活性。飛機(jī)過載值大，則機(jī)動(dòng)飛行的加速度大，垂直平面內(nèi)可做大速度小半徑的曲線飛行，水平盤旋則可壓大坡度轉(zhuǎn)小彎。飛行員承受的過載與飛機(jī)是一樣的。當(dāng)飛機(jī)急劇拉起時(shí)，身體承受正荷載，被重重壓在坐椅上，抬起一根手指都很費(fèi)勁。全身的血液迅速涌向下半身，頭部嚴(yán)重缺血（灰視或黑視），嚴(yán)重時(shí)會(huì)喪失意識(shí)，暫時(shí)昏過去。當(dāng)飛行員粗猛頂桿時(shí)，身體又會(huì)離開坐椅，處于失重狀態(tài)。頭部頂在坐艙蓋上，全身血液上涌，由于頭部血液過多壓迫血管，導(dǎo)致眼前一片血紅（紅視）。

在沒有設(shè)備保護(hù)下，人體在失去意識(shí)前最大承受載荷為5-7個(gè)G第二章飛機(jī)的低速空氣動(dòng)力13由盤旋的運(yùn)動(dòng)方程可得盤旋的載荷因數(shù)為：盤旋的載荷因數(shù)結(jié)論：盤旋時(shí)載荷因數(shù)大于1，盤旋時(shí)載荷因數(shù)大小僅取決于坡度大小，如果以90度坡度正常盤旋，載荷因數(shù)趨于無窮。坡度與過載的關(guān)系坡度越大，過載越大。載荷因數(shù)隨坡度變化規(guī)律：先緩慢后快

0°15o30o45o60o75o80ony11.041.161.4123.845.7578.5°66°24′水平平面內(nèi)曲線飛行坡度越大，所需升力就越大！飛機(jī)就越容易失速或損壞！坡度的限制因素：發(fā)動(dòng)機(jī)推力；飛機(jī)臨界迎角；飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。民機(jī)正常=30°,單發(fā)=15°。飛行操縱應(yīng)及時(shí)、柔和，不能隨意壓大坡度。本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介三、盤旋性能主要是盤旋半徑、角速度和盤旋一周的時(shí)間。要求：轉(zhuǎn)彎半徑小、轉(zhuǎn)得快、時(shí)間短。（一）、盤旋速度、拉力、功率、半徑與時(shí)間盤旋所需速度V0為平飛所需速度盤旋時(shí)所需拉力P0為平飛所需拉力盤旋所需功率N0為平飛所需功率都與ny（坡度）有關(guān)，ny越大，盤旋所需速度、拉力和功率也越大。由盤旋運(yùn)動(dòng)方程可得：盤旋半徑盤旋一周的時(shí)間當(dāng)盤旋坡度一定時(shí)，盤旋速度越大，盤旋半徑越大，盤旋角速度越小，盤旋一周的時(shí)間越長(zhǎng)；當(dāng)速度一定時(shí)，坡度越大，盤旋半徑越小，盤旋角速度越大，盤旋一周的時(shí)間越短。盤旋角速度決定飛機(jī)盤旋性能的因素就是兩個(gè)：坡度和真空速，而與飛機(jī)重量、型號(hào)等無關(guān)。由盤旋運(yùn)動(dòng)方程可得：盤旋中將轉(zhuǎn)彎側(cè)滑儀小飛機(jī)翼尖對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎標(biāo)記即可。標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎是以3

/秒的速率進(jìn)行轉(zhuǎn)彎

在實(shí)際飛行中,空管常要求不同類型的飛機(jī)必須在相同時(shí)間內(nèi)完成360°轉(zhuǎn)彎,不同飛機(jī)的盤旋角速度必須相等,即標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎。（二）、盤旋拉力曲線盤旋拉力曲線是由盤旋所需拉力曲線和可用拉力曲線組成的，由平飛所需拉力曲線和盤旋方程，即可得到不同坡度盤旋的所需拉力曲線。P(Kg)V(Km/h)P可用滿平飛所需拉力曲線盤旋時(shí)所需拉力盤旋所需速度盤旋拉力曲線分析同一速度盤旋坡度增加，則迎角增加，所需拉力增大。同一迎角盤旋坡度愈大，則所需速度和所需拉力也愈大同一坡度作盤旋迎角增大，則所需速度減小，所需拉力先減后增，以最小阻力速度盤旋，所需拉力最小。坡度愈大盤旋的可用速度范圍愈小，飛機(jī)的失速速度越大，最小阻力速度越大，最大速度越小。P(Kg)V(Km/h)P可用滿小α大ααij（三）、極限盤旋性能飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限制失速邊界限制（實(shí)際飛行抖動(dòng)迎角限制）發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制。限制因素A-B抖動(dòng)迎角限制B-C最大可用推力限制C-D過載限制殲六飛機(jī)盤旋推力曲線D-E最大可用推力限制（三）、極限盤旋性能R本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介四、轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)內(nèi)側(cè)滑外側(cè)滑相對(duì)氣流相對(duì)氣流在盤旋中，桿的作用是使飛機(jī)帶坡度，以L2作為向心力，舵的作用是使飛機(jī)協(xié)調(diào)偏轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生側(cè)滑。如果同時(shí)帶桿增大升力，飛機(jī)就可以保持高度。因此，不帶側(cè)滑的正常盤旋需要副翼、方向舵和升降舵的協(xié)調(diào)操縱。右、外側(cè)滑左、內(nèi)側(cè)滑無側(cè)滑四、轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介五、盤旋的操縱原理盤旋可分為進(jìn)入、穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)和改出三個(gè)階段。（一）、進(jìn)入階段的操縱原理加油門、頂桿，速度增大至規(guī)定值，手腳一致地向進(jìn)入方向壓桿蹬舵，同時(shí)帶桿保持高度，接近預(yù)定坡度時(shí)，回桿回舵。（回桿要壓一點(diǎn)反桿，回舵要稍留）（二）、盤旋穩(wěn)定階段的操縱原理在穩(wěn)定階段，需要飛行員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正各種偏差。1、保持高度

在保持坡度的前提下，用桿保持高度。保持好坡度是保持正常盤旋的首要條件LL1L2（二）、盤旋穩(wěn)定階段的操縱原理在穩(wěn)定階段，需要飛行員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正各種偏差。1、保持高度

在保持坡度的前提下，用桿保持高度。2、保持速度

在保持坡度與高度的前提下，正確地使用桿和油門保持速度。3、隨時(shí)消除側(cè)滑保持桿舵協(xié)調(diào)，不使飛機(jī)產(chǎn)生側(cè)滑。注意：高度發(fā)生變化時(shí)，先修正坡度，再用桿保持高度。當(dāng)盤旋高度和速度同時(shí)存在偏差時(shí)，應(yīng)先修正高度，再調(diào)整速度。4、盤旋中的桿舵量桿量：盤旋中，兩翼相對(duì)氣流速度不同，外翼升力大于內(nèi)翼升力，需反方向壓桿修正。小坡度盤旋，桿一般在中立位置，大坡度盤旋，壓反桿的量增大，以保持坡度為準(zhǔn)。外側(cè)翼尖運(yùn)動(dòng)路徑內(nèi)側(cè)翼尖運(yùn)動(dòng)路徑

舵量：盤旋時(shí)，飛機(jī)繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生盤旋反方向的方向阻轉(zhuǎn)力矩；同時(shí)兩側(cè)機(jī)翼阻力差也產(chǎn)生盤旋方向的反偏轉(zhuǎn)力矩。需蹬舵修正。4、盤旋中的桿舵量15度坡度標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)彎率正常盤旋儀表指示以地平儀為中心，交叉掃視其他儀表。5、合理地進(jìn)行注意力的分配6、正確的坐姿保持階段操縱原理總結(jié)桿、舵、油門三者正確配合是做好盤旋的關(guān)鍵用桿保持好坡度和高度用舵保持飛機(jī)不帶側(cè)滑用油門保持速度提前一定角度，向盤旋反方向手腳一致地壓桿、蹬舵，逐漸減小飛機(jī)坡度，并防止側(cè)滑，隨著坡度的減小，向前頂桿，并收小油門，飛機(jī)接近平飛狀態(tài)時(shí)，將桿和舵回到中立，保持平飛。（三）、改出階段的操縱原理本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介六、側(cè)滑對(duì)盤旋的影響協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎外側(cè)滑內(nèi)側(cè)滑當(dāng)桿舵不協(xié)調(diào)時(shí)，飛機(jī)就會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑。側(cè)滑將引起飛機(jī)上的力和力矩發(fā)生變化，使飛機(jī)偏離預(yù)定的飛行狀態(tài)。六、側(cè)滑對(duì)盤旋的影響

外側(cè)滑側(cè)力向內(nèi)，其垂直分力使盤旋高度降低，速度增大,水平分力使盤旋半徑減小(使向心力增大)。側(cè)滑導(dǎo)致的兩翼升力差促使飛機(jī)坡度增加。

內(nèi)側(cè)滑側(cè)力向外，其垂直分力將使盤旋高度增加，速度減小,水平分力使盤旋半徑增大(使向心力減小)。側(cè)滑導(dǎo)致的兩翼升力差促使飛機(jī)坡度減小。側(cè)滑對(duì)盤旋的影響內(nèi)側(cè)滑

—γ↓—H↑—R↑—V↓；外側(cè)滑

—γ↑—H↓—R↓—V↑；無側(cè)滑外側(cè)滑內(nèi)側(cè)滑盤旋過程中的側(cè)滑指示外側(cè)滑內(nèi)側(cè)滑盤舵協(xié)調(diào)結(jié)論：應(yīng)在坡度正確的前提下修正側(cè)滑。左側(cè)滑蹬左舵，右側(cè)滑蹬右舵。感覺向轉(zhuǎn)彎外側(cè)的力感覺向轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的力感覺垂直向下的力本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介

螺旋槳的副作用②反作用力矩③滑流扭轉(zhuǎn)作用④螺旋槳因素——左右手定則右轉(zhuǎn)螺旋槳——左偏右轉(zhuǎn)螺旋槳——左偏右轉(zhuǎn)螺旋槳——左滾（不對(duì)稱拉力、P效應(yīng)、P因子、氣流斜吹）進(jìn)動(dòng)油門大小——大迎角——飛行員推、拉桿或蹬舵的動(dòng)作越猛，影響越大。螺旋槳副作用導(dǎo)致左右盤旋的桿舵量不同，盤旋坡度越大，桿舵量差異越明顯。以右轉(zhuǎn)螺旋槳為例：七、螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響飛機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度較小，進(jìn)動(dòng)作用不大，加油門引起的反作用力矩和滑流扭轉(zhuǎn)力矩較明顯，飛機(jī)有左滾和左偏趨勢(shì)。故進(jìn)入右盤旋的桿舵量相對(duì)較大，進(jìn)入左盤旋的桿舵量相對(duì)較小。（一）、進(jìn)入階段飛機(jī)保持恒定的旋轉(zhuǎn)角速度，進(jìn)動(dòng)作用較明顯。左盤旋——進(jìn)動(dòng)使機(jī)頭上抬——內(nèi)側(cè)滑——少回一些舵（順舵量大），右盤旋——多回一些舵（順舵量小）。（二）、穩(wěn)定階段收油門使反作用力矩和滑流扭轉(zhuǎn)力矩減弱，飛機(jī)有右滾和右偏趨勢(shì)。因此，改出右盤旋，桿舵量稍大，而改出左盤旋，桿舵量稍小。（三）、改出階段本章主要內(nèi)容6.1盤旋中的作用力6.2飛機(jī)的載荷因數(shù)6.3盤旋性能6.4轉(zhuǎn)彎中的側(cè)滑與盤舵協(xié)調(diào)6.5盤旋的操縱原理6.6側(cè)滑對(duì)盤旋的影響6.7螺旋槳副作用對(duì)盤旋的影響6.8盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介八、盤旋相關(guān)機(jī)動(dòng)飛行簡(jiǎn)介為了提高飛行員的基本駕駛術(shù)，訓(xùn)練飛行中還廣泛使用各種機(jī)動(dòng)飛行。這些機(jī)動(dòng)飛行基本上都與盤旋有關(guān)。（一）、S形轉(zhuǎn)彎（高度不變）要求：飛機(jī)的地面軌跡為一系列恒定半徑的半圓。如何保持等半徑？6.5.4風(fēng)對(duì)盤旋的影響穩(wěn)定的風(fēng)會(huì)使飛機(jī)隨風(fēng)飄