簡介
飛行狀態(速度、高度和飛行方向)隨時間變化的飛行動作,又稱機動。單位時間內改變飛行狀態的能力稱機動性。飛行狀態改變的範圍越大,改變狀態所需的時間越短,飛機的機動性就越好。這是評價軍用飛機性能優劣的主要指標之一。從飛機運動軌跡看,可分為在鉛垂面內、水平面內和三維空間的機動飛行。飛機作曲線機動飛行時需要有向心力。若航跡彎曲向上或在水平面內彎曲向左或向右,升力應大于飛機重力。通常把機動飛行時飛機升力與飛機重力的比值稱為法向過載。機動性能高的飛機能承受較大的過載。航跡彎曲向下時,法向過載小於1。
鉛垂面內的機動飛行 典型的機動飛行動作有:平飛加(減)速、俯衝、躍升、筋斗。
平飛加(減)速反映飛機改變水平飛行速度的能力。平飛時如果發動機推力大于飛機阻力,就使飛機加速;反之就使飛機減速。為了縮短加速時間,必須加大油門或使用發動機加力裝置(或使用火箭加速器)。為了縮短減速時間常關小油門,並打開減速板,或採用反推力裝置。
俯衝飛機將位能轉化為動能、迅速降低高度、增大速度的機動飛行,作戰飛機常藉以提高轟炸和射擊的準確度。俯衝過程分為進入、直線和改出俯衝三個階段(圖1)。
在實際飛行中,為儘快進入俯衝,通常是飛機先繞縱軸滾轉或邊轉彎邊進入俯衝,進入段的高度損失不大。在急劇俯衝時,為了防止速度增加過多和超過相應高度的最大允許速度,必須減小發動機推力,有時須放下減速板。改出俯衝後的高度不應低於規定的安全高度。為了減小高度損失,駕駛員可在不造成飛機抖振的條件下儘量後拉駕駛桿,增大向心力,即增大過載。但過載不應超過駕駛員的生理忍耐能力和飛機結構的強度(駕駛員穿抗荷服或採用特殊的座椅設計可以提高承受過載的能力)。
躍升飛機將動能轉化為位能、迅速增加高度的一種作戰用的機動飛行。在給定初始高度和速度的情況下,飛機所能獲得的高度增量越大,完成躍升所需的時間越短,躍升性能越好。躍升的航跡與俯衝相反。躍升軌跡也可分為進入、直線和改出三個階段。躍升時通常用發動機的大推力狀態(使用發動機加力裝置或火箭加速器),以便最大限度地爬升並保持足夠的飛行速度。飛機進入躍升時的速度越大,躍升終了時的速度越小,躍升高度就越高。但躍升終了速度不能過低,以免發生失速或失去操縱等危險。
筋斗飛機在鉛垂平面內作軌跡近似橢圓、航跡方向改變360°的機動飛行(圖2)。
筋斗大致由躍升、倒飛、俯衝等基本動作組成,是駕駛員基本訓練的科目之一,也是用來衡量飛機機動性的一種指標。完成一個筋斗所需的時間越短,機動性越好。要實現筋斗飛行,必須加大油門使飛機加速到具有足夠大的速度和拉駕駛桿使飛機產生足夠大的過載,以便產生足夠大的向心力。
水平面內的機動飛行 典型的機動飛行動作是盤鏇,即飛機連續轉彎不小於 360°的飛行。分定常和非定常盤鏇兩種。飛機作定常盤鏇時,運動參數,如飛行速度、高度、迎角、滾轉角和側滑角等都不隨時間而改變。無側滑的定常盤鏇稱為正常盤鏇。正常盤鏇常用來衡量飛機的方向機動性。盤鏇一周所需的時間越短,盤鏇半徑越小,方向機動性就越好。非定常盤鏇時,速度、滾轉角等都隨時間而變,又稱加力盤鏇。
飛機開始正常盤鏇時,必須先偏轉副翼,使飛機向一側滾轉,於是升力在水平方向的側向分量形成飛機轉彎的向心力(圖3 )。
為了在盤鏇時不產生側滑,須同時相應地偏轉方向舵。飛機滾轉角越大,向心力也越大,在同樣的飛行速度下,盤鏇半徑和盤鏇時間就越小。但這時升力在鉛垂平面內的分量將減小。為了平衡重力就需要偏轉升降舵,加大迎角以增大升力,這就受到飛機抖振和失速的限制,同時過載也將增加,這又受到駕駛員生理條件和結構強度的限制。迎角增大使阻力也增大,需要加大油門來增加發動機推力,這又受到發動機可用推力的限制。飛機處於這三種限制條件之一的盤鏇狀態稱為極限盤鏇狀態,所對應的盤鏇性能稱為極限盤鏇性能。
隨著高速飛機的發展,飛機盤鏇性能逐步惡化。第一次世界大戰時期的飛機盤鏇半徑為數十米,第二次世界大戰時期為數百米,80年代高速飛機達到數千米。
空間機動飛行 同時改變飛行速度、高度和方向的飛行,適用於空戰。常見的有斜筋斗、戰鬥轉彎、橫滾、戰鬥半滾等。
斜筋斗在與水平面成一角度的斜平面上的筋斗。實際上是把盤鏇和筋斗結合起來的空間機動飛行動作(圖4)。
戰鬥轉彎同時改變飛行方向和增加飛行高度的機動飛行(圖5 )。
空戰中為了奪取高度優勢和占據有利方位,常用這種機動飛行動作。除了採用典型的操縱滾轉角的方法外,為了縮短機動時間還可採用斜筋斗方法進行戰鬥轉彎。
橫滾飛機繞機體縱軸滾轉的機動飛行動作。這時,基本保持原運動方向,高度改變很小。按滾轉角大小可以分為半滾(滾轉180°,然後轉入其他動作)、全滾(滾轉360°)和連續橫滾。按滾轉角速度可分為急橫滾(完成橫滾時間短)和慢橫滾(完成橫滾時間長)。
戰鬥半滾又稱半筋斗反轉。飛機先作筋斗動作,但在到達頂點時筋斗停止,並作半滾而轉入正常飛行。它可以使飛機掉轉航向並獲得較大的高度增量(圖6 )。