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飛行員航空知識手冊 航空知識手冊全集

時間:2011-04-08 11:31來源:網絡 作者:航空 點擊:


所有的飛機在某種程度上都受到這個特性的影響,盡管所有其他普通參數可能是固有穩定的。這個傾向通過一個事實告訴飛行員:飛機不能無限期以無手操控飛行。
為消除或者至少糾正這個不穩定性,在控制設備(機翼校平器)的開發上付出了大量的研究和努力。螺旋條件的前期階段要求飛行員非常仔細的應用恢復控制,或者可能引起結構上的過量載荷。發生在通用航空飛機飛行中的結構化失效,這種條件下的不適當恢復可能是更多不幸的根本原因,而不是其他任何單一因素。原因是螺旋條件下的空速快速的增大,降低這個速度的后升降舵力和拉高機頭的力的應用使轉彎加緊,載荷因子持續增加。不受控螺旋的拖延結果總是一樣的;要么飛行的結構化失效,或者墜落到地面,要不就是兩者。根據記錄最通常的原因是:飛行員失去視野參考,不能參考儀表來控制飛機,或者是同時發生這兩者。
飛行機動中的空氣動力學受力
介紹飛行機動如轉彎,爬升和降落時的飛機受力情況。
轉彎受力
如果從后面看一個平直飛行的飛機,如圖3-20,而且如果作用于飛機的力可以看見的話,兩個力(升力和重力)是顯然的,如果飛機處于傾斜狀態,可以明顯的看到升力不再正好和重力方向相反,升力作用在傾斜的方向上。實際情況是,當飛機傾斜時,升力作用方向是朝轉彎的中心且向上的,這是在考慮飛機轉彎時要記住的一個基本事實。

一個物體如果靜止或者沿直線勻速運動會一直保持靜止或勻速直線運動,直到某個其他的力作用于這個物體。飛機和任何其他運動物體類似,需要有一個側向力使它轉彎。在一個正常的轉彎中,這個是通過飛機的傾斜得到的,這時升力是向上和向內作用的。轉彎時候的升力被分解為兩個分力,這兩個分力成合適的角度。豎直作用的分力和重力成對,稱為垂直升力分量,另一個是水平的指向轉彎的中心,稱為水平升力分量,或者叫向心力。這個水平方向的力把飛機從直線航跡拉動到轉彎航跡上。離心力和飛機轉彎時的向心力方向相反,大小相等。這就解釋了為什么在正常轉彎時使飛機轉彎的力不是方向舵施加的。
飛機的駕駛不像小船或者汽車;為了轉彎,它必須傾斜。如果飛機不傾斜,那么就沒有讓它偏離原來直線航向的力。反過來說,當飛機傾斜時,它就會轉彎,讓它不滑到轉彎的一側。良好的方向控制是基于一個事實,只要飛機傾斜它就會轉彎。
這個事實一定要牢記在心,特別是保持飛機處于平直飛行時。單就飛機的傾斜使得它轉彎來說,飛機的總升力沒有得到增加。然而就像指出的,傾斜時的升力分為兩個分量:一個垂直的和另一個水平的。這一分解降低了抵消重力的力,進而飛機的高度就會下降,需要增加額外的力來抵消重力。這是通過增加迎角來實現的,直到升力的豎直分量再一次等于重量。由于豎直分力隨傾斜角度的增加而降低,那么就需要相應的增加迎角來產生足夠的升力以平衡飛機的重力。當進行恒定高度轉彎時,一定要記住升力的豎直分量必須要等于飛機的重量才能維持飛機的高度。
對于給定的空速,飛機轉彎的快慢依賴于升力水平分量的大小。你會發現,升力的水平分量和傾斜角成正比。邏輯上也遵守傾斜角增加時升力的水平分量也增加,也就加快了轉彎速度。因此,對于任何給定空速,轉彎速度可以通過調整傾斜角來控制。
在水平轉彎中,為提供足夠的升力豎直分量來維持高度,迎角需要有一定的增加。由于機翼阻力直接和迎角成正比,當升力增加時誘導阻力降低。這就導致空速的降低和傾斜角成比例,小傾斜角的結果是空速的少量降低,大傾斜角時空速會降低很多。在水平轉彎中,必須要增加額外的推力來防止空速降低;需要的額外推力大小和傾斜角成比例。
為補償額外的升力,如果要維持恒定高度,結果是如果轉彎時空速增加,迎角必須降低,或者傾斜角降低。如果傾斜角保持恒定,而迎角降低,轉彎速度將會降低。所以,當空速增加時為了保持恒速轉彎,迎角必須保持恒定且傾斜角增加。

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