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大家好

本次课程为盘旋操纵原理

舰载机的机动飞行操纵技术

有别于一般飞行科目的飞行动作

是战斗机空战格斗技术的基础

舰载机执行作战任务时

根据战场态势

常常使用各种机动动作

常见的舰载机机动动作有

盘旋斤斗和横滚

那么这节课我们就来学习一下

典型的机动动作——盘旋

在讲本次课之初

我们制定以下学习目标

第一 记住盘旋的定义和分类

二 分析盘旋的运动方程和动态特点

三 掌握盘旋的操纵原理

首先请大家看一段视频

认识一下盘旋

同时请大家思考一下在盘旋过程中

杆 舵 油门的作用是什么

飞机在水平面内作等速圆周飞行

称为盘旋

在现代作战中

盘旋是飞行员驾驶舰载机

经常使用的一种特技飞行动作之一

例如航母回收舰载机联队时

舰载机在等待航线上就需要进行盘旋

盘旋的划分标准有很多种

如果按照坡度的大小划分

通常把坡度小于45°的盘旋

称为小坡度盘旋

而坡度大于45°的盘旋

称为大坡度盘旋

如果按照方向改变程度划分

将方向改变大于360°的运动

称为盘旋

而将方向改变小于360°的运动

称为转弯

在实际空战中

飞行员一般不作一个完整的盘旋

只作转弯飞行

作为一种机动到另一种机动的过渡

如果按照运动参数变化情况划分

盘旋又可分为定常盘旋和非定常盘旋

飞行速度 迎角以及坡度

和盘旋半径等运动参数

都不随时间变化而变化的盘旋

称为定常盘旋

运动参数中

至少有一个随时间变化而变化的盘旋

我们把它称为非定常盘旋

其中

无侧滑的定常盘旋称为正常盘旋

那么我们今天的课程

就是以正常盘旋为分析基础的

在初步认识盘旋之后

为便于了解和掌握盘旋这个机动飞行动作

我们首先来分析一下盘旋的运动方程

盘旋的运动状态

是由盘旋中飞机的作用力关系决定的

因此分析盘旋的运动状态

就要从它的运动方程入手

在研究前请大家首先思考一个问题

飞机在作盘旋时主要受到哪些力的作用呢

主要受到四个力的作用

分别是升力 重力 动力和阻力

根据力的关系

列出运动方程

如图所示

从第一个公式中可以看出

升力在铅锤方向的分量

与舰载机的重力相平衡

要保持盘旋高度不变

必须保持坡度不变

且要有一定的升力

而升力的大小取决于飞机的速度和迎角

在高度 速度 迎角一定时

阻力也一定

只要保持好规定的发动机转速

就可以使可用推力平衡阻力

保持舰载机的速度不变

如第二个式子所示

那么第三个式子

是表示升力在水平方向的分量

为舰载机盘旋提供向心力

在一定高度上盘旋

只要保持好预定坡度

迎角和发动机转速

就能保持舰载机盘旋高度

速度和半径不变

盘旋与平飞相比

正是因为作用在飞机上的力发生变化

从而使飞机呈现出了不同的动态特点

那么在盘旋过程中

飞机呈现哪些动态特点呢

盘旋过程中

要求高度保持不变

必须保持坡度不变

并且有一定的升力

在速度一定的条件下

飞行员用驾驶杆控制坡度和迎角来实现

也就是控制升力的方向和大小

而升力的大小决定着载荷因数的大小

首先分析盘旋的载荷因数

舰载机处于正常盘旋时

速度是不变的

因此推力等于阻力

纵向过载为0

又因为无侧滑

则舰载机不受侧力

侧向过载也为0

所以舰载机盘旋时的载荷因数

就集中在法向过载n_y上

n_y=Y/G=1/cosγ

我们发现n_y只取决于坡度

与飞机的机型无关

盘旋坡度与载荷因数的对应关系如图所示

根据表中数据可以作出

盘旋载荷因数随坡度变化的关系曲线

从曲线中可以看出

法向过载随坡度增大而增大

增大相同坡度

在小坡度下增大的过载较小

而在大坡度下

增加的过载明显增大

当较大坡度盘旋时

增加坡度

如果不及时增大升力

保证升力的第一分力与重力平衡

飞机就会下降高度

盘旋坡度越大

载荷因数变化越剧烈

所需升力越大

盘旋越困难

根据盘旋的动态方程

已知盘旋时的升力和平飞时升力的关系

就可以推出盘旋时速度

与舰载机平飞时速度的关系

即在相同迎角下

盘旋所需速度为

平飞所需速度的法向过载开方倍

盘旋所需速度大于平飞所需速度

并且坡度越大

所需速度就越大

又由于相同迎角下

舰载机盘旋时阻力与速度平方成正比

可得出盘旋时阻力

与舰载机平飞时阻力的关系

因此同样迎角下

盘旋速度大

阻力就大

盘旋所需推力大

是平飞所需推力的法向过载倍

从力学特性方程中

我们还可以确定盘旋半径和盘旋周期

这两个参数

是衡量飞机方向机动能力的

重要战技术指标

盘旋半径越小

盘旋周期越短

飞机方向机动性能就越好

为了达到正常盘旋的飞行目的

根据盘旋的力学特性

就要求飞行员实现飞机姿态

速度和油门的相互配合协调

正常盘旋飞行可以分为三个阶段

分别是进入阶段

稳定阶段和改出阶段

每个阶段的操纵原理并不相同

接下来我们就从这三个方面

介绍一下盘旋的操纵原理

在进入阶段

加油门并适当顶杆

以增大飞行速度

当速度增大至规定值

手脚一致地向盘旋方向压杆 蹬舵

压杆是为了使飞机带坡度

以升力水平分力作为向心力

使飞机作曲线运动

蹬舵是为了使飞机绕立轴偏转

避免产生侧滑

在压杆的同时

需要向后带杆以增大升力

保持升力垂直分力不变

飞机快到预定坡度时

应及时提前回杆

使飞机稳定在预定坡度

回杆应至中立或过中立位置

同时相应回舵保持无侧滑

所以进入阶段的操纵原理

可以总结为加油门

顶杆

增大飞行速度至规定值

而后手脚一致地向进入方向压杆 蹬舵

同时逐渐带杆增大迎角以保持高度

达到预定坡度前

回杆 回舵

在稳定阶段

需要飞行员及时发现和修正各种偏差

来保证高度和速度不变

并随时消除侧滑

盘旋中正确的用舵防止侧滑

相同的坡度下

如果速度小

要求的蹬舵量大

用杆保持好高度

用油门控制好速度

在大坡度时

应以保持坡度为主来控制高度

小坡度时

应以带松杆为主来控制高度

一般情况下

应适当压些反杆保持好预定的坡度

所以保持阶段的操纵原理

总结为用杆保持好坡度和高度

用舵保持飞机不带侧滑

用油门保持速度

杆 舵 油门三者正确的配合

是做好盘旋的关键

在改出阶段

向盘旋的反方向压杆

减小飞机坡度

同时向盘旋的反方向蹬舵

逐渐制止飞机偏转

飞机坡度减小

升力垂直分力逐渐增大

飞行阻力减小

因此需逐渐向前顶杆保持高度

同时柔和收油门

保持速度不变

当飞机接近平飞状态时

将杆和舵回到中立位置

改出阶段的操纵原理

可以总结为提前一定角度

向盘旋反方向手脚一致地压杆 蹬舵

逐渐减小飞机坡度

并防止侧滑

随着坡度的减小

向前顶杆

并收小油门

飞机接近平飞状态时

将杆和舵回到中立位置

保持平飞

讲到这

本次课的内容即将结束

最后进行小结

本次课介绍了盘旋的概念和分类

总结了正常盘旋的动态特点

最后分析了舰载机正常盘旋的操纵原理

本次课程结束

再见