飞机上不能不说的秘密:飞机是怎么转弯的?

很多坐飞机的旅客都有这样的感受:一会屁股下一轻,一会座椅又拖着你上升,然后左右摇晃几下,飞机就到了目的地。完全没有我们坐车拐弯时被离心力甩出去的感觉。难道飞机没有转弯吗?
现在网络上流行着很多软件,只要输入航班号就能实时查询飞机的位置。细心的人将地名在地图上标出来就会发现:飞机不是沿直线飞行的。事实上飞机在空中是沿折线飞行的,从一个导航点飞到下一个导航点,一趟航班要飞过很多导航点。期间多次转弯,那么为什么我们没有感觉到飞机转弯呢?
资料图:飞机空中转弯
说道飞机转弯我们就不得不分成两块来讲:地面转弯和空中转弯。
现代民航客机都使用的是前三点式设计,飞机在地面转弯的方式和三轮车一样依靠前轮的偏转控制飞机的运动方向。但是和三轮车不同的是飞机没有方向盘。那么飞机的转弯靠什么控制呢?
这里就牵扯到飞机特有的控制机构:脚蹬和手轮。大角度转弯用手轮,正常用脚蹬。脚蹬位于左右驾驶舱座椅前方。与汽车刹车和离合器的位置差不多,但是脚蹬控制方向不是向下踩,而是向前蹬。蹬左脚飞机向右转,蹬右脚飞机左转。手轮就简单多了,就是缩小版的方向盘,向那个方向转,飞机往哪偏。
在空中飞机的转弯比较复杂。涉及飞机的偏航和横滚两种运动的合成。飞机的偏航运动指的是飞机的航向向左向右的偏转运动,和地面汽车拐弯一样。偏航运动主要是通过飞机垂直尾翼上的方向舵实现的,通过蹬脚蹬使方向舵左右偏转。偏转的方向舵在高速气流的作用下对飞机重心产生一个偏转力矩,使得飞机机头偏转,从而改变航向。
飞机的横滚运动是飞机特有的机动动作,是指沿着飞机的纵轴转动的运动。与烤箱中的被烤架穿着的烤鸭翻转运动类似。飞机的滚转运动是由副翼实现的,通过旋转飞机的驾驶盘,控制大翼两端的副翼差动偏转。(一个向上偏,一个向下偏),使得飞机左右大翼升力不同,对飞机的纵轴产生偏转力矩,使飞机翻转。
飞机的横滚运动是飞机特有的机动动作
看到这里大家都很疑惑,飞机拐弯只需要偏航运动就行了,这和滚转运动有啥关系?学过物理的人都知道,所有的物体都有惯性,而且惯性的大小只和质量有关。当飞机向前飞行时,当你想通过蹬脚蹬控制飞机拐弯时,飞机的机头在气流作用下偏转,但是飞机仍然会在惯性的作用下歪着头向前飞行。而且飞机质量很大,空气没有足够的摩擦力阻止飞机侧滑,从而导致飞机在转弯的时候发生大侧滑,偏离原有航线。
很显然,只用脚蹬是无法使飞机正常转弯。实际上,现在民航客机的转弯都是协调转弯,飞机先向着转弯的方向小角度滚转,然后蹬脚蹬改变航向,使飞机在空中盘旋做圆周运动直到切入到需要的角度后该出继续前行。
在这一过程中由座椅对旅客支持力的水平分力提供向心力。所以转弯时旅客只感觉到飞机向左或者向右偏了一下,完全没有被甩出去的感觉。现在你知道自己乘坐的航班拐了几个弯了吗?
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