跟胖哥学物理 特技飞行中的动作

跟胖哥学物理 特技飞行中的动作

首页休闲益智特技飞行驾驶模拟更新时间:2024-06-13

2018第十二届珠海航展在11月份就要开始啦,展会为期6天。珠海航空展,1995年成立开始,该展览已连续成功举办了十一届,现已发展成为集贸易性、专业性、观赏性为一体的,展示当今世界航空航天业发展水平的国际盛会,跻身于世界五大航展之列,受到世界瞩目。对于爱好航天航空的人,这几天都幸福极了。因为如果有钱和时间,可以去珠海看看各个国家航天新技术,现场观看特技飞行表演。当然,对于大多数爱好者只能做在电视机前,看着电视台转播一些飞行表演的实况,也是一件非常惊艳享受。

所谓特技飞行就是指特技表演飞机在沿着纵轴、横轴和立轴三轴空间中,在短时间内做综合旋转动作。在特技飞行中,飞行员进行绕飞机的纵轴(滚动轴)、横轴(俯仰轴)、立轴(偏巷轴),然后利用飞机对动作进行组合:平飞加速、转弯、爬升、俯冲、横滚、筋斗、伊麦曼回旋、眼镜蛇机动和分离S机动,在正飞和倒飞中可以实现数千种组合,完成各自令人惊奇的特殊效果。

飞行状态(速度、高度和飞行方向)随时间变化的飞行动作,又称机动。单位时间内改变飞行状态的能力称机动性。飞行状态改变的范围越大,改变状态所需的时间越短,飞机的机动性就越好。这是评价飞机性能优劣的主要指标之一。从飞机运动轨迹看,可分为在铅垂面内、水平面内和三维空间的机动飞行。飞机作曲线机动飞行时需要有向心力。若航迹弯曲向上或在水平面内弯曲向左或向右,升力应大于飞机重力。通常把机动飞行时飞机升力与飞机重力的比值称为法向过载。机动性能高的飞机能承受较大的过载。

我们尝试用一些基本物理知道来解释这些常见飞机动作,属于力学范畴,虽然技术高超,但是依然有两个物体特性:一是运动和力的关系,而是动作中包括能量:动能与重力势能(位能)、动量与冲量。下面我们就来看特技飞行(或者战斗机飞行)一些基本动作:

1、 平飞加速

平飞加(减)速反映飞机改变水平飞行速度的能力。平飞时如果发动机推力大于飞机阻力,就使飞机加速;反之就使飞机减速。为了缩短加速时间,必须加大油门或使用发动机加力装置(或使用火箭加速器)。为了缩短减速时间常关小油门,并打开减速板,或采用反推力装置。

2、转弯:

在转弯时飞机的机翼与地面所成的角度越大,转弯半径就越小,对自己就越有利。但同时飞机和飞行员所要承受的G力就越大。所以在与敌机缠斗之前最好抛弃除对空武器以外的所有的外挂,以使战机能发挥最大的潜力。飞机速度快不一定就越灵活,要保持最小的转弯半径,应该将发动机的推力保持在70%(空速450左右),高度对飞机的转弯性能也有很大影响,飞机的高度越高转弯性能就越差,反之高度越低就越灵活。一般最适和缠斗的高度4000英尺左右。

3、爬升:

在0-90度(梯度指示器上有显示)的范围内机头与地面所成的角度越大,爬升的速度就越快(假定发动机推力不变)。在爬升的过程中飞机速度会不断减慢,机头与地面的角度越大减速就越快所以爬升也可以作为一种制动的方法。把机头拉起对着太阳爬升并释放曳光弹对规避红外制导导弹极为有效,爬升也是一种连接动作,筋斗和眼镜蛇都是以大角度爬升为前奏。

爬升是将动能转化为位能、迅速增加高度的一种作战用的机动飞行。在给定初始高度和速度的情况下,飞机所能获得的高度增量越大,完成跃升所需的时间越短,跃升性能越好。跃升的航迹与俯冲相反。跃升轨迹也可分为进入、直线和改出三个阶段。跃升时通常用发动机的大推力状态(使用发动机加力装置或火箭加速器),以便最大限度地爬升并保持足够的飞行速度。飞机进入跃升时的速度越大,跃升终了时的速度越小,跃升高度就越高。但跃升终了速度不能过低,以免发生失速或失去操纵等危险。

4、俯冲:

爬升是把飞机的动能转化为重力势能的过程,与爬升正好相反俯冲是把重力势能转化为动能的过程。(初中物理就有讲,不明白的话再搬出来瞧瞧)俯冲时机尾与地面的角度越大,俯冲的速度就越快。俯冲飞机将位能转化为动能、迅速降低高度、增大速度的机动飞行,作战飞机常借以提高轰炸和射击的准确度。俯冲过程分为进入、直线和改出俯冲三个阶段(图1)。在实际飞行中,为尽快进入俯冲,通常是飞机先绕纵轴滚转或边转弯边进入俯冲,进入段的高度损失不大。在急剧俯冲时,为了防止速度增加过多和超过相应高度的最大允许速度,必须减小发动机推力,有时须放下减速板。改出俯冲后的高度不应低于规定的安全高度。为了减小高度损失,驾驶员可在不造成飞机抖振的条件下尽量后拉驾驶杆,增大向心力,即增大过载。但过载不应超过驾驶员的生理忍耐能力和飞机结构的强度(驾驶员穿抗荷服或采用特殊的座椅设计可以提高承受过载的能力)。

5、横滚(滚桶):

横滚实际上就是让飞机在以机头和机尾所成的轴线上做陀螺运动。在做横滚的过程中飞机的运动方向不发生改变,但它能消耗一部分飞机的动能从而使航速减慢。在格斗当中如果你的航速比敌机快而且即将错过敌机,你可以试着用滚筒动作来减慢速度,使自己保持良好的攻击位置。横滚同样可以用来防御。当敌机处于你的6点钟位置而且距离很近时,你可以用横滚使敌机错过你。

6、筋斗:

做一个筋斗非常简单:拉杆到底使机身与与地面的角度达到90度,加大推力使飞机不致失速。然后继续拉杆直至使机身再次与地面平行(你这时是在倒飞)最后把飞机改回平飞。这个动作能使你突然改变飞行方向攻击处于身后的敌机,但你完成筋斗后由于高度增加了许多,你的机动性就会大打折扣。所以在做完筋斗后尽可能边俯冲边捕捉目标,这样可以补回你失去的动能。此机动最好在低空进行,否则飞机很容易进入失速状态

7、上升转弯(伊麦曼回旋):

在先拉杆爬升(角度不超过50),几秒后让飞机改平,最后做小半径转弯返回以前的飞行路线。这时你又回到了目标附近可以对其进行第二次攻击。这种机动对低空目标(直升机等)和地面目标很有威胁(可以反复实施攻击)但它的运行时间较长,不适合攻击比较灵活的目标(战斗机)。

8、眼镜蛇机动:

眼镜蛇机动主要用于摆脱与你处于相同高度近距离尾部的敌机(相当于突然制动使敌机错过你)。它就好像是一个没有做完的筋斗,与筋斗不同的是要在拉杆到40度左右的时候将油门置于0位置,继续拉杆利使飞机与地面的夹角达到120度保持。当所有的动能全部转转为势能时飞机即将会在空中静止2-3秒,然后飞机将会进入失速状态机头猛地下坠,这时打开加力恢复动力重新捕捉目标,机动结束。

9、分离S机动:

分离S能突然改变你的航向并使你获得极高的机动性能,快速的反击敌人。做分离S之前首先确定你要有充足的高度(距地8000-10000米)还要有一架性能优秀的战斗机,否则还没等你转过一半你就over了。具体做法是这样的:保持中等航速,翻转,使机腹向上(如果航速过快可以先做几个滚筒)。然后向下拉杆到底保持,这时飞机将会向下做筋斗,不要改变航速。当机身再次与地面平行的时候放开操纵杆检查高度然后转弯重新捕捉目标。机动结束。分离S对处于你6点方向并正在用机炮攻击你的敌机极为有效(成功率90%)但千万别用它来规避导弹。

其实,飞机特技飞行,形成许多经典技能,但是这些技能都是实际飞行由于发现危险后被驾驶员熟练掌握形成跟体操一样的特技,但是这些特技基础是这些飞行机动。因为,作为航天技术爱好者,要看懂一场特技飞行,必须先了解战斗机飞行机动。通过对这件动作了解,加深物理知识的运用,这才是我们观看航展后对自我一种提升。同时,我们在航模课中,特别是穿越机也可以玩出一些特技,丰富我们课外生活!

2018年11月8日于宜昌市虫洞航模工作室

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