飞行时我们通常不理会经大气计算器算出来的真空速,若没有转换为地速,实在是没什么实质上的参考价值。真空速转换为地速,则是扣除风的效应。如真空速200节,顶风10节,则地速为190节。所幸我们不必这么无聊的去算它,FS2000的GPS窗口打开,GS就显示出来了;FS98则无,但可以挂上如NavDash之类的软件,或采用一些有显示地速在PFD(主飞航显示屏,通常中间是摆姿态仪)上的仪表,但很多都是Shareware,要美金的;另也可暂时将FS98仪表设定为显示真空速,详见仪飞教材。
地速才是你实际相对地球表面飞行的速度。我们可以玩一个游戏,我试过,真的可以玩:
西斯纳「垂直起降机」 1.西斯纳停在任何机场跑道,Flap全放。 2.另设风向顶风,风速80节。 3.油门全开。 4.飞机此时就自动抬头起飞,但却是向后倒退,空速表约指向62~65不等。 5.升到安全高度,如1000呎时,调配平压机头(按数字键的"7"),IAS会增加。 6.待空速表精确的指向80时,你会发现飞机几乎是静止的定在空中。 7.80不等于0, 故得证。 |
※在FS98的<Goto Exact Position>或FS2000的<Map View>中所设的速度是地速,所以你飞机摆得越高,得设越快,否则一激活可能就失速下坠。
※FS的录像文件拨放时仪表显示为地速。
※FS飞行中按<Shift-Z>显示的速度为指示空速,同仪表显示。
三、马赫数
前文中的长程机型性能表格已解释得很清楚,因音速和温度相关,高度越高温度越低,音速越慢。因此,同样要达到一个马赫数,在低空时要比高空时来得拼命些。这也意味着,同一个马赫数,低空要比高空来得快。
问题来了。马赫数既然也很不固定,为何高空巡航时都用马赫数而不用指示空速、真空速或干脆用地速?
我们进FS用其内建的737或777仪表来做个实验。看到空速表(指针式)上红白相间的指针了吗?相信大家都有经验,超过那根针,超速警告就会响。好,起飞前先看清楚那根针在什么位置,然后咱们一飞冲天。咦?那根针随着高度越高它越往下降了!难道FS有BUG?不是说指示空速是飞机撞空气的速度吗?照理说这个速度限制应该是固定的才是。不多说,再飞一趟测数据!
试飞机型:FS2000内建737-400
巡航高度 | 速限指示 | 相对马赫数 | 巡航高度 | 速限指示 | 相对马赫数 |
FL310 | 319 | M.83 | FL360 | 285 | M.83 |
FL320 | 312 | M.83 | FL370 | 278 | M.83 |
FL330 | 305 | M.83 | FL380 | 272 | M.83 |
FL340 | 298 | M.83 | FL390 | 265 | M.83 |
FL350 | 292 | M.83 | FL400 | 259 | M.83 |
它竟然跟音速有关系,原来那根针是会随着马赫数移动的。低空它不动,因为最大马赫数限制(Mmo)还在「破表」阶段;而大约到了18000呎左右指针开始下降,因为音速降下来了。
再看上表,若前文尚未融会贯通者一定会想不通一点:FL370以上不是同温层吗?温度固定,音速也固定。为何维持同一马赫数,越往高处爬,IAS还是一路往下掉?至于为什么,自己慢慢想吧!好玩的逻辑陷阱,保证前文有提过,可检验自己是否为数理逻辑容易短路的人。这样的人很难当机师喔!
左侧显示飞机在约100呎高度,右侧则在FL310。注意两者指示空速和马赫数。 |
言归正传,为什么要限制马赫数?各位有没有听过一个名词,叫「音障」?这两个字可是害死了不少二次大战及战后初期的优秀飞行员。战争末期战斗机的马力已提高到两千匹左右,虽然平飞时仍无法接近音速,但从高空向下高速俯冲可就很难说了。于是经常发生离奇案件,明明指示空速不快,飞机就他x的给我震动、拉不动杆、扭曲变型,甚至空中解体。原来这些英勇的飞行员当时已接近音速。
简单的说,飞机向前移动会推挤空气,空气被推挤除了对飞机产生相对压力外,也会像水一样产生震波;而此震波是以音速向外扩散出去。在速度慢时感受不太出来,但慢慢接近音速时,前方被挤压的空气便挤成一团,震波越来越难散出去了,对机身造成的压力也就越来越大,一直到一马赫的速度为临界点。超过一马赫,等于飞机钻出了这死胡同,这堆压缩气体被忽然释放,于是就「轰」的一声形成「音爆」。
因此,越接近音速,机身结构所承受的压力越大。是故目前巡航于高空的喷射客机都用马赫数来指定最大速限,及巡航速度等数值。就速度规范上来说,在高空马赫数比指示空速更具意义。因为在高空往往还没达到指示空速的速限时,就先撞到马赫数的限制了。
第三节 攻角与失速
一、攻角(Angle of Attack, AOA, 或称冲角)
首先要先厘清一个观念,俯仰角(Pitch)不等于攻角,这是两码子事。俯仰角是机身与水平的夹角,也就是我们在姿态仪(ADI)上看到的角度。起飞后「以15度仰角爬升至1500呎」,讲的就是这种角度。不论飞机怎么飞,往上飞还是往下飞,机身和水平是几度,俯仰角就是几度。
那攻角是什么?首先要理解「攻」这个字。基本上「攻击」本身即是两股势力的碰撞,如国军碰撞美军,把美军撞散了,共产党万岁。攻角则是机翼(翼弦)与「相对风」的夹角,也就是气流实际冲撞机翼的角度(或反过来讲亦可)。
若想不通攻角和俯仰角有什么差别,我们举个简单的例子。飞机Pitch=0,机身保持水平,但是它正在下降。请问,此时气流是水平的吹向机翼,还是由前方以一个角度往上吹向机翼?
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