飞机是怎么控制方向的

科普中国网 2017-12-17

  

    作者:张首智

  1903年12月17日,美国莱特兄弟研制的世界上第一架动力飞机试飞成功,实现了人类可控持续飞行的梦想。那么,你可知道,飞机在天上是怎么控制方向的呢?

  汽车在地面运动时,只需要用方向盘控制方向就可以了。飞机在飞行时则靠空气流的升力托举,没有地面的支撑,因而飞机方向的控制要比汽车更加复杂。

  具体说来,飞机飞行时的方向控制有3种方式:(1)飞机的低头和抬头,叫作俯仰;(2)飞机机头向左偏转或向右偏转,叫作偏航;(3)飞机绕机身纵轴向左倾斜或向右倾斜,叫作滚转。飞行员是通过驾驶杆和脚镫来控制飞机的这些运动的。

  首先,我们来了解一下飞机俯仰方向的控制。一般我们常见的飞机,尾部有一对小的水平方向的翼面,叫作水平尾翼(简称平尾)。在水平尾翼的后缘,各有一个可上下活动的舵面,叫作升降舵。升降舵有控制飞机俯仰的作用。在飞行时,飞行员向后拉驾驶杆,升降舵会向上偏转,使气流对水平尾翼产生向下的力,将飞机尾部下压,于是飞机就会抬头向上飞行。

  YAK-52 教练机的升降舵向上偏转

  现代化的飞机驾驶舱

  同理,飞行员向前推驾驶杆,升降舵会向下偏转,气流对水平尾翼产生向上的力,使机头下沉,飞机就会低头向下俯冲飞行。

  再看飞机偏航方向的控制。常见飞机尾部的尾翼中间,有一个垂直方向的翼面,叫作垂直尾翼(简称垂尾)。它对飞机向左或向右的偏转起着稳定性作用。垂直尾翼的后缘也有一个可活动的舵面,叫作方向舵。它控制着飞机偏航的方向。飞机在飞行时,飞行员向右蹬脚镫,方向舵会向右偏转,使气流对垂直尾翼产生向左的力,从而使得机头向右偏转,飞机就会向右产生偏航。同理,飞行员向左蹬脚镫,方向舵向左偏转,飞机就会向左产生偏航。

  最后了解一下飞机滚转方向的控制。飞机左右机翼后缘外侧各有一个活动的舵面,叫作副翼。副翼控制着飞机向左或向右倾斜,倾斜的角度即坡度。在飞行时,飞行员向左压驾驶杆,飞机右侧的副翼就会向下偏转,使得右侧机翼弯度增大,升力增大。同时,左侧的副翼向上偏转,使得左侧机翼弯度变小,升力减小。这样,左右的升力差使得飞机向左滚转。同理,飞行员向右压驾驶杆,左侧的副翼向下偏转,右侧的副翼向上偏转,飞机向右滚转。

  关键词:飞机   方向舵   垂直尾翼

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责任编辑:李阳阳

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