飛機是怎么轉彎的？
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飛機是怎么轉彎的？
2016-03-01 10:59 來源： 《知識就是力量》雜志
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每當出門旅游，飛機是大部分人的選擇。那么，飛機是怎么轉彎的、窗戶為什么那么小、為什么要系安全帶……關于民航飛機，你的了解有多少呢？
1. 飛機是怎么轉彎的？
汽車在地面有四個輪子，依靠駕駛員操縱方向盤改變車輪的角度來駕駛汽車。飛機在空中不與地面或海面接觸，飛行員是如何駕駛飛機按預定軌跡飛行的呢？大家知道，飛機不但有機翼，而且機身后部通常有一對“水平尾翼”和一個“垂直尾翼”�！八轿惨怼笨梢詫︼w機產生縱向自穩(wěn)定作用；“垂直尾翼”可以對飛機產生航向自穩(wěn)定作用；“機翼”可以對飛機產生橫向自穩(wěn)定作用。這三種作用，可以在飛機受氣流擾動不太大時，自動保持飛機的縱向、航向和橫向姿態(tài)的穩(wěn)定。
如果要駕駛飛機改變飛行軌跡，僅靠機翼和尾翼安定面作用已不行了。大家乘飛機或參觀飛機時，是否仔細觀察過飛機構造：機翼后緣兩側有一對可轉動的“副翼”，水平尾翼后緣有一對可轉動的“升降舵”，垂直尾翼后緣有一個可轉動的“方向舵”。當飛行員操縱這些“舵面”時，在相對氣流的作用下，飛機就可以分別作改變橫向、縱向和航向的運動，從而可以駕駛飛機按預定航線作升降、轉彎等運動�？傊�，飛機在推力產生的相對氣流中，是通過自身的各種“舵面”，產生的相對力矩，來駕駛飛機運動的。
2. 飛機的窗戶實在太小了，為什么不能把飛機的窗戶做大點呢？小小的窗戶又有什么神奇的地方？
飛機結構設計是交通工具中最嚴格的設計要求，既要重量輕又要強度好。飛機結構上每一個“框”、“梁”、“肋”、“桁條”和蒙皮都要進行精心的優(yōu)化設計，在保證足夠的強度和剛度情況下，要盡可能輕，這樣才能保證承擔必需的載荷。飛機機身艙壁上的任何開口度對結構整體強度不利的。每一個開口的邊緣必須作強度補充結構設計，才能保證機身受力的合理傳遞。窗口越多、越大，對結構強度月不利。所以飛機的窗口不能開大。
雖然是小小的窗口，它的窗口邊緣增強設計和透明材料的選擇都是要經過大量強度試驗的。窗口透明板通常設計有兩層，以減少艙內外溫度的傳導。
3. 現在科技這么發(fā)達，為何飛機飛行時還怕大霧天氣，為什么天氣晴好飛機也會產生顛簸？
現代飛機都設計有優(yōu)良的自穩(wěn)定控制系統(tǒng)，以減少飛機在飛行中遭遇干擾氣流的震蕩。有濃云變化的天氣，云霧流團對飛機正常飛行的相對穩(wěn)定氣流有干擾，改變了飛機的穩(wěn)定狀態(tài)，因而有波動。飛機一當穿過云層后，就又恢復穩(wěn)定。
為什么天氣晴好飛機也會產生顛簸？大氣中除了云霧，還有變化不定、人眼看不見的“湍流”和“突風”。這些湍流、突風通常是“振蕩”的和從任意方向流來，以致引起飛機的升力、阻力和力矩變化，從而引起飛機顛簸，尤其在從云層上部下降到云層過渡區(qū)域時振蕩比較明顯。有時離地面很近的“風切變”，也會影響飛機的穩(wěn)定性。
4. 民航飛機上為什么不配備降落傘？
軍用飛機的救生設備，不僅是降落傘，還必須要有復雜的彈射裝置。戰(zhàn)斗機駕駛員在緊急情況下，可以啟動救生裝備，彈射火箭或其他彈射裝置，將駕駛員連同座椅和降落傘一同彈出飛機艙外一定高度，然后降落傘打開，保證駕駛員安全著陸。這種救生裝置要比一個人重得多。
載有100多位旅客的民航飛機要為每位旅客安裝這樣復雜的降落傘彈射救生裝置，基本上是不可能的。增加這多重量，飛機也飛不起來。戰(zhàn)斗機駕駛員彈射時，還要沖破駕駛艙蓋，這對于民航飛機也是難于實現的。
也有工程師設計過整體客艙緊急時打開，用若干大型降落傘拉出旅客艙的方案。這種飛機的機構設計太復雜，有效承載的旅客數將大大減少，尤其是大型降落傘能否有效展開和旅客座艙能否脫離飛機，，都還是個未知數。目前還沒有飛機工廠愿意研制生產這種飛機，也沒有航空公司能經營起這種飛機。因此，目前大型客機基本上不可能用降落傘救生旅客。單座或幾座的小飛機，使用降落傘救生倒是可能的。
5. 為什么在客機上“系好安全帶很重要”？
不少旅客對空姐要求“系好安全帶”不以為然，總以為飛機飛行時比汽車、火車還穩(wěn)定，不一定必須系上安全帶。
首先我們要意識到飛機的速度比汽車、火車快得多。汽車乘員因沒有系安全帶，造成傷亡事故已屢見不鮮。而民航飛機的速度通常是汽車的八倍以上，一旦遇到緊急情況，巨大的慣性作用要比乘車危險大得多。尤其是飛機起飛和著陸階段，乘務員強調要大家系好安全帶。這是因為，飛機起飛和著陸階段所受空氣動力作用變化大，因此旅客處于運動中飛機的慣性力變化也大。尤其是低空風切變或或駕駛員遇到特殊情況緊急操作等，都會引起飛機的顛簸、震蕩或傾斜，致使乘客因碰撞而受傷或造成其他意外事故。
飛機從無云的高空下降到云層附近時，也是空姐常常提醒乘客系好安全帶的時候。常坐飛機的旅客都遇到過，當飛機在穿越云層時受到擾動氣流的作用時而有較強烈的振動。國內外民航乘客因沒有系好安全帶被拋向機艙的空間，撞到天花板上，摔傷或撞傷的事故已發(fā)生過多次；而那些系好安全帶的乘客則基本無事。
其實，保險的是乘客應全程系好安全帶。以減少航行中發(fā)生突如其來的變故時受到的傷害。
6. 飛機為什么不能隨意打開艙門？窗戶也是不能打開的？
前不久，一名已登上飛機的民航旅客因不滿客機起飛延誤而擅自打開飛機艙門，被責令下飛機接收處罰。這不僅是旅客違反規(guī)定，更重要的是，可能造成重大事故。
大氣環(huán)境是隨著高度而變化的，如8000米高空大氣壓力下降一半多，大氣的溫度達零下50多度。如果乘飛機的旅客在高空暴露在自然環(huán)境中，那是非常危險的。假如飛機在飛行過程中，由于種種原因突然泄壓，使乘員暴露在實際環(huán)境中，這將導致乘員的生理障礙，甚至死亡，主要表現在以下兩個方面：
●高空缺氧會使人機體的代償性活動不足以保證大腦皮層的最低氧需要量，會使人迅速出現意識喪失和突然虛脫。
●低壓效應對人體也有危害。危害的程度取決于低壓程度與減壓速度。當高空減壓過快時，會發(fā)生高空胃腸氣脹。溶解在體內的氣體在高度上升時因過飽和而游離出來，形成氣泡群所導致的高空減壓障礙和循環(huán)障礙。
此外，空中艙門打開，還可能將乘員吸離艙外。
現代飛機為旅客提供了良好的大氣環(huán)境，使乘員在艙內感受到與地面一樣的大氣壓、氧氣和舒適的溫度。這主要是飛機設立了一整套艙內環(huán)境供氣、供氧和環(huán)境調節(jié)控制的裝備，確保旅客的生命安全。
作者：南京航空航天大學教授、博士生導師、航空工程國家級實驗教學中心主任、中國航空學會理事 昂海松
圖片來源于網絡
作者： 南京航空航天大學教授 昂海松 [責任編輯: 宋金玉]
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