航空知识手册全集5飞行机动中的空气动力学受力 介绍飞行机动如转弯，爬升和降落时的飞机受力情况 转弯受力 如果从后面看一个平直飞行的飞机，如图3－20，而且如果作用于飞机的力可以看见的话，两个力(升力和重力)是显然的，如果飞机处于倾斜状态，可以明显的看到升力不再正好和重力方向相反，升力作用在倾斜的方向上实际情况是，当飞机倾斜时，升力作用方向是朝转弯的中心且向上的，这是在考虑飞机转弯时要记住的一个基本事实 一个物体如果静止或者沿直线匀速运动会一直保持静止或匀速直线运动，直到某个其他的力作用于这个物体飞机和任何其他运动物体类似，需要有一个侧向力使它转弯在一个正常的转弯中，这个是通过飞机的倾斜得到的，这时升力是向上和向内作用的转弯时候的升力被分解为两个分力，这两个分力成合适的角度竖直作用的分力和重力成对，称为垂直升力分量，另一个是水平的指向转弯的中心，称为水平升力分量，或者叫向心力这个水平方向的力把飞机从直线航迹拉动到转弯航迹上离心力和飞机转弯时的向心力方向相反，大小相等这就解释了为什么在正常转弯时使飞机转弯的力不是方向舵施加的 飞机的驾驶不像小船或者汽车；为了转弯，它必须倾斜。
如果飞机不倾斜，那么就没有让它偏离原来直线航向的力反过来说，当飞机倾斜时，它就会转弯，让它不滑到转弯的一侧良好的方向控制是基于一个事实，只要飞机倾斜它就会转弯 这个事实一定要牢记在心，特别是保持飞机处于平直飞行时单就飞机的倾斜使得它转弯来说，飞机的总升力没有得到增加然而就像指出的，倾斜时的升力分为两个分量：一个垂直的和另一个水平的这一分解降低了抵消重力的力，进而飞机的高度就会下降，需要增加额外的力来抵消重力这是通过增加迎角来实现的，直到升力的竖直分量再一次等于重量由于竖直分力随倾斜角度的增加而降低，那么就需要相应的增加迎角来产生足够的升力以平衡飞机的重力当进行恒 定高度转弯时，一定要记住升力的竖直分量必须要等于飞机的重量才能维持飞机的高度 对于给定的空速，飞机转弯的快慢依赖于升力水平分量的大小你会发现，升力的水平分量和倾斜角成正比逻辑上也遵守倾斜角增加时升力的水平分量也增加，也就加快了转弯速度因此，对于任何给定空速，转弯速度可以通过调整倾斜角来控制 在水平转弯中，为提供足够的升力竖直分量来维持高度，迎角需要有一定的增加由于机翼阻力直接和迎角成正比，当升力增加时诱导阻力降低。
这就导致空速的降低和倾斜角成比例，小倾斜角的结果是空速的少量降低，大倾斜角时空速会降低很多在水平转弯中，必须要增加额外的推力来防止空速降低；需要的额外推力大小和倾斜角成比例 为补偿额外的升力，如果要维持恒定高度，结果是如果转弯时空速增加，迎角必须降低，或者倾斜角降低如果倾斜角保持恒定，而迎角降低，转弯速度将会降低所以，当空速增加时为了保持恒速转弯，迎角必须保持恒定且倾斜角增加 必须记住空速增加导致转弯半径增加，离心力直接和转弯半径成正比在一次正确执行的转弯中，升力的水平分力必须恰好等于向心力且方向相反所以，当恒定角速度水平转弯时空速增加，转弯半径也要增加转弯半径的增加导致离心力的增加，这也必须通过增加升力的水平分力来平衡，它只能通过增加倾斜角来增加 内侧滑转弯时，飞机转弯的快慢和所倾斜的角度不对应，然后飞机会偏航到转弯航迹的内侧飞机以一定的角速度转弯而倾斜过多时，水平升力分量大于离心力升力的水平分量和离心力的平衡要么通过降低倾斜度，降低角速度或者二者的结合才能建立 外侧滑转弯是由于离心力比升力的水平分量还大，把飞机向转弯的外侧拉这个倾斜角度时的转弯太快了外测滑转弯的纠正引起角速度的降低，倾斜角增加，或者二者的结合。
为维持一个给定的角速度，倾斜角必须随空速变化在高速飞机上这变得特别重要例如，在400mph时，飞机必须倾斜大约44度来完成一个标准的转弯角速度(3度每秒)在这个倾斜度上，只要大约79%的飞机升力构成升力的竖直分量；结果是高度的损失，直到迎角增加到足够补偿升力的损失 爬升受力 对于所有实际效果，处于稳定的正常爬升状态的机翼升力是和相同空速时平直飞行的升力一样的尽管确立爬升时的飞行航迹变化了，对应于倾斜航迹的机翼迎角回复到了实际的相同值，如升力时一样然而，有一个最初的短暂的变化，如图3－22 从平直飞行到爬升的转换期间，升力的变化发生在后升降舵压力应用的一开始飞机头的抬升增加了迎角，短暂的增加了升力此时的升力大于重力，启动飞机的爬升当飞行航迹建立在向上爬升后，迎角和升力再次恢复到水平飞行时的值左右 如果爬升时功率设置不改变，一般的空速会降低，因为维持平飞时的空速需要的推力不足以维持相同的空速来爬升当航迹向上倾斜时，飞机重量的一个分量作用于相同的方向，和飞机总阻力平行，因此也增加了诱导阻力所以，总阻力大于推力，空速下降一般空速下降的结果是对应于阻力的降低，直到总阻力(包含相同方向的重力分量)等于推力。
如图3－23由于动力，空速的变化一般依不同的飞机大小，重量和总阻力以及其他因素而变化 通常的，当空速稳定后推力和阻力，升力和重力再次平衡，但是比相同功率设置 下的平飞状态的空速值要低由于在爬升中飞机的重力不仅向下作用，还随阻力向后作用，这就需要额外的功率以保持和平飞时相同的空速功率大小依赖于爬升角度如果爬升的航迹很陡峭，那么可用功率将不足，空速较低你会看到备用功率的大小确定了飞机的爬升性能 下降受力 如同爬升一样，飞机从平直飞行进入下降状态，作用于飞机的力必定变化这里的讨论假定下降时的功率和平直飞行时的功率一样 当前向压力施加于升降舵控制上开始下降，或飞机头向下倾斜时，迎角降低，结果是机翼升力降低总升力和迎角的降低是短暂的，发生在航迹变成向下时航迹向下的变化时由于迎角降低时升力暂时的小于飞机的重量升力和重力的这个不平衡导致飞机沿平直航迹之后开始下降当航迹时处于稳定下降时，机翼的迎角再次获得原来的大小，升力和重力会再次平衡从下降开始到稳定状态，空速通常增加这是因为重力的一个分量现在沿航迹向前作用，类似于爬升中的向后作用总体效果相当于动力增加，然后导致空速比平飞时增加。
为使下降时的空速和平飞时相同，很显然，功率必须降低重力的分量沿航迹向前作用将随迎角的下降率增加而增加，相反的，迎角的下降率降低时重力的向前分量增加也就变慢因此，为保持空速和巡航时一样，下降时要求降低的功率大小通过下降坡度来确定 失速 只要机翼产生的升力足够抵消飞机的总载荷，飞机就会一直飞行当升力完全失去时，飞机就失速 记住，每次失速的直接原因时迎角过大有很多飞行机动会增加飞机的迎角，但是直到迎角过大之前飞机不会失速 必须要强调的是，每个飞机的失速速度在所有飞行条件下都不是固定的值然而，一个特定的飞机总会在同一个迎角时失速，而不管空速，重量，载荷因素或密度高度每一个飞机都有一个特殊的迎角，那时，气流从飞机的上表面分离，发生失速根据飞机设计，临界迎角可以从16度到20度变化但是每个飞机只有一个特定的发生失速的迎角 在三种情况下会超过临界迎角：低速飞行，高速飞行，和转弯飞行 飞机在平直飞行时如果飞的太慢也会失速空速降低时，必须增加迎角来获得维持高速所需要的升力空速越低，必须增加更大的迎角最终，达到一个迎角，它会导致机翼不能产生足够的升力维持飞机，飞机开始下降如果空速进一步降 低，飞机就会失速，由于迎角已经超出临界迎角，机翼上的气流被打乱了(变成了紊流)。
这里还要再次强调的是，低速不是发生失速所必要的机翼可以在任何速度下处于过大迎角例如，假设一个飞机以200节空速俯冲，这是飞行员突然向后猛拉升降舵控制由于重力和离心力，飞机不能立即的改变他的航迹，但是只能突然的改变他的迎角从很低到很高由于飞机航迹和迎面而来空气的关系确定了相对风的方向，迎角突然增加，飞机机会和快的达到失速迎角，而这是他的空速是比一般失速的空速大得多 类似的，水平转弯时的飞机失速速度高于平直飞行时的失速速度这是因为离心力增加到飞机的重力上，机翼必须产生足够的额外升力来抗衡离心力和重力的合力载荷转弯时，必要的额外升力通过向后压升降舵控制来获得这增加了机翼的迎角，结果增加了升力倾斜增加时迎角必须增加以平衡离心力导致的载荷增加如果在转弯的任何时候迎角过大，飞机就会失速 在这里，应该检查失速时飞机的动作为气动的平衡飞机，升力中心通常位于重心之后尽管这让飞机固有的产生“头重”，水平尾翼上的下洗流抵消了这个作 6 / 6。