藏在飛行表演中的“機(jī)動(dòng)”奧秘

依蔓 宋磊

?2022年中國航展，紅鷹飛行表演隊(duì)精彩亮相

在2022年11月舉辦的第14屆中國國際航空航天博覽會(huì)上，精彩的飛行表演給人們留下了深刻印象！航展上的飛行表演動(dòng)作通常來自于實(shí)際的作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，而在表演過程中，飛行員駕駛飛機(jī)進(jìn)行各種復(fù)雜驚險(xiǎn)的機(jī)動(dòng)飛行，可以將飛機(jī)良好的機(jī)動(dòng)性能完全展現(xiàn)出來。

飛機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)改變飛行速度、高度和方向的能力，稱為飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性。在實(shí)際的空戰(zhàn)中，優(yōu)良的機(jī)動(dòng)性往往也更有利于獲得戰(zhàn)斗中的優(yōu)勢。其中，人們把衡量飛機(jī)改變速度大小的能力，稱為速度機(jī)動(dòng)性；把衡量飛機(jī)由動(dòng)能轉(zhuǎn)換勢能，迅速獲取高度優(yōu)勢的能力，稱為高度機(jī)動(dòng)性；把衡量飛機(jī)改變速度方向的能力，稱為方向機(jī)動(dòng)性。

飛機(jī)飛行狀態(tài)（速度、高度和飛行方向）隨時(shí)間變化的飛行，即為機(jī)動(dòng)飛行。單位時(shí)間內(nèi)，飛機(jī)狀態(tài)改變的范圍越大，改變相同飛行狀態(tài)所需時(shí)間越短，飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能就越好。例如，在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎飛行時(shí)，飛機(jī)改變相同角度飛行方向所需的時(shí)間越短，轉(zhuǎn)彎半徑越小，表明它在方向機(jī)動(dòng)性上的性能越好。

飛機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行動(dòng)作很多，在特技飛行表演中比較經(jīng)典的有橫滾、筋斗及令人驚嘆不已的眼鏡蛇機(jī)動(dòng)等動(dòng)作。

八機(jī)編隊(duì)轉(zhuǎn)彎飛行

《西游記》中孫悟空有一個(gè)絕技“翻筋斗”——一個(gè)筋斗能翻出去十萬八千里。現(xiàn)實(shí)中，飛機(jī)也能夠完成“翻筋斗”這樣的高難度動(dòng)作。

筋斗機(jī)動(dòng)最開始出現(xiàn)在空戰(zhàn)中，是飛行員擺脫敵機(jī)追擊的逃逸動(dòng)作，用來打?qū)Ψ揭粋€(gè)措手不及。作為飛行員基礎(chǔ)訓(xùn)練科目之一，筋斗大致由躍升、倒飛和俯沖等基本動(dòng)作組成（現(xiàn)在的飛機(jī)做筋斗沒有俯沖），指飛機(jī)在鉛垂平面（指和水平面垂直的平面）內(nèi)做軌跡近似于正圓、航跡方向改變360度的機(jī)動(dòng)飛行。

飛機(jī)要完成筋斗機(jī)動(dòng)，必須要有向心力，這個(gè)向心力由飛機(jī)的升力產(chǎn)生。做筋斗機(jī)動(dòng)時(shí)，飛行員要先加大油門，盡量加大飛機(jī)的速度，同時(shí)在數(shù)秒內(nèi)拉動(dòng)操縱桿增加飛機(jī)迎角，使飛機(jī)躍升。在整個(gè)筋斗機(jī)動(dòng)的過程中，飛行員要持續(xù)向后拉桿，并根據(jù)不同位置協(xié)調(diào)油門和具體的拉桿桿量操縱，以維持恒定的向心加速度。

在筋斗機(jī)動(dòng)過程中，飛行員會(huì)在離心力的作用下感受到很大的壓力，這種壓力的大小通常用“過載”表示。過載也稱為載荷因數(shù)，因?yàn)轱w行中，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力主要用于克服水平方向上的阻力使飛機(jī)前行，此時(shí)飛機(jī)和飛行員所承受的“過載”主要來自于垂直方向上的升力，所以航空上的過載一般指升力與重力的比值，用重力加速度符號g表示。

飛機(jī)平飛時(shí)受力分析圖

飛機(jī)平飛時(shí)，升力等于重力，推力等于阻力，此時(shí)的過載即為1g。當(dāng)飛機(jī)做筋斗機(jī)動(dòng)時(shí)，過載約有5～6g。過載的大小表明機(jī)體受載的嚴(yán)重程度，飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)只有足夠堅(jiān)固才能承受較大的過載。而飛機(jī)能夠承受的過載越大，也意味著它有著良好的氣動(dòng)性和發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

?殲16倒飛釋放干擾彈

當(dāng)然，飛機(jī)特別是戰(zhàn)斗機(jī)的真實(shí)機(jī)動(dòng)常常是加減速、上升、轉(zhuǎn)彎等操作同時(shí)進(jìn)行的復(fù)雜過程，飛機(jī)機(jī)動(dòng)性能優(yōu)劣與否更需要綜合分析比較才能得出結(jié)論。

看過精彩的飛行表演，你對其是否有了新認(rèn)識？現(xiàn)在，因技術(shù)等因素限制，還有許多動(dòng)作我們難以完成。未來，等待你的突破！

（責(zé)任編輯 / 陳琛? 美術(shù)編輯 / 胡美巖）