前面的訓練讓我們在空中盡情飛了個夠,通過各種基本動作和機動動作的訓練,對如何掌控飛機有了初步了解,對飛機的性能及安全邊界有了初步認識;通過低空參照地標飛行的訓練,則初步認識了飛機與地面的相互關系及如何保持與修正。在此基礎上,本節課開始學習如何駕駛飛機離開和回到地面。
在模擬飛行中,因為沒有真實動態的情景和需要承擔的后果,起飛、降落科目并不難,如果不改變“簡單”模式的設置,即使飛機直接墜落在地面也不會有問題。但實際上,起飛、降落是最重要、最基本的科目,要想做好并不容易,需要大量的訓練,將之前訓練的小速度飛行、爬升、下降、轉彎等動作應用其中,加上與跑道的相對位置和高度的觀察,要求初學者判斷更及時、操縱更精準。
進入模擬飛行,其他設置不變,選擇一個機場的某條跑道,進入后就直接到達了跑道起點。如果在簡單模式下,起飛是非常容易的,只要油門加滿、速度足夠,向后一帶桿飛機就會起飛離地。而實際上起飛并沒有那么簡單,如果在設置中把“自動尾舵”關掉,就會發現飛機總是往左偏(單發右旋螺旋槳飛機)。這是什么原因呢?那就不得不說到飛機的螺旋槳效應了。螺旋槳是飛機的重要部件,它把發動機的力量通過旋轉的方式與空氣進行相互作用,轉化成對飛機的推力或拉力,產生前進速度。但螺旋槳的旋轉也會對飛機帶來其他作用。

第一個是“反作用力矩”。這很好理解,沿縱軸向右順時針旋轉(飛行員視角)的螺旋槳,會給飛機機身帶來一個逆時針向左旋轉的反作用力矩。雖然現代飛機已經通過將發動機偏移的方式來補償抵消扭矩的作用,但補償量是按照巡航速度時發動機輸出的扭矩來設計的。因此在剛開始起飛油門最大、扭矩最大時,仍然會有很明顯的反作用力矩,讓在地面上滑跑的飛機的左側輪胎與地面產生更多的摩擦力,并使飛機左轉。當飛機離開地面后,這個摩擦力導致的左轉趨勢就會消失。



第二個是“滑流扭轉效應”。在速度較低且發動機處于大功率的狀態下,高速旋轉的螺旋槳會推動空氣呈螺旋形圍繞機身順時針旋轉并向后流動。當氣流到達機尾時,會打在垂直尾翼的左側推動其向右。由于尾翼到重心的力臂較長、力矩較大,因此會明顯導致飛機整體圍繞立軸向左旋轉。隨著速度的增加,氣流更快地通過尾翼,這個力就會減小。
第三個是“不對稱載荷效應”。從帶桿抬前輪建立大仰角開始,飛機就處于大迎角狀態,此時螺旋槳的旋轉平面并不與前進方向垂直,而是會仰起一個角度,導致右側旋轉下行的螺旋槳所劃過的距離大于左側旋轉上行的螺旋槳。從升力(推力)產生的原因來分析,右側螺旋槳的迎角大于左側,即右側產生的推力大于左側,從而導致飛機整體向左偏轉。
第四個是“陀螺效應”或稱“陀螺的進動”,即高速旋轉的螺旋槳就如同一個陀螺,當對垂直于其旋轉軸的方向施加一個力,其產生的影響會改變90°(遵守右手螺旋法則)。對于實際起飛的飛機而言,當起飛向后帶桿的瞬間,仰頭力矩會讓右旋螺旋槳產生向右偏轉的趨勢,但它只在俯仰變化的很短時間內發生,并不明顯,不足以抵消前幾個效應的左轉趨勢。如果是老式的后三點式飛機,起飛時可能需要一個向前迎桿改平機頭的動作,此時低頭力矩會讓螺旋槳產生左偏趨勢,從而加劇飛機整體的左轉趨勢。
綜合上述幾個效應,飛機從加油門開始滑跑,到離地后大功率、小速度、大仰角上升階段,都要蹬右舵來矯正飛機的左轉趨勢。
若對起飛過程進行細分,可以劃分為3個階段:滑跑階段、離地階段、爬升階段。在模擬飛行中,可以省略從機坪滑行到跑道的過程,直接選擇
機場、跑道起飛位置,例如選擇首都機場ZBAA,然后選擇19L,就可以讓飛機直接停在T3 航站樓東側的向南起飛跑道上。
接下來調整好視野,確認高度表設置正確,襟翼放置在起飛位(1格10°),松開剎車,柔和但持續地將油門加滿。真實飛行中,從開始加油門就要提前蹬右舵修正飛機的左轉趨勢,而且教員都會強調不要動作過猛地直接推滿油門,因為上面提到的螺旋槳反作用力矩和滑流扭轉效應,會讓瞬間左轉力矩增加過大。如果飛機處在較窄的跑道上,很容易導致還來不及修正就向跑道外偏出。
隨著速度的增加,要注意調整右舵的量來修正滑跑方向的變化。根據我本人的經驗,這個過程在“模擬飛行X”中對真實情況模擬得并不夠好。真實飛行中,由于低速狀態的舵面效應較差,從一開始就要蹬較多的右舵進行修正。隨著滑跑速度增加,反作用力矩和滑流扭轉效應相對減弱,同時方向舵右舵修正的效應會逐漸增強,因而起飛后可以適當減少右舵量。但在模擬飛行的起飛中,由于缺少力回饋,或即便有力回饋但算法并不準確,因此難以直觀感受到右舵修正量的大小是否合適。
當速度增加到55節,就可以柔和地向后帶桿抬前輪,待速度繼續增加到65節左右飛機會抬頭自然離開地面。這時應當在保持不帶坡度的情況下建立10°~15°的爬升仰角,讓飛機保持Vy 最佳爬升率速度進入爬升階段。通常在開始穩定爬升后,有可收放起落架的飛機應先將起落架收起,以減小爬升阻力。待飛機到達一定高度后,Cessna172通常為300英尺(100米)以上,再將襟翼收回。襟翼的收放盡量不要在低高度進行,因為這樣會改變機翼形狀、面積和迎角,進而改變飛機的升力、阻力和失速速度,有可能導致飛機在低速、低高度狀態下進入失速。
繼續修正姿態和航向、保持Vy速度,爬升到500英尺。如果是本場訓練,就可以做一轉彎了,起飛階段完成。在整個爬升過程中,由于飛機速度較低仰角較大,螺旋槳效應雖然比滑跑起飛階段小,但仍舊存在,因此要把航向飛準確,就要保持稍蹬一點右舵,直到最終爬升結束。

起落航線是設計用來讓飛機有序進出機場、確保空中交通安全的,也用于本場的訓練飛行。起落航線通常為一個矩形,矩形本該有四條邊,但跑道將矩形的一條邊分為了起飛的一邊(Departure 起飛離場)和降落的五邊(Final 著陸進近),其他分別是二邊(側風邊)、三邊(順風邊)、四邊(進場邊)。此外,還有一條大家不太熟悉的邊,被稱為逆風邊或迎風邊,它與跑道平行在起落航線外側。
其用途是,如果正在五邊降落的飛機突然遇到跑道入侵等突發情況而無法降落時,需要立即復飛爬升并加入逆風邊,以避免沖突確保安全。
每個機場都有自己規定的起落航線,若沒有說明,默認通常為左起落航線。如果實際情況有變,可以通過每個機場的運行手冊或在航圖上找到有關說明。
普通小飛機進行飛行訓練時,起飛后通常建立Vy 速度爬升到500英尺高度進行第一個90°的轉彎,即一轉彎。然后沿二邊繼續爬升,二邊的長度一般為1.5~2千米,當飛機到達二轉彎前后,通常能爬升到起落航線的1000英尺(300米)高度,這時可以邊做二轉彎,邊改平飛增速,根據需要還可以調節調整片。在三邊上只要保持好航向和高度即可,等正切跑道頭后,有的飛機可以開始減速、放初始襟翼(Cessna 172通常減速到95節以下,或空速表指針進入白色弧線范圍內,放10°襟翼),有可收放起落架的飛機可以放下起落架。襟翼放出后,可能需要稍頂桿減小仰角,以保持速度。接下來從三邊轉向四邊,三轉彎的位置在起落航線訓練中非常重要,判斷方法是飛行員應當向自己斜后方觀察,當自己飛機的位置與跑道頭呈45°角時,可以開始向塔臺報告并進行三轉彎。轉彎的同時,開始收油門進入下滑。


在四邊下滑的中后段,可以放下第二檔襟翼,但阻力的增大可能要補一些油門來保持下降率不致過大,再增大一點俯角以保持速度不致過小。為了讓飛機在進入四轉彎時有合適的高度和速度,四邊過程中的主要任務是保持好速度和下降率。按照通常五邊2000米的長度、3°~5°的下滑角來計算,飛機在四轉彎點的高度應在100~170米內,為便于記憶,訓練時通常取150 米(500英尺),因此四邊上的下降率應保持在約500英尺/分,速度通常應保持在飛機失速速度Vs0的1.4倍以上。接近四轉彎時,通過觀察飛機與跑道的夾角來判斷四轉彎的時機,對于65 節速度、轉彎坡度20°,轉彎半徑約為300米,夾角約8.5°,用肉眼難以精確測量,飛行員只能憑訓練積累的經驗來判斷開始轉彎的時機。轉彎過程中,可以通過判斷飛機位置與跑道延長線的相對關系,改變飛機轉彎坡度的大小來調整轉彎半徑,目標是讓飛機能夠盡快對正跑道。切忌在四轉彎過程中坡度過大,因為此時飛機正處于小功率、小速度狀態,如果再無意間仰頭導致速度過小,就有可能進入失速、螺旋,即前面課程中講到過的危險情況。而此時距地面高度較低,一旦進入螺旋就很難有機會改出。

此外,很多人總是不自覺地提早做四轉彎,認為轉得早距離近、坡度小更安全。但這樣會產生另一個問題,就是要花很長時間和距離才能結束轉彎對正跑道,使最終五邊的距離變短,減少了判斷下滑角、調整飛機速度姿態的時間。也許這對經驗豐富的老手來說問題不大,但新飛行員往往會因此被自己搞得手忙腳亂。
降落分為下滑階段、轉平飄階段和接地滑跑階段,總的來說是一個速度高度(即能量)不斷消耗減小的過程。

降落的下滑階段其實從三轉彎進入下滑時就已經開始了,維持好穩定的姿態和下降率讓飛機在四轉彎時保持合適的高度和速度,是能夠順利降落的基礎。四轉彎結束后,飛機對正跑道進入五邊下滑,此時飛行員應看向跑道頭的瞄準點。讓飛機保持穩定的下滑角(或稱高距比)和速度,沿一條想象的下滑線下滑,通常的下滑角為3 °~5°。如果發現下滑角變小,飛機低于下滑線,則加油門以減小下降率,反之如果高于下滑線,則減油門以增加下降率;如果發現飛機速度變小,則略迎桿低頭減小仰角以增加速度,反之則略帶桿抬頭增加仰角以減小速度。總結為一句話就是:油門控制高低,俯仰控制速度。大多數初學者在遇到高度低于下滑線的情況時,往往會不自覺地帶桿抬頭,這樣雖然會短時間內減小下降率,但同時會讓飛機速度變小。按照升力公式,速度減小后升力減小,下降率就會增大,飛機仍舊不會回到正常的下滑線上,甚至有接近失速的危險,因而一定要避免這種錯誤的方法。

在即將進入跑道前,最后檢查一遍空速表指示的速度大小是否在正常范圍,然后看向跑道上的瞄準點,確認能夠進入跑道后,柔和地收光油門。在距地面3~5米高度開始做下滑轉平飄:柔和帶桿增加仰角以減小下降率,隨著機頭抬起,目光同時逐漸抬起看向跑道前方,用余光觀察跑道側方來判斷飛機的高度和下降率。至距地面1米以下改平飛(或稱平飄),然后保持住飛機姿態等待速度進一步減小,一旦感覺到下降就再略帶桿,直到飛機以很小的下降率自然接地。平飄時,如果目測感覺偏高一點也不要推桿或松桿,這會導致機頭下俯,有前起落架先接地的風險。只要失速報警沒響,就可以保持住平飄等待飛機自己下降,桿還可以再向后多帶一點,直到飛機以很小的下降率下降至主輪接地。
只要不是短跑道,接地后的滑跑階段可以先帶住桿,不要急于把機頭前起落架放下,直到速度自然減小使升力不足以支持重力,前輪會自然接地。如果要連續訓練,可以在滑跑中將襟翼收回起飛位,加滿油門,飛機很快就能再次直接起飛離地,繼續下一個起落的訓練。
整個改平飛的動作是飛機能夠安全降落的關鍵,但由于不同型號飛機的結構、性能都有所不同,因此即便是經驗豐富的老飛行員,換一架新型號的飛機時也需要多練幾遍起落航線。特別是下滑轉平飄的過程,包括開始時機、帶桿速率、力度、平飄高度等,只能通過多次練習來熟悉并飛精確。真實飛行中,一旦熟悉了機型,能夠準確控制讓飛機平滑落地,甚至做到在接地時幾乎感覺不到有任何顛簸或扭動,那是非常愜意的一件事情。在模擬飛行中,由于無法切身感受重力和接地時的反作用力大小,也就無法將每一次練習降落時目視判斷高度的細微差異與落地的輕重聯系起來,因此也無法體會到這種樂趣。所以對于學習模擬飛行的愛好者,有機會還是要到真實世界中去體驗一下自己駕駛飛機,讓身體真切地感受重力、反作用力、摩擦力、桿舵力、風力,這樣才能獲得更多的樂趣,并對駕駛技能的領悟、提高有所幫助。
