前面的訓(xùn)練讓我們在空中盡情飛了個夠,通過各種基本動作和機(jī)動動作的訓(xùn)練,對如何掌控飛機(jī)有了初步了解,對飛機(jī)的性能及安全邊界有了初步認(rèn)識;通過低空參照地標(biāo)飛行的訓(xùn)練,則初步認(rèn)識了飛機(jī)與地面的相互關(guān)系及如何保持與修正。在此基礎(chǔ)上,本節(jié)課開始學(xué)習(xí)如何駕駛飛機(jī)離開和回到地面。
在模擬飛行中,因為沒有真實動態(tài)的情景和需要承擔(dān)的后果,起飛、降落科目并不難,如果不改變“簡單”模式的設(shè)置,即使飛機(jī)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(xùn)練,將之前訓(xùn)練的小速度飛行、爬升、下降、轉(zhuǎn)彎等動作應(yīng)用其中,加上與跑道的相對位置和高度的觀察,要求初學(xué)者判斷更及時、操縱更精準(zhǔn)。
進(jìn)入模擬飛行,其他設(shè)置不變,選擇一個機(jī)場的某條跑道,進(jìn)入后就直接到達(dá)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(jī)就會起飛離地。而實際上起飛并沒有那么簡單,如果在設(shè)置中把“自動尾舵”關(guān)掉,就會發(fā)現(xiàn)飛機(jī)總是往左偏(單發(fā)右旋螺旋槳飛機(jī))。這是什么原因呢?那就不得不說到飛機(jī)的螺旋槳效應(yīng)了。螺旋槳是飛機(jī)的重要部件,它把發(fā)動機(jī)的力量通過旋轉(zhuǎn)的方式與空氣進(jìn)行相互作用,轉(zhuǎn)化成對飛機(jī)的推力或拉力,產(chǎn)生前進(jìn)速度。但螺旋槳的旋轉(zhuǎn)也會對飛機(jī)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(zhuǎn)(飛行員視角)的螺旋槳,會給飛機(jī)機(jī)身帶來一個逆時針向左旋轉(zhuǎn)的反作用力矩。雖然現(xiàn)代飛機(jī)已經(jīng)通過將發(fā)動機(jī)偏移的方式來補償?shù)窒ぞ氐淖饔茫a償量是按照巡航速度時發(fā)動機(jī)輸出的扭矩來設(shè)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(jī)的左側(cè)輪胎與地面產(chǎn)生更多的摩擦力,并使飛機(jī)左轉(zhuǎn)。當(dāng)飛機(jī)離開地面后,這個摩擦力導(dǎo)致的左轉(zhuǎn)趨勢就會消失。



第二個是“滑流扭轉(zhuǎn)效應(yīng)”。在速度較低且發(fā)動機(jī)處于大功率的狀態(tài)下,高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳會推動空氣呈螺旋形圍繞機(jī)身順時針旋轉(zhuǎn)并向后流動。當(dāng)氣流到達(dá)機(jī)尾時,會打在垂直尾翼的左側(cè)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(dǎo)致飛機(jī)整體圍繞立軸向左旋轉(zhuǎn)。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(yīng)”。從帶桿抬前輪建立大仰角開始,飛機(jī)就處于大迎角狀態(tài),此時螺旋槳的旋轉(zhuǎn)平面并不與前進(jìn)方向垂直,而是會仰起一個角度,導(dǎo)致右側(cè)旋轉(zhuǎn)下行的螺旋槳所劃過的距離大于左側(cè)旋轉(zhuǎn)上行的螺旋槳。從升力(推力)產(chǎn)生的原因來分析,右側(cè)螺旋槳的迎角大于左側(cè),即右側(cè)產(chǎn)生的推力大于左側(cè),從而導(dǎo)致飛機(jī)整體向左偏轉(zhuǎn)。
第四個是“陀螺效應(yīng)”或稱“陀螺的進(jìn)動”,即高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳就如同一個陀螺,當(dāng)對垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的方向施加一個力,其產(chǎn)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(jī)而言,當(dāng)起飛向后帶桿的瞬間,仰頭力矩會讓右旋螺旋槳產(chǎn)生向右偏轉(zhuǎn)的趨勢,但它只在俯仰變化的很短時間內(nèi)發(fā)生,并不明顯,不足以抵消前幾個效應(yīng)的左轉(zhuǎn)趨勢。如果是老式的后三點式飛機(jī),起飛時可能需要一個向前迎桿改平機(jī)頭的動作,此時低頭力矩會讓螺旋槳產(chǎn)生左偏趨勢,從而加劇飛機(jī)整體的左轉(zhuǎn)趨勢。
綜合上述幾個效應(yīng),飛機(jī)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(jī)的左轉(zhuǎn)趨勢。
若對起飛過程進(jìn)行細(xì)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(jī)坪滑行到跑道的過程,直接選擇
機(jī)場、跑道起飛位置,例如選擇首都機(jī)場ZBAA,然后選擇19L,就可以讓飛機(jī)直接停在T3 航站樓東側(cè)的向南起飛跑道上。
接下來調(diào)整好視野,確認(rèn)高度表設(shè)置正確,襟翼放置在起飛位(1格10°),松開剎車,柔和但持續(xù)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(jī)的左轉(zhuǎn)趨勢,而且教員都會強(qiáng)調(diào)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(zhuǎn)效應(yīng),會讓瞬間左轉(zhuǎn)力矩增加過大。如果飛機(jī)處在較窄的跑道上,很容易導(dǎo)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(diào)整右舵的量來修正滑跑方向的變化。根據(jù)我本人的經(jīng)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(tài)的舵面效應(yīng)較差,從一開始就要蹬較多的右舵進(jìn)行修正。隨著滑跑速度增加,反作用力矩和滑流扭轉(zhuǎn)效應(yīng)相對減弱,同時方向舵右舵修正的效應(yīng)會逐漸增強(qiáng),因而起飛后可以適當(dāng)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(zhǔn)確,因此難以直觀感受到右舵修正量的大小是否合適。
當(dāng)速度增加到55節(jié),就可以柔和地向后帶桿抬前輪,待速度繼續(xù)增加到65節(jié)左右飛機(jī)會抬頭自然離開地面。這時應(yīng)當(dāng)在保持不帶坡度的情況下建立10°~15°的爬升仰角,讓飛機(jī)保持Vy 最佳爬升率速度進(jìn)入爬升階段。通常在開始穩(wěn)定爬升后,有可收放起落架的飛機(jī)應(yīng)先將起落架收起,以減小爬升阻力。待飛機(jī)到達(dá)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(jìn)行,因為這樣會改變機(jī)翼形狀、面積和迎角,進(jìn)而改變飛機(jī)的升力、阻力和失速速度,有可能導(dǎo)致飛機(jī)在低速、低高度狀態(tài)下進(jìn)入失速。
繼續(xù)修正姿態(tài)和航向、保持Vy速度,爬升到500英尺。如果是本場訓(xùn)練,就可以做一轉(zhuǎn)彎了,起飛階段完成。在整個爬升過程中,由于飛機(jī)速度較低仰角較大,螺旋槳效應(yīng)雖然比滑跑起飛階段小,但仍舊存在,因此要把航向飛準(zhǔn)確,就要保持稍蹬一點右舵,直到最終爬升結(jié)束。

起落航線是設(shè)計用來讓飛機(jī)有序進(jìn)出機(jī)場、確保空中交通安全的,也用于本場的訓(xùn)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(jìn)近),其他分別是二邊(側(cè)風(fēng)邊)、三邊(順風(fēng)邊)、四邊(進(jìn)場邊)。此外,還有一條大家不太熟悉的邊,被稱為逆風(fēng)邊或迎風(fēng)邊,它與跑道平行在起落航線外側(cè)。
其用途是,如果正在五邊降落的飛機(jī)突然遇到跑道入侵等突發(fā)情況而無法降落時,需要立即復(fù)飛爬升并加入逆風(fēng)邊,以避免沖突確保安全。
每個機(jī)場都有自己規(guī)定的起落航線,若沒有說明,默認(rèn)通常為左起落航線。如果實際情況有變,可以通過每個機(jī)場的運行手冊或在航圖上找到有關(guān)說明。
普通小飛機(jī)進(jìn)行飛行訓(xùn)練時,起飛后通常建立Vy 速度爬升到500英尺高度進(jìn)行第一個90°的轉(zhuǎn)彎,即一轉(zhuǎn)彎。然后沿二邊繼續(xù)爬升,二邊的長度一般為1.5~2千米,當(dāng)飛機(jī)到達(dá)二轉(zhuǎn)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(zhuǎn)彎,邊改平飛增速,根據(jù)需要還可以調(diào)節(jié)調(diào)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(jī)可以開始減速、放初始襟翼(Cessna 172通常減速到95節(jié)以下,或空速表指針進(jìn)入白色弧線范圍內(nèi),放10°襟翼),有可收放起落架的飛機(jī)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(zhuǎn)向四邊,三轉(zhuǎn)彎的位置在起落航線訓(xùn)練中非常重要,判斷方法是飛行員應(yīng)當(dāng)向自己斜后方觀察,當(dāng)自己飛機(jī)的位置與跑道頭呈45°角時,可以開始向塔臺報告并進(jìn)行三轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎的同時,開始收油門進(jìn)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(jī)在進(jìn)入四轉(zhuǎn)彎時有合適的高度和速度,四邊過程中的主要任務(wù)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(jī)在四轉(zhuǎn)彎點的高度應(yīng)在100~170米內(nèi),為便于記憶,訓(xùn)練時通常取150 米(500英尺),因此四邊上的下降率應(yīng)保持在約500英尺/分,速度通常應(yīng)保持在飛機(jī)失速速度Vs0的1.4倍以上。接近四轉(zhuǎn)彎時,通過觀察飛機(jī)與跑道的夾角來判斷四轉(zhuǎn)彎的時機(jī),對于65 節(jié)速度、轉(zhuǎn)彎坡度20°,轉(zhuǎn)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(xùn)練積累的經(jīng)驗來判斷開始轉(zhuǎn)彎的時機(jī)。轉(zhuǎn)彎過程中,可以通過判斷飛機(jī)位置與跑道延長線的相對關(guān)系,改變飛機(jī)轉(zhuǎn)彎坡度的大小來調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑,目標(biāo)是讓飛機(jī)能夠盡快對正跑道。切忌在四轉(zhuǎn)彎過程中坡度過大,因為此時飛機(jī)正處于小功率、小速度狀態(tài),如果再無意間仰頭導(dǎo)致速度過小,就有可能進(jìn)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(jìn)入螺旋就很難有機(jī)會改出。

此外,很多人總是不自覺地提早做四轉(zhuǎn)彎,認(rèn)為轉(zhuǎn)得早距離近、坡度小更安全。但這樣會產(chǎn)生另一個問題,就是要花很長時間和距離才能結(jié)束轉(zhuǎn)彎對正跑道,使最終五邊的距離變短,減少了判斷下滑角、調(diào)整飛機(jī)速度姿態(tài)的時間。也許這對經(jīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)彎進(jìn)入下滑時就已經(jīng)開始了,維持好穩(wěn)定的姿態(tài)和下降率讓飛機(jī)在四轉(zhuǎn)彎時保持合適的高度和速度,是能夠順利降落的基礎(chǔ)。四轉(zhuǎn)彎結(jié)束后,飛機(jī)對正跑道進(jìn)入五邊下滑,此時飛行員應(yīng)看向跑道頭的瞄準(zhǔn)點。讓飛機(jī)保持穩(wěn)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(fā)現(xiàn)下滑角變小,飛機(jī)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(fā)現(xiàn)飛機(jī)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(jié)為一句話就是:油門控制高低,俯仰控制速度。大多數(shù)初學(xué)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(nèi)減小下降率,但同時會讓飛機(jī)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(jī)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(jìn)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(zhǔn)點,確認(rèn)能夠進(jìn)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(zhuǎn)平飄:柔和帶桿增加仰角以減小下降率,隨著機(jī)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(cè)方來判斷飛機(jī)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(jī)姿態(tài)等待速度進(jìn)一步減小,一旦感覺到下降就再略帶桿,直到飛機(jī)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(dǎo)致機(jī)頭下俯,有前起落架先接地的風(fēng)險。只要失速報警沒響,就可以保持住平飄等待飛機(jī)自己下降,桿還可以再向后多帶一點,直到飛機(jī)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(jī)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(xù)訓(xùn)練,可以在滑跑中將襟翼收回起飛位,加滿油門,飛機(jī)很快就能再次直接起飛離地,繼續(xù)下一個起落的訓(xùn)練。
整個改平飛的動作是飛機(jī)能夠安全降落的關(guān)鍵,但由于不同型號飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能都有所不同,因此即便是經(jīng)驗豐富的老飛行員,換一架新型號的飛機(jī)時也需要多練幾遍起落航線。特別是下滑轉(zhuǎn)平飄的過程,包括開始時機(jī)、帶桿速率、力度、平飄高度等,只能通過多次練習(xí)來熟悉并飛精確。真實飛行中,一旦熟悉了機(jī)型,能夠準(zhǔn)確控制讓飛機(jī)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(xí)降落時目視判斷高度的細(xì)微差異與落地的輕重聯(lián)系起來,因此也無法體會到這種樂趣。所以對于學(xué)習(xí)模擬飛行的愛好者,有機(jī)會還是要到真實世界中去體驗一下自己駕駛飛機(jī),讓身體真切地感受重力、反作用力、摩擦力、桿舵力、風(fēng)力,這樣才能獲得更多的樂趣,并對駕駛技能的領(lǐng)悟、提高有所幫助。
