每日快看:【趣聊航空】艦載機是如何在艦面轉彎的?

        科普中國-軍事科技 2023-03-10 11:42:51

        趣聊航空


        【資料圖】

        艦面上停滿了各式艦載機,顯得霸氣又威武。如此擁擠的狀態,感覺轉個身都難,更別提準確??苛?。

        現實卻是艦載機個個閑庭信步,悠然自得地在艦面穿梭。那么問題來了,艦載機是如何在艦面轉彎的呢?

        有人說了,沒見過艦載機艦面轉彎,總該見過三輪車轉彎吧。你別說,道理還真差不太多。艦載機地面轉彎主要的方式就是前輪偏轉控制。只不過飛行員是通過蹬腳蹬來控制前輪偏轉的。

        前輪偏轉控制轉彎

        在地面滑行時飛行員蹬腳蹬,不僅方向舵偏轉,同時前輪也會隨之偏轉,偏轉角度與蹬腳蹬量成一定比例。

        艦載機直線滑行時,如果飛行員要向右轉彎,需要向右蹬腳蹬控制飛機前輪向右偏轉一定角度α。此時前輪輪軸中心的運動方向仍然是向前的,這樣就有帶動前輪相對于地面繼續向前滑動的趨勢,故地面對前輪產生向后的摩擦力F,如圖所示。將這個力正交分解:

        ①垂直于輪軸方向的力Fb形成促進前輪滾動的力矩;

        ②沿輪軸方向的力Fa對飛機重心形成向右轉動的轉彎力矩使機頭右轉;

        ③機頭右轉同時兩個主輪就會有向左運動的趨勢,所以會受到向右的側向摩擦力Fd和Ff的作用,這兩個力對飛機重心形成向左的恢復力矩。

        這樣在轉彎力矩和恢復力矩作用下,飛機就會沿著一定的轉彎半徑和轉彎角速率轉動,轉彎運動的向心力由側向摩擦力提供。前輪偏轉角增大,那么轉彎半徑減小。

        需要說明,在轉彎時艦載機運動阻力相對于直線滑行是增大的,需要適當加大油門提高發動機推力才能使艦載機以比較穩定的速度轉彎。

        艦載機前輪可控偏轉角度α很大,可達到45°,因而可以實現小半徑轉向,提高在艦面的機動能力,以適應狹小的艦面空間。

        但是我們知道三輪車轉彎太急容易翻車,那么艦載機轉彎太急會不會也“翻機”呢?

        為防止這一點,艦載機有兩方面的措施:

        一是通過控制前輪偏轉的控制率,實現小速度時,大控制率,即前輪大偏角控制;較大速度時,小控制率,即前輪小偏角;

        二是規定滑行轉彎的速度,這樣就可以減小翻機概率。

        不對稱推力轉彎

        細心的同學發現,艦載機在艦面轉彎時,兩臺發動機的尾噴口會發生變化,會變成一大一小,而且艦載機會向尾噴口大的一側轉彎,這又是怎么一回事呢?

        實際上,這叫不對稱推力轉彎。其道理是這樣的。

        當艦載機想要轉彎時,可調整兩臺發動機推力,使其大小不等,形成不對稱推力。這時兩臺發動機推力對飛機重心的力矩不僅方向不同,大小也不相同。尾噴口變小一側推力比較大,形成轉彎力矩也大。

        在轉彎力矩作用下飛機向發動機推力小的一側轉彎,此時艦載機前輪會被飛機帶著向前的同時向側向滑動。在地面對前輪的側向摩擦力和前輪穩定距作用下,前輪向轉彎方向偏轉。這樣主輪和前輪的摩擦力提供艦載機轉彎的向心力,滑行軌跡向發動機推力小的一側偏轉。

        差動剎車轉彎

        另外,艦載機還可以通過差動剎車來進行轉彎。所謂差動剎車,即控制左、右機輪剎車壓力不同,這樣地面對兩個機輪的摩擦力就不同,因而也會對艦載機的重心形成轉彎力矩。接下來的過程就和剛剛介紹的不對稱推力轉彎類似。有興趣的同學不妨自己具體分析一下過程。

        以上就是艦載機在艦面的轉彎原理,這些轉彎方式飛行員可以根據具體情況單獨使用,也可以一起使用。

        牽引轉彎

        看起來,艦載機在艦面轉彎的方式還真不少,難怪它可以在艦面閑庭信步,悠然穿梭。艦載機在艦面整齊列隊看起來需要倒車入庫,會不會和駕校科目二倒車入庫類似呢?

        倒車是不行的!整齊列隊還離不開艦面保障人員的幫忙。艦面保證人員移動艦載機的原理類似于前輪偏轉控制轉彎,通過牽引車將艦載機前輪抬起來,通過牽引車運動方向的偏轉拖動飛機實現地面靈活運動。而且這種方式獨特的地方在于可以實現準確的倒車入庫功能。

        艦載機地面轉彎原理你學會了嗎?

        審核:郁大照(海軍航空大學)

        撰稿:李 偉

        策劃:吳玉良 周堅毅 宋雅娟 肖春芳

        監制:張 翼 戰 釗

        出品:中國科協科普部 海軍航空大學 光明網

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