滑翔机

张　考

(续上期)

滑翔机怎样滑翔

当滑翔机用以上的起飞方法达到一定的高度后就开始滑翔飞行。这时滑翔机沿着一条稍微向下倾斜的路线徐徐前进。它不可能保持住原来的高度，只能越飞越低(如果遇不到上升气流)。但是它的下沉速度(每秒钟下降的公尺数)并不大，一般，初级滑翔机为1.4公尺/秒左右，高级滑翔机为0.6公尺/秒左右。所以滑翔机并不是一下子就落到地上。例如高级滑翔机，如果从100公尺高处开始下滑，可以在空中滑翔三分钟。

滑翔机为什么会沿着一条稍微向下倾斜的路线前进呢？

我们如果把一个木块举到一定的高度，放手后木块一定垂直落下，直到地面，一点也不会前进。但是如果将木块放在倾斜一定角度的木板上，木块就会沿着斜板滑下(图8)。是什么力量使它前进呢？很明显是木块本身的重力在斜板方向的分力G1克服了木块与斜板间的摩擦力，于是木块才等速前进。但是有一点应当特别注意：木块重力的另一分力G2让斜板的支持力平衡了，如果没有斜板的支持，就像前边讲的那样，木块就会垂直落到地面上。

图8

滑翔机滑翔的原理和木块在斜板上下滑的原理很相似。首先是因为滑翔机的机翼产生的举力支持了滑翔机重力的分力G2(图9)。滑翔机重力的另一分力G1用来克服它在空气中的阻力，所以就会等速前进(稍向下)。

图9

很明显木块与斜板间的摩擦越小，斜板的斜度就可以越小，也就是木块可以沿着更平的路线前进。同样，滑翔机在空气中的阻力越小，滑翔机就可以沿着更平的路线前进。所以高级滑翔机的外形总是很流线的，表面总是很光滑的。一般高级滑翔机前进路线的斜度在1∶25左右，也就是说滑翔机可以从一公里的高处滑翔25公里的水平距离(见图10)。这一斜度叫做“滑翔比”，是滑翔机的一项重要性能。

图10高级滑翔机从1公里的高处可以滑翔25公里远

也许有人问：不花费任何燃料，滑翔机就能飞得很远，那么能量是从哪里来的呢？可以这样说，如果没有上升气流，滑翔机是利用位能飞行的。这位能是起飞时借助外力得到的。

滑翔机怎样翱翔

滑翔机在完全没有垂直流动的大气里滑翔时，就像上边所讲的那样从一定的高度越飞越低。可是大气的下层经常存在着垂直于地面的向上或向下的流动，即所谓上升气流或下降气流。在大自然里有些生物早就发现了这一秘密并且成功地利用了它。鹰在这方面的本领很大。我们常看到它翅膀一点不搧动就能在天空盘旋，有时保持一定的高度，有时却越转越高。当它得到足够的高度以后就离开上升气流区靠滑翔奔向自己的目标。可以说鹰是靠上升气流“吃饭”的一种鸟，没有上升气流它飞不了多远。蒲公英的种子、柳树的种子利用上升气流可以飞到很远的地方去。

滑翔机在上升气流里也会像鹰那样保持一定的高度或越飞越高。这种飞行就叫做翱翔。有经验的驾驶员驾驶着滑翔机从这块上升气流转到那块上升气流，可以连续飞行几十小时、几百公里的距离，上万公尺的高度。我们从1952年“国际航空联合会”公布的男子单座滑翔机飞行的世界纪录，就可知道滑翔机的飞行本领的优越了。例如留空时间为56小时零15分；直线距离为861.272公里；飞行高度为12，832公尺。

以上的数字是很使人惊异的，试想没有发动机的飞机居然能持续飞行二个半昼夜、八百多公里远或一万二千多公尺高，这说明上升气流的作用是多么大了。大家一定想知道上升气流是怎样产生的。

太阳照在大地上，大地就要吸收太阳的热能增加自己的温度。但是由于地面上各处的土质和覆盖物不同，温度也不同。温度高的地面上空气的温度高，比重小，因此向上流动。温度低的地面上空气的温度低、比重大，因此下降，并水平流动到高温度的地面上去补充刚刚向上跑去的空气(图11)。这种由温度的差别引起的上升气流称为热上升气流。积云的下面常是热上升气流汇聚的地方(图12)。

图11热上升气流的产生

图12高级滑翔机在积云下边的上升气流中翱翔的情况

空气垂直地流动也可以由地形的高低和空气的水平流动引起。如图13所示，当风吹向山坡时，自然会转向上流，绕过山坡。而在山坡背风的一面气流会向下或水平流动。这种因地形引起的上升气流称为地形上升气流。滑翔机在山坡迎风的一面起飞就可以利用这种气流飞高。如果控制滑翔机老是在山坡迎风的一面盘旋就会飞行很长的时间。

图13地形上升气流的产生

热上升气流是太阳加热地面上的空气所引起的，地形上升气流是水平风流过山坡时所引起的。而水平风的产生实际上也和太阳的作用分不开。因此，滑翔机飞行几十小时、几百公里远或上万公尺高实际上是利用了太阳能。

动力滑翔机的飞行

以上所谈的起飞、滑翔和翱翔都是对没有发动机的一般滑翔机而言的。至于有发动机的动力滑翔机(图1－d)是怎样飞行的呢？动力滑翔机的飞行仍然包括利用位能的滑翔和在上升气流里利用太阳能的翱翔。它所带的小发动机只能在短时间内应用。一般滑翔机在找不到上升气流时很快就滑翔到地面。动力滑翔机就可以在这时开动它的小发动机保持滑翔机平飞，必要时还可以缓慢地爬升。当它找到上升气流后就把发动机关闭。一般滑翔机在完成某项飞行任务，返回机场的途中如果高度不够，又没有上升气流帮忙或者遇到了下降气流，这时它就飞不到机场，必须强迫降落在机场外边，甚至有时连选择一块比较安全的地方都不可能，而动力滑翔机在这时就可以开动小发动机，保持平飞，选择较好的场地降落或飞回机场。上边讲过一般滑翔机的起飞必须借助外力，而动力滑翔机可以自己起飞。这样它虽然也花费一些燃料，但要比飞机牵引经济得多，起飞所用的时间也少。这会提高飞行训练的效率。也有这样的动力滑翔机它的发动机因为马力太小不可能使它从地面上飞起来。但是如果借助简单的起飞设备(如弹射或汽车牵引)使它离开地面，发动机可以使它缓慢地爬升而得到需要的高度。

因为在大部分飞行过程中，不用发动机，所以动力滑翔机的螺旋桨多设计成可以在不用时收藏起来的。这是为了减少阻力。

动力滑翔机因为具有上述几个优点，所以是目前滑翔机的发展方向。

滑翔机的用途

目前滑翔机的主要用途有两方面：训练飞机驾驶员及开展滑翔运动。

训练飞机驾驶员有两种方法。一种是直接用初级教练机(飞机)训练，另一种是先用滑翔机训练然后通过初级教练机掌握飞机的驾驶。后一种方法比较经济。因为燃料消耗较少，成本比飞机低，损坏后比飞机容易修理，目前各国都广泛地用滑翔机做飞机驾驶员的初步训练。

滑翔运动和跳伞、航海、射击等同属于国防体育运动。滑翔运动在社会主义国家里很受重视。我国很多城市设立了航空俱乐部，很多业余的航空爱好者在里边学习滑翔技术，当需要的时候他们可以很快地掌握飞机的驾驶担当起保卫祖国领空的责任。

我国的滑翔机制造工业虽然还很年轻，但已能成批生产从初级到高级各种型式的滑翔机。我国自己设计的双座教练滑翔机也已试飞成功，这些成就对我国今后更广泛地开展滑翔运动创造了良好的条件。(续完)