藏在飞行表演中的“机动”奥秘

依蔓 宋磊

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在2022年11月举办的第14届中国国际航空航天博览会上，精彩的飞行表演给人们留下了深刻印象！航展上的飞行表演动作通常来自于实际的作战经验，而在表演过程中，飞行员驾驶飞机进行各种复杂惊险的机动飞行，可以将飞机良好的机动性能完全展现出来。

飞机在一定时间内改变飞行速度、高度和方向的能力，称为飞机的机动性。在实际的空战中，优良的机动性往往也更有利于获得战斗中的优势。其中，人们把衡量飞机改变速度大小的能力，称为速度机动性；把衡量飞机由动能转换势能，迅速获取高度优势的能力，称为高度机动性；把衡量飞机改变速度方向的能力，称为方向机动性。

飞机飞行状态（速度、高度和飞行方向）随时间变化的飞行，即为机动飞行。单位时间内，飞机状态改变的范围越大，改变相同飞行状态所需时间越短，飞机的机动性能就越好。例如，在进行转弯飞行时，飞机改变相同角度飞行方向所需的时间越短，转弯半径越小，表明它在方向机动性上的性能越好。

飞机的机动飞行动作很多，在特技飞行表演中比较经典的有横滚、筋斗及令人惊叹不已的眼镜蛇机动等动作。

八机编队转弯飞行

《西游记》中孙悟空有一个绝技“翻筋斗”——一个筋斗能翻出去十万八千里。现实中，飞机也能够完成“翻筋斗”这样的高难度动作。

筋斗机动最开始出现在空战中，是飞行员摆脱敌机追击的逃逸动作，用来打对方一个措手不及。作为飞行员基础训练科目之一，筋斗大致由跃升、倒飞和俯冲等基本动作组成（现在的飞机做筋斗没有俯冲），指飞机在铅垂平面（指和水平面垂直的平面）内做轨迹近似于正圆、航迹方向改变360度的机动飞行。

飞机要完成筋斗机动，必须要有向心力，这个向心力由飞机的升力产生。做筋斗机动时，飞行员要先加大油门，尽量加大飞机的速度，同时在数秒内拉动操纵杆增加飞机迎角，使飞机跃升。在整个筋斗机动的过程中，飞行员要持续向后拉杆，并根据不同位置协调油门和具体的拉杆杆量操纵，以维持恒定的向心加速度。

在筋斗机动过程中，飞行员会在离心力的作用下感受到很大的压力，这种压力的大小通常用“过载”表示。过载也称为载荷因数，因为飞行中，发动机产生的推力主要用于克服水平方向上的阻力使飞机前行，此时飞机和飞行员所承受的“过载”主要来自于垂直方向上的升力，所以航空上的过载一般指升力与重力的比值，用重力加速度符号g表示。

飞机平飞时受力分析图

飞机平飞时，升力等于重力，推力等于阻力，此时的过载即为1g。当飞机做筋斗机动时，过载约有5～6g。过载的大小表明机体受载的严重程度，飞机的机身结构只有足够坚固才能承受较大的过载。而飞机能够承受的过载越大，也意味着它有着良好的气动性和发动机性能。

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当然，飞机特别是战斗机的真实机动常常是加减速、上升、转弯等操作同时进行的复杂过程，飞机机动性能优劣与否更需要综合分析比较才能得出结论。

看过精彩的飞行表演，你对其是否有了新认识？现在，因技术等因素限制，还有许多动作我们难以完成。未来，等待你的突破！

（责任编辑 / 陈琛  美术编辑 / 胡美岩）