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在家学飞行(6)

2024-08-31吴熹

航空世界 2024年6期

在此前的训练中,我们已经掌握了平飞、上升、下降、转弯等4个基本操纵,并学习了慢飞、失速、螺旋等科目。通过这些科目,一方面可以了解飞机的原理与特性,另一方面也能熟悉掌握使用杆、舵及调整片等操纵装置来控制飞机。这些科目让飞行员专注于对飞机操纵的熟悉,与外界的关系只涉及天地线。但在参照地标机动飞行的训练中,将更多涉及与外部世界的联系,包括与地面上物体以及风的相对关系,这就要求飞行员不能将全部精力都放在对飞机操纵装置的使用上,而是要不断投入精力观察天地线、地面参照物,并判断风的情况,然后根据判断将此前学习的4种基本飞行动作组合起来,使用杆、舵和油门等持续不断地对飞机的姿态、位置和高度进行调整,有效地对飞机相对地面的飞行航迹进行精准控制。因此,参照地标机动飞行主要是要训练飞行员的注意力分配能力、时机把握能力和及时协调飞行能力。

参照地标飞行

当飞机飞入云端,在几千米乃至上万米高空长途飞行时,是不需要参照地标飞行的,现在一般使用GPS等导航技术就可以轻松完成。但对于飞行员来讲,在低空通过目视参照地标飞行还是必须掌握的基本功。这里提到的低空通常是指距离地面1000英尺(约300米)以下,但不低于600英尺(约180米)的高度。最低高度限制一方面是为了保障飞行安全,另外也有法规要求:在非人口稠密区高度不得低于500英尺(约150米)。

学习参照地标飞行的目的,是训练飞行员如何准确形成飞机与指定参照物之间的空间关系,并始终保持一条符合要求的地面轨迹。为达到此要求,飞行员要在同一时间对飞机状态、预设航迹上的参考点以及自然地平线三者进行比较评估。在实施参照地标飞行时,视觉是人体上调动最充分的感官,飞行员要不断观察飞机内外的各项参考来进行判断。不过,其他感官也会从各个层面参与进来。例如,触觉可以提供一种有形反馈,让飞行员感受到在操纵杆上需要使用多大的杆力才能克服飞机操纵面上的气动力。此外,调动听觉也可以感受发动机功率的大小和变化。

由于既要观察外面的地标、飞机与地标的相对位置关系、飞机自身的姿态,也要查看飞机内部的各个仪表,因此飞行员必须学会合理地分配注意力。首先,要熟悉每块仪表的位置和数据,提高辨识仪表数据的速度;其次,要能将注意力快速转换到外部,观察地标的位置、判断飞机与地标的相对位置关系,再根据飞机自身的姿态做出是否对某些参数调整或保持的判断。这个快速转换注意力的过程要在训练中不断循环重复,提高熟练度,对于某些状态和条件培养出条件反射,即一看到某些情景或数据,不需要思考就能做出相应的操作进行调整。

风的影响

风是对飞行影响最大的自然现象,在现实中无风的天气并不多见。普通人对一般较小的风并不会太在意,而飞行员则要时刻考虑风对飞行的影响。

在风中飞行与在河流中行船类似。当船在水中顺水前进会被加速,逆水前进则会被减速;而当船要从一侧穿越河流到另一侧时,如果不修正河水流动带来的影响,船就会被水流带到下游去。风就如同空中的水流,飞机在风中的飞行也是同样的道理,顺风使地速增加、逆风使地速降低,侧风使航线偏离。因此必须对侧风的影响做出修正,才能让飞机按照计划好的航线飞行。

我们可以在模拟飞行中尝试加入风的因素,先感受不对风进行修正的效果是什么样子。

还是进入自由模式,点击进入右边的第三项“当前气象”,选择最下面的“自定义气象”,只对右下方的风速和风向进行设置:将风速设为中等的16节,为简单起见将风向调整为0。(正北风)。这里还有一个“高级气象”选项,可以对阵风等进行更详细的设置,在此不做详述,感兴趣的读者可以自行研究。

设置好以后,连续点击“确定”返回,再点击“飞行”进入训练。将航向对正风的来向逆风飞行,使用快捷键“shift+3”调出GPS,可以看到地速,将其与仪表的空速进行对比就能发现,飞机的空速大于地速,两者的差约等于风速。如果掉转机头向相反的顺风方向飞行,空速不变,地速则会变大,约等于空速加上风速。如果改变航向,向东90。或向西270。侧风飞行,仍保持空速不变,会发现地速稍有增加,飞机的实际地面航迹方向发生改变,会向下风侧发生偏离。

那么如何修正侧风的影响呢?总的来说,就是把飞机的航向转向风的来向,以抵消侧风对其的影响。一种方法是精确计算偏流修正角来进行修正,通常用于长距离目视转场飞行的领航计算。而对于低空参考地标飞行,则无须进行精确计算,只要按照经验数据调整和目视判断与地面参照物的关系即可。例如在直线飞行中,如果空速是100节,侧风分量为10节(约5米/秒),那么就向侧风来向改变航向约6。;如果侧风分量加大到20节(约10米/秒),则要向侧风来向改变航向约12。。

直线飞行时修正侧风相对容易,转弯或盘旋时则要稍微复杂些。在无风条件下,只需在转弯过程中保持好坡度就可以做到固定半径转弯;但在有风时,如果还保持坡度不变,飞机就会被风吹着不断向下风方向移动。为避免飞机被风吹走,就要在转弯盘旋中修正偏流。总得来说,在顺风时让飞机加大坡度尽快转弯,以免被风吹得太远;在逆风时减小坡度,多飞一些时间以补偿被风消耗的速度。例如,飞机保持90节的速度,风速为10节,要想保持以2000英尺的半径盘旋,经计算,在顺风时的最大坡度应为24。,在逆风时的最小坡度为16。。而在同样的速度和风速下,要想保持以1000英尺的半径盘旋,在顺风时的最大坡度要增加到接近45。,而在逆风时的最小坡度约为30。。

真实飞行训练中有很多种参照地标的飞行训练科目,最常用的是“定点绕标”和“S形转弯”。

定点绕标

定点绕标就是绕某个固定的明显地标,以固定的半径进行盘旋的动作。在盘旋过程中,需要让飞机的空速、高度、绕标半径保持不变(这里的不变是指保持一定的范围,如空速应在目标值的±10节内,高度在±100英尺内)。首先在野外选好一个周边没有其他障碍物的高大明显地标,如单独的建筑、烟囱、信号塔等;在模拟飞行中,为便于完成后检查轨迹,可以选择一个在地图模式中可识别的物体,如导航台。

以地标为中心,根据预期的盘旋坡度判断半径,通常为1000~2000英尺,然后根据当天的气象预报和实际地面烟迹或旗子摆动的方向判断风向,从顺风一侧与地标保持该半径切入;当看到飞机翼尖指向地标时,压杆开始盘旋,此时应尽快建立相对大些的坡度,防止飞机被风吹到半径以外;从顺风开始转过180。变为逆风的过程中,主动调整坡度逐渐减小;从逆风转过180。变为顺风,则要调整坡度逐渐增大。此外,还可以主动在顺风侧的盘旋中稍蹬内侧舵,让飞机机头向转弯方向多转一点,也就是制造一点外侧滑,从而略微提前转弯(AheadofHeading);在逆风侧则正好相反,可以稍蹬外侧舵让飞机向转弯外侧偏一点,即制造一点内侧滑,从而略微延迟转弯(BehindofHeading)。

在整个过程中,飞行员应不断循环观察,先看外面,包括:通过翼尖与地标的相对关系判断飞机与地标的距离和飞机此时的转弯率,通过与天地线的关系判断飞机的坡度和俯仰角;再看姿态仪,检查飞机的速度、坡度度数、高度和升降率、航向,以及侧滑情况等。上述外部和内部的检查要不断循环,并根据实际情况随时使用杆、舵、油门做出所需的修正。

此外,在这个科目的训练中,不同机型也有不同的特点:对于上单翼飞机,盘旋坡度太大、半径太大或高度太低,会看不到中心点;而下单翼飞机则相反,盘旋坡度太小、半径太小或高度太高,也会看不到中心点。

S形转弯

所谓S形转弯就是围绕地面上的一条直线地标盘旋,在直线两侧各形成一个半径相同、方向相反的半圆,组合成英文字母“S”的形状,其目的也是训练飞行员的协调观察操作和修正侧风能力。

首先,地面上的直线地标要尽量选择与风向垂直,以便开始做S形转弯时能顺风进入;其次,长度要足够,如果预期转弯半径为300米,直线长度就需要1200米,再加上从高处向下看的斜率,至少需要连续1500米的直线长度。通常高速公路、铁路是较好的选择,在模拟飞行中可以直接选择大型机场的跑道,并将风向设置成与跑道垂直。

选择好地标后,操纵飞机正切进入,看翼尖与地标关系判断飞机到达地标正上空后,迅速压杆建立最大坡度开始盘旋,在第一个180。转弯过程中与之前定点绕标类似,坡度逐渐减小。当再次回到地标正上空,反向压杆让飞机转换为向另一侧建立坡度,开始第二个半圆的盘旋,坡度则由小逐渐变大,直到转过180。后第三次穿越地标,飞机恢复平飞,完成S形转弯。整个过程中,要求保持高度、速度和转弯半径,飞行员应当不断对外面的地标与飞机的关系和内部各仪表的数据进行循环检查判断,发现偏差及时修正,动作迅速但不要粗猛。

初始阶段的学员常犯的一个错误,是将注意力长时间固着在某个特定参考点上,如地面上的物体或某块仪表的数据。飞机是在不断运动变化中的,飞行员必须学会在内外之间不断循环扫视,以判断相对运动情况,以及飞机是在保持、偏离还是回到目标航迹上。注意力固着在某个参考物后会削弱飞行员迅速判断的能力,进而严重降低其操纵能力。

除了以上两个科目,参照地标机动飞行还有“矩形航线”“水平8字”等可以训练,但训练目的和具体方法都基本一致,只是更改了科目模式而已,在此不做赘述。

参照地标机动飞行的科目总体上并不难,但对初学者来说是训练进阶中必要的一步,因为一方面它是在初步学习飞机驾驶动作的基础上增加了与地面目标的判断与控制的要求,特别是还要考虑风对飞机的影响并进行动态、协调的修正控制训练;另一方面,它将之前分开重点训练的动作进行了综合,在实现训练目标的过程中,要熟练使用之前所学的内容,进而通过大量训练形成反射性的快速操纵,即当观察到某个飞机的状态或数据时,不用思索就可以直接进行操纵调整。通过实现上述训练目标,初学者具备了准确、快速的判断和操纵能力,才能更好地进入下一步——起飞、降落以及起落航线的学习。