航空百问:飞机如何对抗侧风?

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飞机最好能“迎风起飞、迎风降落”,是大家耳熟能详的航空常识。但飞机在飞行过程中,受天气和大气扰动的影响,来风方向肯定不会全是迎面的,随时可能发生变化,侧风对于飞机飞行来说也是必须要面对的情况。

飞机最好能“迎风起飞、迎风降落”,是大家耳熟能详的航空常识。但飞机在飞行过程中,受天气和大气扰动的影响,来风方向肯定不会全是迎面的,随时可能发生变化,侧风对于飞机飞行来说也是必须要面对的情况。下面和小飞侠一起来看看,航空人是如何解决这个棘手的问题的。

在起飞或降落的过程中,强烈的侧风会把飞机吹离跑道的中线。在侧风中飞行时,飞机两侧机翼受到的风的作用力不同,迎风一侧机翼的升力会增加,背风一侧机翼的升力会减少,这样就产生了一个向背风方向滚转的力矩,使飞机向背风一侧横向旋转,任其发展飞机就会完全倾斜,容易失控。一旦在着陆过程中出现这种状况,飞机很容易与跑道碰撞。

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这一点对大展弦比飞机尤为明显。所谓大展弦比,就是机翼展长与弦长的比值较大,从外观上看,就是机翼较为细长,比如我国具有自主知识产权的“翼龙”无人机。大展弦比飞机因翼展较长,侧风引起的滚转力矩也较大,在这种情况下,须通过副翼等舵面进行控制,以消除滚转力矩,因此飞机的舵面效率设计应当足够充足,从而平衡侧风产生的不利影响。

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在飞机进场着陆遇到侧风时,这种使用副翼等舵面控制,使飞机机头始终对准跑道中线的方法,叫做“侧滑进场”。侧风不仅仅会使飞机在着陆时产生不利的横向滚转,还会使飞机的机头转向。因此飞机设计师们在进行气动设计时,会对飞机采用航向静稳定性的设计。

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所谓航向静稳定性,就是飞机在侧风中飞行时,侧风作用在机体尾部的侧向力要大于机体头部的力,此时侧风作用力的焦点位于重心之后,就算不使用任何舵面操作,也会产生一个使机头转向侧风方向的恢复力矩。增加飞机航向稳定性有一个最直接的方法,就是增大飞机垂尾的面积,从而增大侧风对飞机尾部的作用力,这也是飞机垂尾设计的一个关键指标。

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如果飞机在进场着陆时遇到强烈侧风,飞机也可通过自身的航向稳定性,将飞机机头转向侧风方向,并在着陆的瞬间,通过方向舵扭转机头,使机头对准跑道,保证着陆安全,这种进场方式从地面上看,飞机就像螃蟹一样横着进场,所以又称为“蟹形进场”。

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面对侧风带来的影响在飞机设计过程和实际操作中,都是有规律有方法的,航空人将会继续利用自然、融入自然,驭风飞翔!

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专栏作者

责任编辑:助理编辑 贾茹

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