協調轉彎
| 從學校畢業後，
間或換了幾個工作，
但也都幾乎和所學脫不了干係； 記不得 是誰說過 "一個工程師要被開除三次才算是個成熟的工程師。" 我目前正好在 從事畢業後的第四份工作。 說起來有點靦腆， 在工作生涯中最令我困擾的一 個課題居然是蠻基本的飛行動作 - 轉彎。 翻開任何一本物理教科書或飛行力學課本都會告訴你飛機的轉彎動作和澳門 賽車手在 葡京酒店前的過彎或你我童稚時騎腳踏車轉彎沒有什麼不同， 重量 和升力( 或正向力 )的合力提供轉彎所需的向心力。 很簡單是不是？ 我可想了 好久好久。這個問題困擾我的原因可能有二： 一是因為國中學物理時沒有 把"假力"的概念學好( 也就是離心力與向心力平衡的概念 )； 再深究下去這篇 文章可能要討論我們填鴨式的物理教育及其遺毒而刊在"人本雜誌"上比較適 合。 總而言之在大學生涯裏的某些冥想後， 這個物理觀念算是宣告了解。 其 二就是我們這篇文章的主題： 在真實飛行中的協調轉彎 (所謂 coordinated turn ) 並不是一蹴可幾的， 這其中最明顯的影響因素就是所謂的轉彎包含兩個動 作 ： 壓坡度( bank ) 與蹬舵 ( yaw )， 而好死不死這兩個動作又是 互為因果， bank 會導致 yaw， 而 yaw 也會誘導出 bank， 但通常量都不足以造成 協調現象 ( coordinated )。 也就是飛行員還是要視情況對這兩個動作之一再加以修正， 而 你的每一個修正動作也還會再引發另一個的軸向上的反應 ( bank * yaw 或 yaw * bank ) ； 各位可以想見一個倒楣的飛行學生如何在一萬呎的空中七手 八腳想要從陷入的 bank- yaw-bank-yaw ..... 無限迴路中改出而泠汗直流， 教官 卻在後座偷偷冷笑同時告訴你因為你無暇他顧高度已經掉了 一千呎( 壓坡度使 機翼升力側傾而減小了垂直(重力)上的分量)。 沒有飛行經驗的同學想要體認 一下也不難；有一個叫 "模擬飛行" 的軟體， 在那裏面一試就知道了， 尤其是 用keyboard的時候， 第一次試飛一定是歪七扭八如醉漢推車。 不過一個協調轉 彎真是這麼難嗎？ 那飛行的其他特技動作不是更談下去了？ 國父說 "知難行 易" 是有幾分道理的， 真正的飛行不是在白紙上推導的， 也不能百分之百由 電腦模擬， 飛行最重要的一個感測器其實不在電子艙裏而在一個不太雅的地 方 - 飛行員的"屁股"裏( 人的屁股據說可以感測出 1/1000 G 的加速度， 這個數 值遠較現行電子式加速度儀還來得細緻 )； 飛行員依"屁股"的輕，重，左，右 來感覺當時的飛行情況並和儀表相互參照作出修正。 一個標準的"協調轉 彎"在英文飛行教範中就是用 " Steep on the FLOOR " 來描述的， 腳踩在地板 上 ....嗯， 不是廢話嗎？ 不知大家有沒有遇過亂流或者坐坐國內線螺旋槳飛機 的經驗， 那種甩得七上八下， 一顆心有點懸懸的感覺就是因為側滑 (sideslip/skid) 或上下顛跛所造成， 腳也就不是穩穩的踏在地板上囉！ 一個轉彎 動作中的副翼， 升降舵， 方向舵三者的操作是密不可分的， 動作其中一者都 會影響到另兩個。 一般的修正原則是檢查坡度為先， 再來是修正帶桿壓力， 最後檢查平衡狀態 (即針球儀，球向左表示飛機向右側滑， 要踩左舵，反之球 向右則蹬右舵。 老外的記憶口訣也很類似， 那就是 "Step on the BALL"。 有個 很有趣的說法說是轉彎時帶桿或蹬舵可改變機頭的方向以順應圓周運動趨 勢。 不過我們還是以傳統說法為主 ： 帶桿是為了補償因機身側傾而減少的昇 力， bank 愈大則帶桿量也愈大， 蹬舵則是為了修正 bank 過多或過少而造成 內外側滑的現象( 實際飛行中並不如此單純， 還有些較為深層的 roll - yaw互動 關係我們稍後詳細討論 )。 對一架正在 "左轉" 的飛機而言， 飛機往內圈掉的 左側滑叫內側滑 ( skid )， 而向外圈甩出的右側滑叫外側滑 ( sideslip )。 這兩個 字不要說我們外國人了，在美國唸書修習飛行力學時問坐在旁邊的老美同學 他也支支唔唔的說不上來。 本文將繼續討論有關飛行動力學的進階文章， 有興趣的話請 參閱這裡。 本文是由校長所整理的FAQ節錄而來。 |