董事長：余家愷

　在筆者寫完「《模擬飛行 5.1 》儀器飛行教範」系列之後，好像國內《模擬飛行》

迷們就都冒出來了， 在幾位熱心飛行迷的組織下，網際網路虛擬航空公司玉山航空、

台大麥克斯威爾 BBS 站國內第一個模擬飛行專區 ( IP address: 140.112.18.32) 已成

立， 筆者也很高興地擔任過玉山航空的第一任航務處長、現在擔任訓練處長。 在

這個過程當中筆者從多位同好的口中發現，似乎「《模擬飛行 5.1 》儀器飛行教範」

對想要新上手《模擬飛行 5.1 》迷們深度稍嫌太難了一點、並且在不瞭解機上基本

儀器的情況之下就學利用儀器飛行似乎有一點本末倒置。所以這篇「《模擬飛行 5.1 》

基本儀器及作用原理介紹」就在筆者的心中醞釀了許久， 想要為各位模擬飛行迷們

服務一下，在對一般航機飛機上儀器的運作原理有了基本了認識之後， 再在這個基

礎之上信任儀器、藉著儀器輔助養成優秀的基本飛行習慣。

本篇文章所參考的資料除了《模擬飛行 5.1 》遊戲手冊之外，還包括美國聯邦

民用航空總署所頒定的「飛行員航空知識手冊 ( Pilot's Handbook of Aeronautical

Knowledge, AC 61-23B, 1980 ) 」、 Full Throttle 雜誌1995 年十二月中之 「 Instrument

Solo 」一文、 以及我國交通部民航局所頒定之台北飛航情報區飛航指南（ AIP,

Aeronautical Information Publication ），如在譯文上或是操作程序上有所不同，均以我

國民用航空之標準為準。 另外值得一提的是本文經玉航空人事處長、中正近場台管

制員董吉利， 以及中華航空公司航訓中心耿樺教官校正，特此敬謝。

為什麼儀器這麼重要？也許優秀的各位已經在我上面的敘述看出了一句話： 「信

任儀器」。為什麼要信任儀器？筆者以一些實際上飛行中可能會發生的事來舉例。

在空軍官校有購置所謂的「錯覺機」， 讓飛行學生在地面上就感覺到各式各樣

在飛行時， 因為我們耳內三半規管的生理作用反應，所會感覺到與真實生理所處之

情況不同的「錯覺」。 所有錯覺機的存在只有一個目的，就是要飛行員「信任儀器」。

人類， 通常不習慣三度空間的移動，而當人在三度空間中移動產生錯覺時通常人都

會相信自己的錯誤的感覺、而不會相信儀表。 舉個最簡單的例子，有搭乘民用航空

航機經驗的各位， 是不是覺得在飛機離地的一剎那、才感覺到飛機是在爬升，在數

秒鐘之後就覺得飛機已經平飛、而沒有再獲得高度了呢？這就是錯覺。 前面所提到

到之空軍官校所購置之錯覺機，是在模擬一架飛機進入「平面螺旋 ( flat spin ) 」時

所會發生之錯覺。 當飛機進入平面螺旋時，當飛機在機頭微高狀態之下、飛行員會

覺得自己的狀態是機頭相當高； 如果機頭對著天地線的話，飛行員會覺得姿態是稍

微向上。 如果你是飛行員，這個時候不相信儀表反而相信自己的錯覺，將機頭壓低

至自己以為是平飛的姿態（事實上已經開始掉高度了）， 惡事就要產生在你的頭上

了...

事實上：就算是現在以陰極射線顯示幕表示飛行數據的先進戰鬥機， 也會保留

若干傳統式儀表，甚至重要的儀表還會有備份儀表在旁邊。 我現在也要告訴你，永

遠信任你機上的儀器， 在夜航時不要時常往外看美麗的星空，她們會讓你陷入無可

自拔的幻覺中...

在《模擬飛行 5.1 》中所附的西斯納小飛機（ Cessna 182 RG ）可以說是到美

國學飛行的「上手」機種， 他上面的儀表就可以拿來當作我們的範例：所謂六大基

本儀器就是空速表（ airspeed indicator ）、 姿態儀（ attitude indicator ）、高度計

（ altimeter ）、傾斜轉彎指示器（ turn coordinator ）、航向指示器（heading indicator ）、

垂直速率表（ VSI, vertical speed indicator ）。而其中的空速表、姿態儀、高度計、以

及航向指示器此四種儀器更是重要， 又因為其在儀表板上是成一個「 T 」字狀，

所以又被稱為「基本 T 四大儀器（ basic-T ）」。這些儀器一般來說就算是在有如「空

中巴士（ AirBus ）」這一類已經採用線傳飛控（ FBW, fly by wire ）的先進民用航

空用機， 在儀表板上還乖乖地擺上這幾種基本儀表， 而且大部份的飛機此幾種儀

表在儀表板上放置的位置都不會改變，無論是螺旋槳小飛機或者是噴射客機。

如果依照儀器作用的系統來分別的話， 這六大儀器可以分成「動 / 靜壓

（ Pitot/Static ）驅動系統」與「陀螺儀（Gyroscope）驅動系統」； 前者包括了空速

表、垂直速率表、與高度表， 後者則包括姿態儀、傾斜轉彎指示器、與航向指示器。

動 / 靜壓驅動系統工作原理我們可以大致解釋為：當飛機在空中移動時，進入空速

管（有稱皮托管者，pitot tube ）的空氣壓力就會改變，而空速表中的讀數也就會因

為進入空速管空氣壓力的改變而改變；動 / 靜壓驅動系統另外一個制動來源是在機

身周圍的靜壓測量口（ static vent ），我們知道隨著高度的改變氣壓也會隨著改變， 說

的更確實一點，高度越高、氣壓越低，這個改變也就可以藉著機械的方法釋出高度

表、垂直速率表、以及空速表上的讀數。 聰明的你大概也就可以從這一段敘述中得

知，動 / 靜壓系統中之儀表大部份會因為空速管進氣口或者是靜壓測量口之進氣不

良而失效、影響在儀器飛行時非常重要的儀表讀數， 我們後面會仔細地敘述如何在

《模擬飛行 5.1 》中模擬儀器失效的程序。接下來我們仔細地介紹動 / 靜壓系統中

的每一種儀器：

由前面我們對動 / 靜壓驅動系統的介紹我們可以知道，空速表是同時接受空速

管以及靜壓測量口兩種數據的儀器， 而他也就是在比較這兩種數據的差異之後才得

出空速表之讀數的，空速表讀數單位是「英哩 / 每小時（ M.P.H. mile per hour ）」。 在

介紹空速表前我們先釐清幾個基本的觀念： 指示空速（ IAS,indicated air speed ）、 校

正空速（ CAS, calibrated air speed ）、 以及真實空速（ TAS, true air speed ）。

所謂指示空速， 就是你直接從空速表所得到的讀數，沒有依照各種空層大氣密

度校正過、也不一定表示儀器並未失效。 校正空速則是保證儀器裝置上沒有任何問

題，並且經過儀器失效檢驗後所得的空速，通常在敘述一架飛機諸元時所會提到的

速度都是以校正空速為準。 真實空速，就是飛機實際的相對空速，也就是一架飛機

在氣壓是 29.92 英吋水銀柱的海平面、攝氏十五度時儀表所顯示的空速而言，但是

這種標準狀態我們可以知道在實際飛行時會因為機外環境以及高度的改變而改變。

所以， 基本上如果指示空速固定，真實空速會因為高度的增加而增加，也就是說在

比較高的高度時， 因為高空空氣比較稀薄、要飛的更快才能讓進入空速管的壓力達

到一定值的壓力，也就是說實際上要飛的比較快才能達到固定的指示空速值； 反的

來說，如果真實空速固定，指示空速則會隨著高度的增加而減少。 飛行員可以藉著

一個簡單的公式藉著空速表的指示空速算出此時的真實空速： 真實空速就等於指示

空速本身再隨著高度每增加一千呎增加百分之二， 假設現在飛機指示空速為每小時

一百哩、高度七千呎，真實空速就是

100+100(7x0.02)=114。

在空速表上我們可以看到在刻度旁有許多種顏色的圓弧， 通常在西元一九四五

年之後由FAA頒給執照的民用航機空速表上都會以這種帶顏色之圓弧的方式來表示

各種航機操作速度上的訊息。 以空速表指針順時針的方向來介紹，白色圓弧下限是

引擎全關、放起落架、襟翼全放時的失速速度值，白色圓弧是襟翼操作範圍， 白色

圓弧上限就是放襟翼速限值。 綠色圓弧下限是引擎全關、起落架襟翼全收時的失速

速度， 綠色圓弧代表一般操作範圍（ normal operating range ），綠色圓弧上限是結

構最大巡航速度值。黃色圓弧代表危險操作範圍（ caution range ），而紅線，是整架

飛機的速度上限（ never-exceed speed ）。

高度表的讀數是從靜壓測量口的壓力變化， 經由機械裝置轉換成高度表指針之

移動的，其表示的是離海平面高度（ MSL, mean sea level ），單位是英呎（ feet ）。 我

們知道海平面高度與地面高度是不同的，一個位於海拔五百呎的機場飛機高度表上

指示的是五百呎，但是離地高度（ AGL, above ground level ）卻是零。因為氣壓會隨

著高度以及溫度而改變， 所以在各機場起飛降落、或者是飛行的過程當中有一項重

要的工作就是校正高度表，這個程序稱之為「高度表撥定程序」。 這個值可以從機

場之「自動終端廣播服務（ATIS ）」中得知，或者是請求塔台告知。在敘述高度表

撥定程序之前我們要說明兩件事情，第一就是 QNH - 平均海平面氣壓與 QFE - 場

面氣壓的不同，前者是一個大地區的平均海平面氣壓值、後者是隨著機場的標高之

不同而不同，而標準海平面氣壓值（ QNE ）為 1013.2 佰帕 =29.92 吋水銀柱 / 釐

米平方； 第二就是美國飛行員習慣以汞柱高 / 釐米平方（ inches of mercury ）為單

位來校正高度表、 歐洲的飛行員則習慣以佰帕（ millibars, hectalpascal ）為單位來

校正高度表，而通常一般飛航情報出版品均會列出兩種單位之值。

依照美國 FAA 規定， 在美國地區飛行高度在一萬八千呎以上以 QNE 為其撥

定值、在其以下則以航路上距離航機一百哩以內之機場所報出的 QNH 為其撥定值；

依我國民航局之規定，在飛航高度一萬一千呎之上亦以 QNE 為其撥定值，飛航高

度在一萬一千呎以下者，台北飛航情報區又分成南北兩區，北區以中正機場報出之

QNH 為其撥定值、南區以高雄小港國際機場報出之 QNH 為其撥定值。但是只要進

入了終端管制空域內， 就要使用該終端管制空域內指定機場之 QNH，於機場起飛

或者是進場時則以該機場所報出之 QNH 為其撥定值。更詳細之程序及轉換高度、

南北區域之劃分請見我國 AIP 中「飛航管制規則與業務」內「航管 2-1：高度表撥

定程序」一節。

在《模擬飛行 5.1 》中高度表撥定方法是選 [SIM] 選單中之「校正高度表

（ calibrate altimeter ）、或者是按下 [B] 鍵，然後鍵入你收到的撥定值，在美國地區

飛行時單位是汞柱高 / 釐米平方。

升降速率表亦是利用靜壓的變化來制動， 顯示出飛機在爬升或者是下降時的垂

直速度值，其單位是一百呎 / 每分鐘，這個儀表在你要建立一個穩定的爬升或者是

下降的時候特別有用。 比較要注意的是因為機械延遲的緣故，升降速率表在動作時

會有顯示遲延的現象， 例如說，當你從平飛開始做一個每分鐘三百呎爬升的動作時，

升降速率表可能會一下子就衝到的每分鐘三百呎再多一點點的刻度上， 然後才會慢

慢地回到每分鐘三百呎的刻度上。 所以你可能要注意在建立穩定的爬升或者是下降

的時候， 不要去「追」升降速率表的指針，否則可能會飛的相當地不穩定，只要慢

慢、柔和地操作油門閥建立即可。

我們前面提過，六大基本儀器除了以動 / 靜壓驅動系統制動之外，還有三個儀

表是依靠陀螺儀驅動系統來制動的。 陀螺儀驅動系統儀表包括了姿態儀、航向指示

器、以及傾斜轉彎指示器三者， 我們知道，螺儀在轉動的時候，無論基座如何擺動，

陀螺儀因其定軸性本身均會一直保持向上向右旋轉。 藉著這個特性，此三個儀表就

可以藉著機械裝置將陀螺儀之特性轉成姿態儀上人工天地線球的狀態、 傾斜轉彎指

示器上飛機坡度的狀態、以及航線指示器上航向的讀數。

又依陀螺儀轉動動力來源可以分為真空幫浦（ vacuum pump ）、 液壓系統

（ venturi system ）、引擎驅動真空幫浦（ engine driven vacuum pump ）、 電子驅動

系統（ electronical system ）。某些飛機上陀螺儀驅動系統是單以引擎驅動真空幫浦或

者是單以電子驅動系統來帶動陀螺儀的轉動， 而在某些機種上是分別以引擎驅動真

空幫浦帶動姿態儀以及航向指示器、 再以電子驅動系統帶動坡度記協調顯示器上的

飛機坡度狀態。 我們接下來在一個個詳細地介紹陀螺儀驅動系統中每一個儀器：

姿態儀中飛機參考符號是固定的， 我們可以從後面的人工天地線求與飛機參考

符號的相對位置得知飛機的姿態，也可以由上方的參考線得知飛機現在的坡度值。 由

於這個儀表的高度精確性， 所以是在儀器飛行狀態下保持飛機姿態非常非常重要的

一個儀器。 在真實航機中，某些比較舊的姿態儀有其操作上的限制，如果俯仰超過

六七十度、滾轉超過一百一十度姿態儀就會不正常動作， 必須重新校正才能得到正

確飛機的姿態， 而飛機姿態儀的校正是要在地面上、將飛機舉至完全水平的狀態，

經過很麻煩的程序來校正的。

航向指示器， 又稱做航向陀螺儀（ DG, directional gyro ），也許您會覺得很奇

怪， 為什麼飛機上已經有羅盤、還有這個以陀螺儀驅動的航向指示器呢？原因在於

羅盤有其侷限性， 包括磁性消失、或者是可能因為機上電子儀器而造成不正常讀數

的現象； 以及羅盤的操作有其限制，飛機俯仰以及滾轉均不能太劇烈或是操作值過

大， 這樣在例如說亂流的影響之下飛行員就很難讀取羅盤上的讀數，以陀螺儀驅動

的航向指示器就可以補償這個缺點。

航向指示器讀數的讀取夠簡單了吧，飛機參考符號所指向的方向就是你的航向。

不可避免的， 陀螺儀會受到機械摩擦力的影響而導致讀數的誤差，所以飛行員要在

飛行過程中不斷地參考羅盤讀數來校正航向指示器， 當然，這要在飛機平穩未急速

加速、螺盤讀數正常的時候執行。在《模擬飛行 5.1 》中您有一個永遠也不需要校

正、永遠正確的航向指示器， 但是您如果在 [SIM] 選單中的「真實度與可靠性

（ Realism and Reliability ）」內選取「陀螺儀移位（ Gyro Drift ）」選項的話，你也

可以藉著按下 [D] 鍵來利用羅盤讀數來校正航向指示器。

這個儀表可以是說是由兩個部份所組成的：上部由陀螺儀驅動的坡度指示器， 以

及下部的傾角計（ inclinometer ），這是兩個獨立的系統。 下部的傾角計就和木匠所

使用的傾角計是一樣的， 由充滿油性液體的彎曲管子和一顆小球所組成，他主要是

要顯示飛機在做坡度轉彎時是否有達到「協調轉彎（ coordinated turn ）」的要求。

飛機在進行坡度轉彎時， 開始壓坡度由於昇力減小、飛機的高度就會開始掉，

此時就要以踩反方向舵的方法來修正、 保持高度。 此時作用在飛機上， 由副翼

（ aerilon ）以及方向舵（ rudder ）帶來的兩股力量， 如果能夠保持航機高度不減

地進行坡度轉彎，就叫做協調轉彎，反之則成為非協調轉彎（ uncoordinated turn ）。 當

你在進行坡度轉彎時如果傾斜轉彎指示器裡的小球是保持在中間的位置的話，就代

表你的方向舵蹬的量正好，飛機是在進行協調轉彎； 反之則否，必須減少或者是增

加蹬舵量。 在《模擬飛行 5.1 》中設定的初始值是採用自動協調（ auto coordination ）

的方法，你只要控制副翼操作量即可、遊戲會自動幫你控制方向舵輸出值。如果在

你購買類似 ThrustMaster 公司之 RCS 的方向舵之後，你就可以將自動協調功能關

掉， 當然啦，還要記得將第二支搖桿埠選用方向舵喔，這樣你才能享受到真實飛行

中有方向舵操作量的快感。

上方的坡度指示器則是顯示現在飛機坡度狀態， 如果你將飛機狀態參考標誌之

翼尖對準儀表旁的參考標、而且現在的速度是巡航速度的話， 就代表你現在正在進

行向左或者是向右的標準速率轉彎（ standard-rate turn ）。在《模擬飛行 5.1 》所提

供的西斯納一八二小飛機中， 標轉速率轉彎是每兩分鐘完成三百六十度，如果本儀

表寫的是「 4 Min. 」的話，就代表每四分鐘轉完三百六十度， 又稱半標準轉彎。

標準速率轉彎的操作對於飛行員、尤其是儀器飛行員來說，是一項非常重要的技巧。

在真實飛行世界中， 儀器有時候也會因為其驅動系統失效而不作用，就如同學

生飛行員一開始學飛行時要學習如何應付引擎失效一般、 儀器飛行員也要學會如何

應付儀器失效與否、那個儀器失效的判斷， 以及其補救應付、依舊達成一次安全的

飛行的方法。

首先我們可以先藉著 [VIEW] 選單中「儀表板選項（ instrument panel options ）」

選單來造成一個儀器飛行狀態。 在其中「主要飛行儀器（ primary instruments ）」選

項中你可以讓你的六大儀器是在作用（ operative）、完全不作用（ inoperative ）或者

是類似儀器飛行考試時「遮起來（ covered ）」的方式來展現。 如果你想要造成更

真實的儀器失效狀況的話，就可以利用「航機系統（ aircraft system ）」選項中，將

動 / 靜壓系統、真空幫浦系統、供油系統、動力系統、以及電力系統造成失效的狀

況；或者是利用 [SIM] 選單中的「真實度與可靠性（ Realism and Reliability ）」選項，

調整儀器的真實性和可靠度等級，以及選取像是「陀螺儀移位（ gyro drift ）」、 「飛

機結構損傷（ airframe damage ）」等項目，讓飛行出現模擬的儀器失效狀況... 酷吧！

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