首页 百科知识 滑翔机分为几种类型_滑翔机有哪些种类

滑翔机分为几种类型_滑翔机有哪些种类

时间:2022-07-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:滑翔机具有与飞机显著不同的狭长机翼,机身外形细长,呈流线体。悬挂滑翔机又因机翼的不同分为罗加洛机翼滑翔机、半刚性机翼悬挂滑翔机和刚性机翼悬挂滑翔机三种。这种类型的悬挂滑翔机叫做刚性机翼悬挂滑翔机。这类机型后来成为一种成功的早期超轻型滑翔机。早期的悬挂滑翔机并没有很好的安全纪录。仅仅操纵方向舵只能改变滑翔机的位置,不能使滑翔机转弯。

第二节 滑翔机的类型

就其滑翔机的目的、任务来划分,滑翔机分为初级滑翔机和高级滑翔机。前者主要用于训练飞行,后者主要用于竞赛和表演。滑翔机具有与飞机显著不同的狭长机翼,机身外形细长,呈流线体。机体表面光滑,甚至打蜡,借以提高升阻比,减小滑翔飞行中的下滑角。衡量滑翔性能优劣的参量称滑翔比(前进距离与下沉高度之比),滑翔比与升阻比的数值相等。现代高级滑翔机的升阻比已超过50。

根据技术原理,滑翔机又分为悬挂滑翔机和动力悬挂滑翔机。悬挂滑翔机又因机翼的不同分为罗加洛机翼滑翔机、半刚性机翼悬挂滑翔机和刚性机翼悬挂滑翔机三种。动力悬挂滑翔机也分为罗加洛机翼动力悬挂滑翔机和双座动力悬挂滑翔机。

一、悬挂滑翔机

悬挂滑翔机也称三角翼滑翔机,是一种纯粹的人力飞行器。它价格便宜,易于操纵,维护费用低,也便于存放和运输。深受大多数滑翔爱好者的喜爱,是一个其乐无穷的空中运动项目。

img350

悬挂滑翔机的滑翔效率都比较低,其滑翔效率主要是通过从一个固定的高度起飞后滑行的距离进行判断的,这个距离和高度的比值叫做滑行比。比如:滑翔机从1000英尺的高度起飞,并且滑行了6000英尺,它们的滑行比就是6∶1。高级滑翔机的滑行比能够达到40∶1。由此可以看出,悬挂滑翔机的滑翔能力比较弱,但与其给我们带来的乐趣相比,都是次要的。悬挂滑翔机共有三种基本的机翼形状,尽管效率都有差别,但它们都通过了验证。

下面我们就三种机翼作一简单的介绍。

1.罗加洛机翼滑翔机

多年来,很多最流行的悬挂滑翔机的机翼形状都是罗加洛型。它的优点是易于制造,价格便宜,并且非常容易存放和运输。折叠起三根管子,并把它们卷在帆布中间,就可以把整个机翼塞进小货车或行李架上。这种机翼诞生以来,至今已有了很大的改进,但其原来的优点仍然一直保留着。但是值得注意的是:随着罗加洛机翼变得越来越高效,它的飞行特性也变得越来越复杂,现代高性能的罗加洛机翼只有经验丰富的飞行员才能够飞行。

2.刚性机翼悬挂滑翔机

早期的悬挂滑翔机看起来更像是飞机。制造材料包括非常轻便的木质材料或者铝,及很轻的帆布或者是热气球编织物。这些滑翔机采用刚性机翼,所以不能像罗加洛机翼那样卷起来,因此有存放和运输不便的问题。但是,它们的滑行比可以达到8∶1,这几乎是罗加洛机翼的两倍。这种类型的悬挂滑翔机叫做刚性机翼悬挂滑翔机。这些刚性机翼悬挂滑翔机实际上和那些很轻的滑翔机或者高级滑翔机是相同的。第一代刚性机翼悬挂滑翔机包括“快银”、“伊卡洛斯”Ⅱ、J—23。其中“快银”特别值得一提,这种刚性机翼悬挂滑翔机是有史以来最著名的超轻型滑翔机,直到今天仍然在生产,生产历史已经超过30年。尽管这些刚性机翼悬挂滑翔机非常的高效,但由于需要机组人员装配并用拖车运输,所以,他们从来没有像柔性机翼滑翔机那样流行。但另一方面,很多这种刚性机翼悬挂滑翔机采用传统的控制方式,所以从它们转到传统的飞机就更容易一些。

3.半刚性机翼悬挂滑翔机

这种悬挂滑翔机的机翼是半刚性的,它可以折叠。其中有些机翼在后方的轻质条上有尾翼,如“鸟”(Fledg-ling)、“瓦尔基里”(Valkyrie)及非常流行的“逍遥骑士”(Easy Rider)。这类机型后来成为一种成功的早期超轻型滑翔机。

早期的悬挂滑翔机并没有很好的安全纪录。虽然它们易于制造,并且迅速得到普及,由于它们本身存在着缺点,事实上,在很多地方都禁止飞行。许多新出的滑翔机完全没有进行正规的工程设计,如操纵罗加洛机翼采用的铝管和部件都是在当地制造的,这是它们存在的主要问题。除了这些硬件上的问题以外,设计上的缺陷,及设计者缺少航空专业知识等也是问题,这些问题甚至差点让这项运动走向死亡。问题如此之多,以至于人们希望(美国)联邦航空局(FAA)介入并能够对滑翔机工业进行管制。然而FAA拒绝了这一请求,因为他们知道,根本不可能禁止所有乐于冒险的年轻人去从事这种最新的、虽然每次仅仅持续几分钟的运动。最后,悬挂滑翔机的专家们认为是该去管理这项运动的时候了,他们认为需要有一套体系去控制新成员的加入。在这种情况下,国家悬挂滑翔机协会诞生了,巧的是几乎与此同时飞行事故率下降了。在后来的几十年里,悬挂滑翔机成了一项安全的运动。设计和制造这些滑翔机的工艺也得到改进;在山腰上开辟了新的起飞点,悬挂滑翔机的飞行员又可以安全地享受这项运动了。

悬挂滑翔机技术与练习方法:

滑翔机没有引擎的动力,它可以靠四种方式升空:(1)弹射器——将滑翔机架设在弹力绳并向后拉,由驾驶员给予讯号后释放绳索而弹射出去。(2)汽车拖曳——将滑翔机系绳于车上拖曳达适当高度后,驾驶员将绳索松开。(3)绞车拖曳——与汽车拖曳相似,只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。(4)飞机拖曳——以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后,滑翔机脱离而自由翱翔。

滑翔机升空后,除非碰到上升气流,否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度,升力就会愈来愈小,重力大于升力,滑翔机就会愈飞愈低,最后降落至地面。为了让滑翔机能飞得又远又久,它必须有很高的升力阻力比,这就是为什么滑翔机的机翼那么细长,如何突破滞空时间及飞行高度的纪录是滑翔机设计与制造的最大挑战。

悬挂滑翔机通常是由重心移动控制的。这种控制系统由一个驾驶杆或是一个驾驶盘来控制副翼和升降舵。副翼是长方形的,固定在机翼的外侧(后缘)。通过向左或者向右移动驾驶杆或是驾驶盘,使副翼向上或向下运动,从而使机翼倾斜,改变飞行方向。当向前或向右移动驾驶杆或驾驶盘,就能够让位于飞机尾部的另一个操纵杆(称为升降舵)上升或下降,这样就能够让飞机的高度增加或者降低。在驾驶舱的地板上,有两个踏板用来控制方向舵(很多时候也用于制动)。飞行员踩下左脚踏板时,方向舵向左摆,机头左转;踩下右脚踏板,方向舵向右摆,机头就右转。仅仅操纵方向舵只能改变滑翔机的位置,不能使滑翔机转弯。

滑翔机有很强的直线飞行惯性(牛顿第一定律),转动方向舵会引起侧向滑行,就像开快车急弯时的感觉一样,急弯路面通常会倾斜以防止车子打滑侧行,但是滑翔机在空中是自由的,要使滑翔机转弯而不侧滑,必须同时操纵副翼与方向舵。英文叫做bank,倾斜转弯。如果飞机有一个前轮,方向舵在地面操纵的时候也用于控制前轮转弯。

在空中的时候,当推压踏板,方向舵可以向左或向右转动。这可以让流过滑翔机的气流冲击方向舵,从而将机头拉向指定的方向。这种转弯动作的原理和自行车转弯动作的原理几乎是一样的,在自行车转弯的时候你会先倾斜车身,副翼也起到同样的作用,当转动飞机前轮的时候,方向舵就在偏转。在自行车上,既不可能在保持车身垂直的情况下通过转动车轮改变方向,也不可能在倾斜车身的情况下不转动车轮就改变方向(这样的话自行车会倒下来)。

在自行车上,可以感觉到踏板上的力;与之对应的是,在飞机上,就会感觉到飞机的油门或者是悬挂滑翔机的重力,他们都是动力源。悬挂滑翔机通常是由重心移动控制的,这有很多的原因,首要原因是这种方式很简单。它不是需要在飞机上采用很多小型的可动操纵面(方向舵、升降舵和副翼),所有的机翼变成一个操纵面,控制飞行的方向。

经常可以看到悬挂滑翔机保持着一个固定的稍微向下的角度向前飞行,这种飞行方式可以通过重力产生向前的冲力。驾驶员悬挂在机翼下方的吊架上,他的手握着与机翼刚性相连的吊架杆。飞行员的吊带和座位是活动的,如果他想让滑翔机爬升,他就向前推控制杆,这样就可以改变机翼的迎角,从而产生更大的升力,让滑翔机爬升。

为了提高下降速度,驾驶员慢慢地后拉控制杆并让机翼的前缘移向一个更低的位置,这样就能够减小升力,因此滑翔机就以更大的角度下降,向左或向右进行同样的操作。把控制杆向右拉,来降低左侧的机翼,就能够让滑翔机转向机翼低的一侧。把控制杆向左拉,就能够让右边的机翼降低,从而让滑翔机向右边移动。通过一系列这种控制机翼的操作,滑翔机就与任何具有三轴控制系统的飞机一样,能够进行同样的操作。

固定翼飞机的飞行员在学飞行悬挂滑翔机的时候,会遇到操纵方向相反的问题。对于固定翼飞机来说,为了抬起飞机机头,必须向后拉驾驶杆或者是驾驶盘。而对于通过重心移动控制的系统,向前推就能够让机头抬高,这和固定翼飞机的方式刚好相反。因此,在学习的时候,需要熟悉悬挂滑翔机的控制系统,同时忘掉固定翼飞机的操作方法。

准备降落时,首先要使机翼保持在水平状态,这要求精确控制控制杆。同时,要让机头稍微向上使滑翔机减速。当高度距离地面大约几英尺高的时候,慢慢地推控制杆,在脚几乎和地面相接触的时候,用力推杆,使机翼失速,完成着陆。

二、动力悬挂滑翔机

动力悬挂滑翔机也称动力三角翼,是航空运动领域中最受欢迎的一种轻型动力的飞行器,20世纪70年代在欧洲兴起至今历久弥新。

它通常采用一流的强力航空铝,内部加固龙骨,主挂钉可承受7吨的拉力,主挂钉以外的保险绳也可承受2.3吨的拉力,通过法国超轻机和德国过载认证并被评为国际航联一类飞行器(最安全飞行器)。

动力悬挂滑翔机一般采用phasc2型配rotax582发动机(世界80%的轻型飞行器均采用该款发动机),即便在空中无动力情况下也能滑翔并安全着陆。考虑到安全问题,有的甚至还装有俄罗斯火箭弹射救生伞(米格29战斗机亦装备此类救生伞)。

img351

动力悬挂滑翔机通常可供两人乘坐,采用活塞式航空发动机带动螺旋桨推进,机翼与机身通过悬挂方式进行连接,飞行员通过移动机身与机翼的相对重心位置实现操纵,因机翼具有较高的滑翔性能即使在失去动力的情况下动力悬挂滑翔机,仍然可以像鸟儿一样滑翔着陆,因此动力悬挂滑翔机是相当安全的。它具有体积小、重量轻、简单易学、安全可靠等特点,是一种深受欢迎的动力飞行器。

但是,动力悬挂滑翔机的累计飞行时间不能用于晋级或者不能作为晋级的正式纪录依据,甚至不能作为飞行传统的三轴控制飞行器的经验。这仅仅是因为动力悬挂滑翔机运动与驾驶三轴控制飞行器没有可比性。

(一)动力悬挂滑翔机机型介绍

1.罗加洛机翼动力悬挂滑翔机

罗加洛机翼是最成功的一种悬挂滑翔机之一。罗加洛机翼动力悬挂滑翔机,是在此基础上安装了一台发动机,一个驾驶员坐椅和机翼下方悬挂式三轮驾驶舱中的控制装置。其机翼仍然可以绕着枢轴螺栓自由转动,飞行员的前面安装有相同的控制杆,样子就像悬挂滑翔机。由于这种构造易于操纵,因此,虽然人们后来又对这种动力悬挂滑翔机进行了很多改进,但也都有是以此操纵模式为基础进行的,改进重点只是那些细小的部位或者更换新的发动机,至今市场上出售的动力悬挂滑翔机都采用这种构造。

动力悬挂滑翔机因为它价格适中,其机翼能够折叠,可以轻易放在一个储运筒里,装入货车或用拖车来进行运输。并且,动力悬挂滑翔机组装方便,仅仅需要几分钟就可以装配完成,深受滑翔爱好者的喜爱,也是它在欧洲风靡的另一个关键因素。

2.双座动力悬挂滑翔机和水上动力悬挂滑翔机

动力悬挂滑翔机上天没多久,一些爱好者便开始试着将其改装成双座动力悬挂滑翔机,形成三轮摩托车式布局。由于动力悬挂滑翔机的飞行操纵简单,没有任何驾驶技能的人也以轻易驾驶,所以第一批从事悬挂滑翔机运动的经验丰富的飞行员,不甘于再同一些新手一样重复着简单的动作,他们厌倦了爬到山顶,然后再起飞降落到山脚,再爬山到山顶这个一来一去的动作。随着超轻飞机热潮的袭来,很多航空制造企业已经不能满足国内的需求,一些人开始引进并制造动力悬挂滑翔机或超轻型柔性翼飞机。欧洲流行的Rotax503或582二冲程发动机的仿制品逐渐成为美国市场上的主流产品。

最初的机型由机轮和敞开式机身组成,看上去很像儿童骑的三轮车。发动机安装在驾驶员后方翼板下方的框架上。张索连接在吊梁的中柱及滑翔机的机翼结构上,以保持各部分的协调。动力悬挂滑翔机能自由回旋,吊架或控制杆要安装在合适的位置以便飞行员操纵,这样飞行员就可以使机翼翘起并改变迎角,任意飞翔。当时英国、法国、澳大利亚和其他一些国家的动力悬挂滑翔机的数量和普及率持续增加,而在美国,从事这项航空体育运动的人还非常少。

目前,在一些航展上,已经有人将动力悬挂滑翔机安装在所谓的“船上”,使其成为水上飞机,这种飞机也采用可收放的着陆装置。由此可以看出,动力悬挂滑翔机也是一种理想的从水上起飞的飞行器,是一种两栖动力的悬挂滑翔机。据说在农村,有人已经把喷洒装置安装在动力悬挂滑翔机上,从事农用业务,但是这种应用并不广泛。

(二)动力悬挂滑翔机的飞行技术

首先,在起飞之前检查发动机的仪表,以确定有正常的燃油量和工作温度。然后检查发动机全转速状况。最后检查控制杆,以确认枢轴螺栓能够自由围绕轴转动,而且不会碰到任何东西。然后飞行员需要检查着陆程序,确认在飞机着陆时飞行员不会从动力悬挂滑翔机前面被抛出去。在飞行中,很多时候很难准确地判断出飞机前方及下方诸如树一类的障碍物,所以在起飞之前必须确认跑道上没有任何障碍物。

机翼位于中心并且慢慢打开油门。动力悬挂滑翔机迅速加速并开始起飞,通过操纵前轮来控制方向。滑行几十m后,将控制杆慢慢向前推,动力悬挂滑翔机开始慢慢克服重力,然后再多推一点控制杆稍稍增加迎角,这样就起飞了。如果机翼因为有风而倾斜,可以把操纵杆向低侧机翼移动,这样就能够让低的那侧机翼抬高,从而让整个机翼保持水平。这是一种很精巧的机动,仅仅需移动很小的角度,就足以改变飞行的方向。

每一个飞机都有最佳的爬升角度,对应一定的空速,这里的空速指的是如果发动机出现故障,使你仍有足够向前的冲力来保持飞行并安全着陆。如果爬升角太大或者速度太小,飞机可能会失速,如果飞行的高度不够,飞机可能会撞向地面。在起飞的过程中,空速是一个很重要的安全因素。获得足够快的速度,与爬升到期望的高度,这两者是相互平衡的。

起飞后,飞行员非常灵活地爬升到一定高度,移动控制杆,以使机翼前缘控制飞行(不用去管滑翔机控制杆的位置,而应将注意力集中在滑翔面机翼前缘或者机翼的倾斜角度上。应将控制杆移到机翼的所需位置上,不去管滑翔机控制杆是向前还是向后,向左还是向右)。若要增加爬升速度,则应使机翼前缘向上抬起一定角度,若要下降高度,则应使机翼前缘适当放下一点,这样就必须与油门的操纵协调一致。要向左倾斜,则使左翼向下运动;若要向右倾斜,则使右翼向下运动。

如果在起飞时发动机发生故障,则应看跑道是否还有足够的距离进行着陆,或者看能否爬升到足够高度进入起落航线并着陆。

(三)动力悬挂滑翔机的应用

动力悬挂滑翔受欢迎的程度已经超过了很多超型飞机,动力悬挂滑翔机表现出的诸多优点让它成为飞行表演的主角。20年前,这股热潮就已冲击了整个欧洲,20年后的今天这股热潮登陆美国。不知动力悬挂滑翔机到具有什么魔力,使人们对它痴迷了这么长时间,但是毫无疑问,会有更多的人喜欢动力悬挂滑翔机所带来的乐趣。

几年前,电视播放了一则关于几架动力悬挂滑翔机将天鹅带回了故乡的新闻。飞行员穿着一种外形酷似鸟的服饰飞行,小天鹅们认为这就是它们的妈妈,排列在动力悬挂滑翔机周围。一架动力悬挂滑翔机飞在前面,一大群排列有序的天鹅跟在后面,多美的画面啊!给观众留下了非常正面的印象。我们都知道小天鹅成熟后开始迁徙,飞行员和他的动力悬挂机把那些可爱的天鹅带回故乡,并希望通过这一手段可以让它们今后能够自行迁徙。这是利用动力悬挂滑翔机所做的又一件益事。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈