为什么战斗机倒飞时不会掉下来?

新手村的快递员


众所周知,战斗机在飞行的过程中可以的倒着飞,但是为什么飞机不会掉下来呢?其实,有两种方法可以让战斗机倒着飞。一是做特技动作,飞行员头部一直朝向地面。另一种方法是180度翻转到平面飞行中,继续向前飞行。

实际上,战斗机通常有一个“倒立式油箱”的设计,以满足倒立飞行时的燃料供应,但倒立式油箱的容量一般不会太大,因此飞机倒立用不了多长时间。飞机的机翼大致可分为两部分,其中一部分是机翼不可移动的主体。另一部分是可移动的襟翼,处于飞机的正常姿态。襟翼为飞行提供下降,襟翼为飞机提供良好的升力。如果平面反向运动,力是相反的。至于倒飞,为什么飞行员不从座位上摔下来呢?

如果飞行员正在做一个大的过载操作,他会向后飞一小段时间。由于离心力,如果力大于重力,飞行员就会被座椅上的离心力所压。但如果机动过载很小,离心力小于重力,或者如果飞行是倒在一段时间内,然后飞行员已被颠倒的感觉,飞行员在哪里完全附着在座位上的安全带。飞机正常水平飞行,大多在4°角,然后垂直电梯通常在0.6左右。如果倒转翼不会改变,只有大倾角的变化,从4°到4°倾角时消极的小角,垂直起降仍然值大于零,但相对较小的垂直提升价值。

飞机在空中飞行,不仅靠飞机机翼的特殊形状,而且靠飞机机翼和运动方向具有攻角。因为战斗机速度快,机动灵活。战斗机的机翼较商用飞机薄(影响较小),主要依靠迎角来提升。


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机翼能够产生升力的直接原因,在于机翼上下表面存在一定的压力差。对于低速飞行、采用平凸翼型的飞机来说,机翼上表面会因为流速被加快,压力降低,从而产生翼型升力。机翼产生的升力还需要另外一个重要因素,就是迎角。当机翼与气流方向有了一定迎角后,不仅机翼上表面会因为空气被弯曲翼型加速产生负压区,下表面还会产生正压区,总体升力会大大增加。

因此,飞机保持平飞不仅依靠翼型升力,还要靠迎角升力。不过,这个迎角不能无限增大。当迎角过大时,上表面的气流会因为摩擦效应和粘滞性造成气流分离(气流不能连续的从机翼前缘流向后缘),升力就会急剧下降,再加上机翼下表面的正压区产生了巨大的阻力,飞机很快就会进入失速状态。

那么,当飞机倒过来飞行时,如果机翼仍然保持与前进方向的正迎角,有足够的迎角升力就可以了。飞机在倒飞时机头要比正常飞行时向天空上翘一些,这就是为了有足够大的迎角使机翼上产生足够大的升力维持飞机的倒飞状态。

一般来说,当飞机需要倒飞时主要依靠两种办法,一是飞机在竖直面内通过向上做半圆弧飞行使机身形成倒飞状态;另一种是操纵飞机副翼转动,使一边机翼往上、另一边机翼往下绕机身做机翼旋转的动作,形成飞机倒飞状态,在飞机做特技表演时常能见到这种现象。倒飞时飞机采取机头斜向上、机尾斜向下倾斜着机身,使反向的机翼原上表面(配合襟翼、副翼以及尾翼)与飞行方向形成一个适当的迎角(或称为负迎角),由此产生升力,维持飞机倒飞状态。


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严谨的倒飞是指战斗机在保持-1g的重力加速度下进行的持续平直飞行,也就是肚皮朝天头朝下的平飞动作,我们经常能在航展的飞行表演中看到。

战斗机能够倒飞的主要原因是在于攻角控制。传统飞机的机翼翼型是为头朝上的正常姿态进行优化的,也就是说机翼上表面隆起下表面平坦。传统理论认为在飞行中机翼上表面气流在翼型的作用下流速较快,下表面气流流速较慢,根据伯努利方程上表面气流压强低,下表面压强高,于是上下翼面的压力差产生了升力。


但美国航空航天局认为这个理论不完全正确,因为对称翼型甚至平板翼型都能产生大量升力,这两种机翼上下翼面的气流路径长度相同,以传统理论来看不存在压力差,那么升力又从哪里来的呢?更离谱的是传统翼型机翼在倒飞中同样能产生升力,此时流经机翼下表面的气流速度仍然快于上表面,按照传统理论应该产生负升力,飞机应该立即坠毁才对!

之所以出现这种悖论是因为传统理论忽略了攻角对升力的巨大影响。所谓攻角也叫AOA,指机翼相对于迎面气流之间的夹角。存在攻角时,流过上下翼面的气流在离开翼面时会在翼面角度作用下向下流动,产生强烈的下洗流,以此产生直接升力。攻角和速度与升力成正比,也就是说不管翼型如何,飞机是正飞还是倒飞,只要存在攻角就能产生升力。

现代战斗机和特技飞机为了提高机动性,常采用对称翼型,这种翼型在攻角为零时是不产生升力的,为了保持正常飞行,飞机在平飞中必须保持一定攻角才能让机翼产生升力。同样在倒飞中为了让机翼产生升力,只要稍稍推杆压机头就行了。传统翼型的飞机也能倒飞这是因为负攻角足够大,以此产生的升力足以抵消翼型的负升力。

所以说只要攻角到位,板砖也能飞上天,当然也不能太大,不然就失速了。


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飞机能在空中飞行不单是靠飞机机翼的特殊形状,还要靠飞机机翼与运动方向有一个迎角。因为战斗机速度快,机动性强。战斗机和民航飞机相比机翼很薄(翼型影响小),主要靠得迎角获得升力。


机翼能够产生升力的直接原因是机翼上下表面的压力差。对于低速飞行、采用平凸翼型的飞机来说,机翼上表面会因为流速被加快,压力降低,从而产生翼型升力。机翼产生的升力还需要另外一个重要因素,就是迎角。当机翼与气流方向有了一定迎角后,不仅机翼上表面会因为空气被弯曲翼型加速产生负压区,下表面还会产生正压区,总体升力会大大增加。


一般机翼在设计时就和机身成一定的角度,在倒飞(机腹朝上)时,只要机翼仍然保持与前进方向的正迎角(例如通过矢量发动机改变姿态),有足够的迎角升力就可以了。飞机在倒飞时机头要比正常飞行时向天空上翘一些,这就是为了有足够大的迎角使机翼上产生足够大的升力维持飞机的倒飞状态。

此外飞机倒飞还需要特殊的供油方式,因为和获得升力的问题无关这里就不叙述了。一般来说战斗机倒飞属于战术动作,不会持续太久。


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这里的倒飞是指肚皮朝天向前飞吧。就是倒扣飞行,可以坚持几秒到十几秒,时间再长了不仅飞机会掉高度,而且可能造成发动机熄火。这在朝鲜战争空战中是一条的教训。曾经有架米格15受伤后因为正着飞很吃力,没多少经验的

中国飞行员就倒着飞了好几分钟,结果发动机熄火,幸亏飞行员凭借着“宁要飞机不要人”的精神,居然迫降了!倒着飞, 几分钟10来分钟飞行员充血受不了不太可能,很多拿大顶的能倒立半小时没事。我还能坚持十来分钟呢。飞机匀速倒飞,飞行员完全可以承受。飞行员受过多少“拿大顶”那样的训练哪!倒扣飞一些直升机也能做到。阿帕奇就可以。也只能坚持几秒,还不如固定翼飞机。至于机头超前却向后飞,除了直升机和鹞式、雅克38/36/141等、F35几种垂直起降战斗机外,别的不行。


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之所以有这个问题提出来,是被初中学的机翼产生升力的物理模型误导了,实际上飞机的升力主要是因为仰角导致的,就像风筝飞上天一样。原理是因为上下表面的压力差,但主要不是初中的物理模型导致的。可以想象极端情况下,大风可以把人吹上天,就很容理解飞机倒飞了。


手机用户wangzw69


飞机机翼大致可以分为两部分,一部分是不可以活动的机翼主体。另一部分是可以活动的襟翼,在飞机正常姿态下。襟翼向上为飞行提供降力,襟翼向下为飞机提供良好升力。如果飞机倒飞,力就相反。


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