slip和skid两种侧滑

slip/skid好像这两个词翻译成侧滑,斜滑,但具体区别是什么?
试着总结一下。

大家看赛车时经常可以看到选手在转弯时使用侧滑的技术,
故意的使"车身横向" 移动,以达到快速转向的目的。
(一般情况下侧滑指的是转向过多或甩尾,比如转方向盘汽车应转30度,
可实际上车子却转了40度。)

在空气动力学上,比如要使飞机向右转弯,顺时针转动操纵盘,
于是左侧副翼放下,右侧副翼抬起,这样左侧机翼升力大于右侧,
机身沿着纵轴顺时针方向横滚(roll),因此航向向右侧转向。
但此时由于左侧放下的副翼产生的阻力,造成飞机的反向偏航(adverse yaw),
于是机首偏向相反的左侧,转向的速率降低,效率降低。

这个现象就是"slip",现象本身属于一种侧滑,因为机身并不正对着正面的气流,
说白了就是斜着飞,侧着飞,像是螃蟹横着走。

为了修正反向偏航,需要踩右侧方向舵踏板rudder,使机首沿着垂直轴向右侧偏航。
但是此时如果修正量过大,机身侧滑量大于所需要的角度,
这个现象就是"skid",可以联想上面的赛车手的故意侧滑的例子,这样比较容易记忆。
skid要比slip危险,因为在接近于失速速度时,低翼端会比高翼端先失速,很容易发展成为尾旋。
而slip高翼比低翼先失速,于是飞机的bank角变小,失速的可能性也就变小。

slip和skid的问题在于阻力,消耗了能量,降低了升力。
新手往往在转弯时操作不好rudder而陷入slip。
大风天爬升时也容易产生slip,造成爬升性能下降,这尤其是需要躲避障碍物时变得危险。
既没有slip也没有skid的完美状态就是"Coordinated flight"了,这样升阻比(L/D ratio)才高。


上图中,左侧的飞机处于slip状态,这是由于由于bank角过大或者yaw的不足,
飞机的轨迹偏向内侧,因此倾斜转弯指示器的小球偏在左边。
相对的,右侧的飞机处于skid状态,这是由于bank角过小或者yaw过大,
飞机的轨迹偏向外侧,因此倾斜转弯指示器的小球偏在右边。


需要slip的好例子有侧风飞行时,故意使机体和航向形成偏流角;
还有short field landing时利用slip增加阻力,达到避开障碍物在短跑道降落的目的。
降落时在低动力下,使用相反方向的脚舵和副翼操作,也就是交叉操纵,就可以得到理想的slip效果。


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使用交叉操纵进入slip又可以分为两种情况,即forward-slip(前侧滑?)和sideslip(横侧滑?)。
它们的状态是类似的,但是由于进入slip的目的不同,并且飞行地面轨迹和航向不同。

forward-slip一般用来在进近时迅速降低高度,能够保持原有飞行轨迹,
并且不会增加速度(毕竟小飞机上没有spoiler)。
heading偏向一侧,从正前方看过去,飞机前进方向和机首方向有一个夹角。
随着飞机接近跑道,在落地之前forword-slip的heading需要被调整到跑道方向,以使机轮正对跑道。
(如果此时有侧风,还需要下面的sideslip操纵)

sideslip使飞机倾斜,一般用于侧风情况下的拉起或者落地操纵。
与forward-slip不同点在于,heading和进入sideslip之前保持一致,
也就是纵轴保持和原有航向平行,但是地面轨迹发生变化,
由于左右两翼一高一低,飞机有一个向低翼端方向横向滑行的分量。
开始sideslip操作时,飞行员先使飞机向上风一侧rolling,并使用rudder保持heading在跑道中间线上。
sideslip使上风一侧的机轮先落地。

"Coordinated flight"状态的小球
Turn and Slip indicator

Turn coordinator

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