slip和skid兩種側滑

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slip/skid好像這兩個詞翻譯成側滑,斜滑,但具體區別是什麼?
試著總結一下。

大家看賽車時經常可以看到選手在轉彎時使用側滑的技術,
故意的使"車身橫向" 移動,以達到快速轉向的目的。
(一般情況下側滑指的是轉向過多或甩尾,比如轉方向盤汽車應轉30度,
可實際上車子卻轉了40度。)

在空氣動力學上,比如要使飛機向右轉彎,順時針轉動操縱盤,
於是左側副翼放下,右側副翼抬起,這樣左側機翼升力大於右側,
機身沿著縱軸順時針方向橫滾(roll),因此航向向右側轉向。
但此時由於左側放下的副翼產生的阻力,造成飛機的反向偏移量(adverse yaw),
於是機首偏向相反的左側,轉向的速率降低,效率降低。

這個現象就是"slip",現象本身屬於一種側滑,因為機身並不正對著正面的氣流,
說白了就是斜著飛,側著飛,像是螃蟹橫著走。

為了修正反向偏移量,需要踩右側方向舵踏板rudder,使機首沿著垂直軸向右側偏移量。
但是此時如果修正量過大,機身側滑量大於所需要的角度,
這個現象就是"skid",可以聯想上面的賽車手的故意側滑的例子,這樣比較容易記憶。
skid要比slip危險,因為在接近於失速速度時,低翼端會比高翼端先失速,很容易發展成為尾旋。
而slip高翼比低翼先失速,於是飛機的bank角變小,失速的可能性也就變小。

slip和skid的問題在於阻力,消耗了能量,降低了升力。
新手往往在轉彎時操作不好rudder而陷入slip。
大風天爬升時也容易產生slip,造成爬升性能下降,這尤其是需要躲避障礙物時變得危險。
既沒有slip也沒有skid的完美狀態就是"Coordinated flight"了,這樣升阻比(L/D ratio)才高。


上圖中,左側的飛機處於slip狀態,這是由於由於bank角過大或者yaw的不足,
飛機的軌跡偏向內側,因此傾斜轉彎指示器的小球偏在左邊。
相對的,右側的飛機處於skid狀態,這是由於bank角過小或者yaw過大,
飛機的軌跡偏向外側,因此傾斜轉彎指示器的小球偏在右邊。


需要slip的好例子有側風飛行時,故意使機體和航向形成偏流角;
還有short field landing時利用slip增加阻力,達到避開障礙物在短跑道降落的目的。
降落時在低動力下,使用相反方向的腳舵和副翼操作,也就是交叉操縱,就可以得到理想的slip效果。


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使用交叉操縱進入slip又可以分為兩種情況,即forward-slip(前側滑?)和sideslip(橫側滑?)。
它們的狀態是類似的,但是由於進入slip的目的不同,並且飛行地面軌跡和航向不同。

forward-slip一般用來在進場時迅速降低高度,能夠保持原有飛行軌跡,
並且不會增加速度(畢竟小飛機上沒有spoiler)。
heading偏向一側,從正前方看過去,飛機前進方向和機首方向有一個夾角。
隨著飛機接近跑道,在落地之前forword-slip的heading需要被調整到跑道方向,以使機輪正對跑道。
(如果此時有側風,還需要下面的sideslip操縱)

sideslip使飛機傾斜,一般用於側風情況下的拉起或者落地操縱。
與forward-slip不同點在於,heading和進入sideslip之前保持一致,
也就是縱軸保持和原有航向平行,但是地面軌跡發生變化,
由於左右兩翼一高一低,飛機有一個向低翼端方向橫向滑行的分量。
開始sideslip操作時,飛行員先使飛機向上風一側rolling,並使用rudder保持heading在跑道中間線上。
sideslip使上風一側的機輪先落地。

"Coordinated flight"狀態的小球
Turn and Slip indicator

Turn coordinator

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