单选题
29.飞机转弯时,为保持高度需要增大迎角,原因是:
A
保持升力垂直分量不变
B
用以使机头沿转弯方向转动
C
保持升力水平分量不变
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考察的是飞机在转弯飞行时的受力分析,特别是升力分解与高度保持之间的关系。以下是详细解析:
### 核心原理:升力的分解
当飞机水平直线飞行时,升力($L$)垂直向上,完全用于抵消重力($G$),即 $L = G$。
当飞机进行**协调转弯**(Coordinated Turn)时,飞机需要向转弯内侧倾斜一个坡度角($\phi$)。此时,总升力矢量也随之倾斜,可以分解为两个分量:
1. **垂直分量($L_v$)**:$L_v = L \cdot \cos(\phi)$,方向垂直向上,用于抵消重力,维持高度。
2. **水平分量($L_h$)**:$L_h = L \cdot \sin(\phi)$,方向指向转弯圆心,提供向心力,使飞机改变航向。
### 为什么需要增大迎角?
1. **高度保持的条件**:
要保持高度不变,飞机在垂直方向上的合力必须为零。这意味着升力的**垂直分量**必须始终等于飞机的重力。
$$ L \cdot \cos(\phi) = G $$
2. **坡度的影响**:
在转弯时,坡度角 $\phi > 0$,因此 $\cos(\phi) < 1$。
为了使得 $L \cdot \cos(\phi)$ 仍然等于 $G$(即保持垂直分量不变以抵消重力),总升力 $L$ 必须**增大**。
$$ L = \frac{G}{\cos(\phi)} $$
由此可见,坡度越大,所需的总升力 $L$ 就越大。
3. **如何增大升力**:
根据升力公式 $L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$,在速度($v$)和空气密度($\rho$)等条件不变或变化不大的情况下,要增大总升力 $L$,最直接的方法就是增大升力系数($C_L$)。而增大升力系数的主要手段就是**增大迎角**(Angle of Attack)。
### 选项分析
* **A. 保持升力垂直分量不变**:**正确**。如上所述,为了不损失高度,升力的垂直分量必须始终等于重力。由于倾斜导致部分升力被用作向心力(水平分量),垂直分量自然会减小,因此必须通过增大总升力(增大迎角)来补偿,从而确保垂直分量维持在足以抵消重力的水平。
* **B. 用以使机头沿转弯方向转动**:错误。使机头转动主要依靠方向舵配合副翼产生的偏航力矩和滚转力矩,以及升力水平分量提供的向心加速度,而不是靠增大迎角直接实现转向。
* **C. 保持升力水平分量不变**:错误。水平分量是提供向心力的,其大小取决于速度和转弯半径。增大迎角是为了增加*总*升力,进而保证*垂直*分量足够,而非为了保持水平分量不变。实际上,随着坡度增加,若速度不变,水平分量通常会变化以适应新的转弯半径。
### 结论
飞机转弯时倾斜机翼,导致升力矢量倾斜。为了防止因升力垂直分量减小而导致掉高度,飞行员必须拉杆增大迎角,以增加总升力,从而**保持升力的垂直分量不变**(等于重力)。
故正确答案为 **A**。
相关知识点:
转弯保高,增大迎角维垂直升力
题目纠错
CAAC无人机理论题库2024.09(修订版)
