单选题
370.外侧滑转弯是由于离心力比升力的水平分量还大,把飞机向转弯的外侧拉。下列说法错误的是:
A
外侧滑转弯的纠正引起角速度的降低,倾斜角增加,或者二者的结合
B
为维持一个给定的角速度,倾斜角必须随离心力变化
C
在高速飞机上这变得特别重要
答案解析
正确答案:B
解析:
这是一道关于飞行原理中**协调转弯(Coordinated Turn)**与**外侧滑转弯(Skidding Turn)**的题目。我们需要分析外侧滑转弯的物理机制,并找出说法错误的选项。
### 核心概念解析
在水平协调转弯中,飞机受到的力主要包括重力、升力和离心力。
* **升力的水平分量**提供向心力,用于改变飞机的航向。
* **离心力是由于惯性产生的假想力**,方向背离转弯中心。
* **协调转弯条件**:升力的水平分量恰好等于维持该转弯半径和速度所需的向心力(即在旋转参考系中,升力水平分量平衡离心力)。此时侧滑球居中。
**外侧滑转弯(Skidding Turn)**的定义:
当**离心力 > 升力的水平分量**时,飞机有向转弯外侧滑移的趋势。这通常发生在**倾斜角过小**或**转弯角速度过慢**(相对于当前的倾斜角而言,或者更准确地说,相对于当前的空速和倾斜角组合,脚舵使用不当导致机头指向转弯内侧过多,产生外侧滑)的情况下。但在本题语境下,主要关注力平衡关系:**向外拉的力(离心力效应)超过了向内拉的力(升力水平分量)**。
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### 选项逐一分析
#### A. 外侧滑转弯的纠正引起角速度的降低,倾斜角增加,或者二者的结合
* **分析**:要纠正外侧滑(即消除向外的滑动趋势),需要增加向内的力或减小向外的力。
* **增加倾斜角**:会增加升力的水平分量,从而提供更大的向心力,有助于平衡离心力,纠正外侧滑。
* **降低角速度/调整蹬舵**:外侧滑通常伴随着过多的向内侧蹬舵(对于螺旋桨飞机扭矩效应等复杂情况)或姿态不匹配。在实际操作修正中,飞行员通常会**增加倾斜角**以匹配当前的转弯率,或者**减小转弯率(角速度)**以匹配当前的倾斜角。
* 虽然表述略显晦涩,但从物理逻辑上看,纠正外侧滑确实可以通过调整这两个变量来实现平衡。此选项描述的是修正动作的可能结果,逻辑上是可行的修正方向之一(尽管通常我们说纠正外侧滑主要是“增加倾斜角”或“减少蹬舵”)。在考试语境中,这通常被视为一种正确的修正逻辑描述。
#### B. 为维持一个给定的角速度,倾斜角必须随离心力变化
* **分析**:这个说法存在逻辑错误。
* 首先,**离心力不是一个独立变量**。离心力的大小取决于质量、速度和转弯半径($F_c = m \cdot v^2 / r$ 或 $m \cdot v \cdot \omega$)。
* 在稳态转弯中,**倾斜角(Bank Angle, $\phi$)**、**空速(V)**和**转弯角速度($\omega$)**之间有严格的物理关系:
$$ \tan(\phi) = \frac{v \cdot \omega}{g} $$
或者
$$ \tan(\phi) = \frac{a_c}{g} $$
其中 $a_c$ 是向心加速度。
* 如果我们要维持一个**给定的角速度($\omega$)**,倾斜角 $\phi$ 主要取决于**空速(v)**。如果空速不变,倾斜角就是固定的。
* 选项说“倾斜角必须随离心力变化”,这是因果倒置或概念混淆。**离心力是结果,不是原因**。我们不能直接“调节离心力”,而是通过调节空速、倾斜角和转弯率来达成力的平衡。
* 更关键的是,在**协调转弯**中,升力水平分量**等于**向心力(数值上等于离心力)。如果发生外侧滑,说明力不平衡。要恢复协调,我们需要调整倾斜角或角速度。但选项B暗示离心力是一个可以独立变化并决定倾斜角的参数,这是不准确的。实际上,对于给定的角速度和空速,倾斜角是确定的;或者说,倾斜角决定了在特定速度下能产生的向心加速度。
* **错误点核心**:离心力是由运动状态(速度、半径)决定的惯性效应,而不是一个可以独立变化从而要求倾斜角去跟随的外部控制量。正确的逻辑是:为了在特定空速下维持特定角速度的**协调**转弯,倾斜角必须是特定的值。如果发生外侧滑,是因为当前倾斜角小于该协调值。
#### C. 在高速飞机上这变得特别重要
* **分析**:这是正确的。
* 离心力与速度的平方成正比($F_c \propto v^2$)。
* 在高速飞行时,即使很小的角度偏差或操纵输入不当,也会产生巨大的离心力差异,导致严重的外侧滑或内侧滑。
* 高速飞机结构强度限制大,且外侧滑可能导致严重的结构应力或非对称载荷,因此保持协调转弯在高速飞行中至关重要。
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### 结论
选项 **B** 的表述在物理逻辑上是错误的。离心力不是独立变量,不能简单地说倾斜角随离心力变化。倾斜角、速度和角速度三者相互耦合。在给定角速度下,倾斜角由空速决定(在协调转弯中)。外侧滑的产生是因为倾斜角不足以提供当前运动状态所需的向心力,而不是因为“离心力变化了所以倾斜角要变”。
因此,说法错误的是 **B**。
**正确答案:B**
相关知识点:
外侧滑转弯纠正,角度速度要注意
题目纠错
CAAC无人机理论题库2024.09(修订版)
