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 天高任鸟飞:航空航天卷
1.3.3.1 起飞

起飞

飞机由地面静止转向空中飞行的整个过程称为起飞。准确地说,起飞是指飞机从起飞线(此时飞机相对于地面的速度和高度都为零)开始滑跑到离开地面,并且爬升至安全高度(15米或25米)为止的加速运动过程。

一般喷气式飞机的起飞过程,包括地面滑跑、离地、加速爬升(图17)。

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图17 起飞过程示意图

当飞机得到起飞命令以后,飞行员加大飞机的油门开始滑跑,当滑跑速度达到一定数值时,飞行员向后拉驾驶杆使飞机的迎角增加,这样飞机的升力就随着滑跑速度和迎角的增加而增大。当升力增加到大于飞机的重力时,飞机便开始离开地面。飞机继续加速爬升,当飞机爬升到离地面10~15米时,飞行员便开始收起起落架以减小飞行阻力。当飞机爬升到安全高度以后,起飞阶段就结束了。

衡量飞机起飞性能的重要标准是起飞距离。起飞距离是指飞机从起飞线开始,一直到飞越安全高度所经过的地面水平距离。所谓安全高度,英、美等国规定为10.7米或15.2米,俄罗斯规定为25米。显然,飞机的起飞距离越短,对机场跑道长度的要求越小,建筑机场的费用也越少。同时,拥有着较小起飞距离的军用飞机,可以迅速起飞投入战斗。然而,随着航空技术的不断进步,飞机的重量越来越大,飞行速度越来越高,这就使得飞机的起飞速度大为提高。起飞速度越高,就意味着需要更长的跑道和更大的机场,降低了军用飞行在战场部署上的机动性。因此,为了提高飞机起飞时的加速度,尽快地达到离地速度,缩短起飞滑跑距离,人们想尽了各种各样的方法来改进飞机的起飞性能,包括起飞加速器、弹射器、加速车、斜台发射装置等。

为了更有效地减小飞机的起飞距离,使战斗机更灵活的分散配置,便于伪装,更突然地打击敌人,科学家们甚至发明了垂直起落技术。垂直起落技术就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术,始于20世纪50年代末期。垂直起落飞机,是由发动机提供向上的推力来克服重力实现垂直起落的。垂直起落飞机产生升力的办法有3个:偏转发动机的喷管;直接使用升力发动机提供升力;前两种办法的组合,同时使用升力发动机和主发动机。目前世界上服役的垂直起落飞机,有英国的“鹞”式系列(图18)、美国的AV-8系列、俄罗斯的雅克-36。

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图18 英国的“鹞”式战斗机在进行短距离起飞