[科普中国]-盘旋不稳定性

盘旋

盘旋是指飞机在水平面内连续改变飞行方向的曲线运动。最常见的机动飞行动作之一。航向改变小于360°时，常称作“转弯”。

物体作曲线运动时，有指向曲率中心的向心加速度，由作用在物体上的向心力产生。飞机产生向心力的最有效方法是偏转副翼使飞机倾斜，用升力沿水平面的分力作为向心力(见图)，同时一般还操纵方向舵使得在改变航向时不产生侧滑。进行盘旋时必须协调一致地操纵升降舵，副翼和方向舵，这是一种不易完成得很好的飞行动作。

侧滑角为零、飞行速度及曲率半径均不随时间而变的盘旋称为“正常盘旋”。飞机的盘旋性能，如最小盘旋半径、盘旋一周所需最短时间等，都是对此状态给出的。飞行速度和滚转角不断变化的盘旋称为“加力盘旋”，又称“非定常盘旋”。带有侧滑角的盘旋称为“侧滑盘旋”。随着滚转角的增大，又分为缓盘旋、急盘旋和垂直盘旋，后者滚转角大于70°，是一种特技飞行动作。

盘旋性能是衡量飞机机动性能和格斗能力的重要指标之一。1

盘旋速度飞机进行持续盘旋时的飞行速度。习惯上常指正常盘旋时的飞行速度。在升限处飞机全部可用推力只能维持直线平飞，而盘旋需要使飞机倾斜并增加迎角，从而使阻力增加，因此不可能进行盘旋。低于升限盘旋时就有一个速度范围。盘旋速度不能过低，因低速时迎角已较大，再增大迎角和使用副翼进入盘旋即易引起失速。盘旋速度也不能过高，否则在进入盘旋后随着迎角的增大阻力也增加，常导致飞行速度降低或高度下降。使盘旋半径最小的速度称为“最有利盘旋速度”。1

盘旋半径飞机作盘旋时航迹的曲率半径。习惯上常指正常盘旋时的曲率半径，单位为米。在不同飞行高度下的最小盘旋半径是飞机机动性能和格斗能力的重要指标之一。格斗时，被攻击的飞机常利用盘旋半径较小而甩脱尾追的敌机。实践表明，对于高速格斗飞机，这一性能也很重要。

由盘旋图可以看出，如增大滚转角，则升力提供的向心力增加，盘旋半径减小。但此时升力在铅垂平面内的分力将减小。为了平衡重力，就需加大迎角以增加升力，这就受到失速的限制；同时过载也将增加，这又受到驾驶员生理条件和结构强度的限制；迎角增大使阻力也增大，需要加大油门来增大推力，这又受到可用推力的限制。同时，盘旋速度、高度等条件也都影响盘旋半径。综上所述，最小盘旋半径是一个受到多方面影响的性能。在不同飞行速度和高度下使盘旋半径最小的飞行状态称为“极限盘旋状态”。1

盘旋升降飞机一面盘旋一面改变飞行高度的机动动作。其航向变化至少为360°，航迹接近于螺旋线。又分为盘旋上升和盘旋下降。上升时依靠发动机推力爬高，飞行速度变化不大。盘旋下降用得较多，常见于在机场上空依次等候着陆的情况，此时发动机处于空转或小油门状态。1