起飛

(重定向自起飞

起飛是指航空器飛行過程中離開地面,進入空中的階段。

對於水平起飛的航空器而言,起飛一般需要在跑道上滑行,在到達一定速度及升力後再起飛。若是航空氣球直升機或是一些特殊的固定翼航空器(垂直起降飛機,例如霍克西德利鷂式戰鬥機),不需要跑道即可起飛。起飛和著陸恰好相反,後者是指航空器結束飛行,回到地面的階段。

水平起飛编辑

功率輸出编辑

 
熱氣球的起飛

輕型飛機英语light aircraft起飛時多半是全功率起飛。大型的運輸機會用可以降低功率的flex temp英语flex temp起飛,可以延長引擎壽命、降低維修成本,以及減少產生的噪音。有些緊急情形下,可以增加飛機動力以提昇其性能。發動機 (特別是往复式发动机)會先運作在高功率模式下,確認是否有引擎相關問題。之後會讓飛機運作在旋轉速度(rotation speed,Vr),此時飛機的起落架還在地面,此時會輕巧的操縱飞行控制系统,以促進或產生飛機姿態英语aircraft attitude的變化,只要機翼上方或下方有適當的氣流,飛機就可以起飛,控制系統的目的是使其情形比較容易出現。

在要起飛時,機鼻會上傾5度到15度,以增加機翼產生的升力,有助於起飛。大部份的飛機,在要起飛時需要在跑道上維持巡航速度。

 
三架飛機依序起飛(其俯仰姿態也類似)

設計在高速飛行的固定翼飛機(例如商用喷气式飞机)在低速時很難產生足夠的升力。因此會配合高舉裝置英语high-lift device,例如前缘缝翼襟翼,可以增加空氣動力學上的弧度,並且加大機翼面積,使其在低速時效果更好,更可以產生升力。高舉裝置在起飛前會打開,在爬昇過程會收起來,在降落時也可能會打開。

速度需求编辑

 
捷星航空A321剛從墨尔本起飛後看到的景觀

飛機起飛的速度要求是以相對空氣運動的速度(指示空速英语indicated airspeed)為準。逆風英语headwind讓通過機翼的氣流增加,因此可以降低起飛需要的地面速度。一般噴射機起飛需要的速度在240~285公里每小時(130~154;149~177英里每小時)的範圍內。輕型飛機(例如Cessna 150),起飛速度約100公里每小時(54;62英里每小時)。超輕型飛機英语Ultralight需要的起飛速度較小。針對相同的飛機,起飛速度會和重量有關。重量越重,需要的起飛速度越大[1]。有些飛機特別為短程起降設計,因此可以在很低速的條件下昇空。起飛速度也會受到飛機配置(例如襟翼或前緣縫翼位置)的影響。

運輸機的運作會用到起飛的V速率:V1、VR及V2。這些速度不只受到和起飛性能有關的飛機因素影響,也受到機場跑道長度、斜率,以及其他條件的影響(例如跑道末端是否有障礙物)。飛機速度若低於V1,在緊急情形下,可以中止起飛。若速度超過V1,駕駛會先起飛,再設法降落。在副駕駛報V1之後,接下來會報VR(抬頭速率)或rotate。運輸機的The VR有經過計算,讓飛機在一個引擎失效時,仍可以以V2速度到達到規範的高度。之後會報V2(安全起飛速度)。若二個引擎中有一個引擎失效,飛機需要維持在此速度以上,以符合爬升率以及航行角的性能要求。

若是單引擎或是雙引擎的輕型飛機,機長需計算起飛需要的跑道距離,確保有足夠的跑道長度可以起飛。長度會再加上一安全預度,讓飛機一旦有狀況時,還可以中断起飞。大部份這類旳飛機,任何的引擎故障都是當然的中断起飞原因,因為就算飛機衝過跑道末端,也比飛機昇空,但沒有動力維持飛行要好。

若飛機需要越過跑道末端的障礙物,機長會以最大航行角的速度飛行(Vx),讓固定水平距離下有最大的上昇高度。若沒有障礙物,或已越過障礙物,會加速到最大爬升率的速度(Vy),在相同時間下可以有最大的上昇高度。一般而言,Vx會比Vy要低,而且需要較高的俯仰姿態。

輔助起飛编辑

 
滑翔機駕駛艙看到的拖曳線和牽引飛機

輔助起飛英语Assisted takeoff是指飛機除了自身的動力之外,有用其他輔助動力系統使其起飛。需要輔助動力系統的原因可能是因為飛機重量超過最大起飞重量、動力不足、可用跑道長度不足,或是高温高海拔英语hot and high機場等原因,也可能這些原因都有。滑翔机本身沒有動力系統,無法自己起飛,因此也需要靠輔助動力系統才能起飛。

垂直起飛编辑

垂直起飛是指飛機或是火箭可以以和地面垂直的軌跡起飛。垂直起飛不需要跑道。大部份垂直起飛的飛行體可以水平的降落,不過有些納粹德國空軍火箭動力飛機也是垂直起飛,需要用其他方式降落。例如Bachem Ba 349英语Bachem Ba 349的Natter垂直起飛,降落時需要降落傘輔助。其他比較晚期的納粹德國飛機,例如Heinkel P.1077英语Heinkel P.1077 Julia或Focke-Wulf Volksjäger英语Focke-Wulf Volksjäger,以幾乎直角的角度爬昇,以skid的方式降落[2]

垂直起降飛機编辑

 
鹞式战斗机,垂直起降飛機

垂直起降飛機(Vertical take-off and landing,簡稱VTOL)包括了像直升機一樣,可以垂直起飛、降落及翱翔的固定翼飛機,或是其他有動力轉子的飛行器,例如倾转旋翼机[3][4][5][6]。有些垂直起降飛機也可以以其他模式飛行,例如CTOL英语CTOL(傳送起降)、STOL英语STOL(短程起降)及STOVL英语STOVL(短程起飛、垂直降落)。其他的飛行器,例如直昇機,因為沒有處理水平方向運動的起落架,只能垂直起降。垂直起降飛機屬於垂直(短距)起降(V/STOL)的一種。

除了直昇機外,有兩種軍用的的垂直起降飛機:一種是使用倾转旋翼机為動力的飛機,例如贝尔直升机德事隆波音V-22魚鷹式傾轉旋翼機,另一種是直接用噴射作為動力的飛機,如鹞式战斗机

火箭昇空编辑

火箭的起飛階段會稱為火箭昇空。昇空目標可能是繞地球轨道,也可能是到地球以外的外太空,一般都會在陸地上的固定位置昇空,不過也可以在從海上的浮動平台昇空,例如San Marco平台英语San Marco platform,或是海上发射公司的發射船。

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ Scott, Jeff (4 August 2002) "Airliner Takeoff Speeds". Aerospace Web. Retrieved 12 August 2015
  2. ^ Ulrich Albrecht: Artefakte des Fanatismus; Technik und nationalsozialistische Ideologie in der Endphase des Dritten Reiches (in German)
  3. ^ "Vertical Takeoff & Landing Aircraft," John P. Campbell, The MacMillan Company, New York, 1962.
  4. ^ Rogers 1989.
  5. ^ Laskowitz, I.B. "Vertical Take-Off and Landing (VTOL) Aircraft." Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 107, Art.1, 25 March 1963.
  6. ^ "Straight Up - A History of Vertical Flight," Steve Markman and Bill Holder, Schiffer Publishing, 2000.