简介滑翔机原理

简介滑翔机原理

如图一所示，飞机必须以升力克服重力，以推力克服空气阻力才能飞行。飞机产生升力是借着机翼截面拱起的形状，当空气流经机翼时，上方的空气分子因在同一时间内要走的距离较长，所以跑得较下方的空气分子快，造成在机翼上方的气压会较下方低。如此，下方较高的气压就将飞机支撑着，而能浮在空气中。这就是所谓的伯努利（十八世纪荷兰出生，后来移居瑞士的数学与科学家）原理。

根据伯努利原理，飞机速度愈快，所产生的气压差（也就是升力）就会愈大，升力大过重于重力，飞机就会向上窜升。滑翔机没有引擎的动力，它可以靠四种方式升空：(1)弹射器—将滑翔机架设在弹力绳并向后拉，由驾驶员给予讯号后释放绳索而弹射出去。(2)汽车拖曳—将滑翔机系绳于车上拖曳达适当高度后，驾驶员将绳索松开。(3)绞车拖曳—与汽车拖曳相似，只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。(4)飞机拖曳—以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后，滑翔机脱离而自由翱翔。

滑翔机升空后，除非碰到上升气流，否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度，升力就会愈来愈小，重力大于升力，飞机就会愈飞愈低，最后降落至地面。为了让滑翔机能飞得又远又久，它必需有很高的升力阻力比，这就是为什么滑翔机的机翼那么细长，如何突破滞空时间以及飞行高度的纪录是滑翔机设计与制造的最大挑战。滑翔是一种需要高度技巧与飞行知识，借着自然能量遨游天空的运动。

图一 (撷取自"万物原理知多少"，读者文摘出版)

滑翔机术语

主翼

是产生升力的最主要结构，没有它，滑翔机就只

能待在地面上了。滑翔机飞行时，受到气流的影

响，会倾向左右两边摇摆，所以两翼要造成微微

向上倾，形成上反角，亦即从机身前、后看，两

翼略成V字形，以减轻左右摇晃的倾向。滑翔机的

机翼要有足够的挠性，飞行中遇上紊流，可以稍

微上下扑动，避免因变形而折断。

副翼

副翼是连动的，也就是当驾驶杆扳向右，右副翼

向上摆时，左副翼同时向下摆，如此滑翔机会往

飞行员右下的方向翻滚。

扰流板

车子在路上跑时，如果想慢下来，踩煞车就可以了，但是滑翔机如何煞机呢？扰流板向上打开时，会将机翼上的气流扰乱，而使滑翔机减慢速度并下降。这个功能在降落时也是很有用的。

水平尾翼

主翼除了提供升力之外，亦产生一个会造成滑翔机沿着主翼翼展方向的轴向下翻转的力矩。这是造成许多飞行先驱丧生的原因之一。水平尾翼的功能就是提供一个矫正滑翔机俯仰或上下摇动的力矩，以确保飞行中的稳定性。

垂直尾翼

垂直尾翼能校正飞行中的偏行或左右回转，保持方向的稳定。

升降舵

升降舵也是用驾驶杆操控的。当驾驶杆向后扳，升降舵上摆，机头朝上；驾驶杆向前推时，升降舵下摆，机头朝下。

方向舵

方向舵是利用脚踏板来控制的。飞行员踩下左脚踏板时，方向舵向左摆，机头左转；踩下右脚踏板，方向舵向右摆，机头就右转。仅仅操纵方向舵只能改变滑翔机的位置，不能使滑翔机转弯。滑翔机有很强的直线飞行惯性(牛顿第一定律)，转动方向舵会引起侧向滑行，就像开快车急弯时的感觉一样，急弯路面通常会倾斜以防止车子打滑侧行，但是滑翔机在空中是自由的，要使滑翔机转弯而不侧滑，必须同时操纵副翼与方向舵。英文叫做bank，倾斜转弯。

结语

设计、制造、与飞一部飞机绝不是一件简单的事。不过那些不怕学习与努力工作来完成他们的梦想的人将能体验到难以形容的个人满足。It just feels great to design and build your own aircraft.