通用航空概论
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第一节 初识航空器

一、航空器及其分类

(一)航空器的概念

很多人认为,航空器就是飞机,但是二者的概念并不一样。航空器是指在大气层中飞行的飞行器,包括飞机、飞艇、气球及其他任何借空气的反作用力,得以飞行于大气中的器物。

现代航空器的发展,得益于19世纪工业革命带来的科学技术的巨大飞跃。19世纪,不断有人试图突破空气的束缚,但都失败了。随着内燃机的发明和广泛应用,在空气中的飞行也逐渐成为可能。1903年,美国的莱特兄弟率先在美国制造出能够飞行的飞机,并且实现了飞行的梦想。随后,飞机及其相关的科学和技术得到了飞速发展。

(二)航空器的分类

根据产生向上力的基本原理的不同,航空器可划分为两大类:轻于空气的航空器和重于空气的航空器。根据航空器具体的结构特点,还可以进一步细分(图2-1)。其中,轻于空气的航空器靠空气静浮力升空,又称浮空器;重于空气的航空器靠空气动力克服自身重力升空。各种航空器在通用航空领域都有广泛应用。

图2-1 航空器的类别

1. 轻于空气的航空器

轻于空气的航空器的主体是一个气囊,其中充以密度较空气小得多的气体(氢或氦),利用大气的浮力使航空器升空,气球(图2-2)和汽艇(图2-3)都是轻于空气的航空器,二者的主要区别是前者没有动力装置,升空后只能随风飘动,或者被系留在某一固定位置上,不能进行控制;后者装有发动机、安定面和操纵面,可以控制飞行方向和路线。

图2-2 热气球

图2-3 汽艇

2. 重于空气的航空器

重于空气的航空器的升力是由其自身与空气相对运动产生的。根据构造特点还可进一步分为下列几种类型。

(1)固定翼航空器 主要由固定的机翼产生升力。飞机是最主要的、应用范围最广的固定翼航空器。飞机是指由动力驱动、重于空气的一种航空器,其飞行升力主要由给定飞行条件下保持不变的翼面上的空气动力反作用力取得。按级别等级,飞机的类别可分为单发陆地、多发陆地、单发水上、多发水上。

滑翔机与飞机的根本区别是,它升高以后不用动力而靠自身重力在飞行方向的分力向前滑翔。虽然有些滑翔机装有小型发动机(称为动力滑翔机),但主要是在滑翔飞行前用来获得初始高度。

(2)旋翼航空器 旋翼航空器由旋转的旋翼产生空气动力。按级别等级,旋翼机可分为直升机、自转旋翼机。其中直升机是指一种重于空气的航空器,其飞行升力主要由在垂直轴上一个或几个动力驱动的旋翼上的空气反作用取得;自转旋翼机是指一种旋翼机,其旋翼仅在启动时有动力驱动,在该旋翼机运动时旋翼不靠发动机驱动,而是靠空气的作用力推动旋转。这种旋翼机的推进方式通常是使用独立于旋翼系统的常规螺旋桨。

(3)扑翼机 扑翼机又名振翼机。它是人类早期试图模仿鸟类飞行而制造的一种航空器。它用像飞鸟翅膀那样扑动的翼面产生升力和拉力,但是,由于人们对鸟类飞行时翅膀的复杂运动还没有完全了解清楚,加之制造像鸟翅膀那样扑动的翼面还有许多技术上的困难,扑翼机至今还没有获得成功。

二、通用航空器及其分类

(一)通用航空器的概念

通用航空器可通俗地理解为用于通用航空飞行的航空器。与通用航空的定义类似,目前各国对通用航空器的定义也没有统一的标准。根据美国联邦航空局所作的飞机分类,通用航空器是指除用于定期航线的运输机和大型喷气飞机以外的所有民用飞机,它可运送与其航线要求相当的旅客或货物,而不要求必须为全客机型或全货机型飞机。因此,通用航空器又可定义为除航线航空器之外的民用航空器,主要用于非定期运送旅客与货物和航空作业。

通用航空器是航空器中数量和型号最多的机种,不仅包括小型飞机,还包括大型涡轮飞机、螺旋桨飞机和直升机。通用航空器的用途不仅极为广泛,而且相互交叉:同一型号的通用航空器可用于不同类型的通用航空活动,而不同类型的通用航空器又可用于同一类型的通用航空活动。无论是设计还是发动机和航空电子设备,无论是其可靠性、性能还是功能,现代通用航空器都可以与任何民航客机相抗衡,甚至在某些方面超越民航客机。

(二)通用航空器的分类

由于通用航空器的用途非常广泛,航空器的构型、特点各有不同,可按用途、航空器类型和驾驶员技术要求对通用飞机进行大致划分。

1. 按用途划分

通用航空器按用途不同可分为运动飞机、公务机、农林飞机、多用途飞机。

运动飞机主要是指用于娱乐飞行和私人旅行的飞机,这类飞机多为采用单发或双发活塞发动机的小型飞机,飞机价格便宜、数量众多。

公务机是指专门用于行政与公务飞行的飞机。这类飞机有可乘4~6人的小型机,也有载客20人左右的大型公务机。随着公务航空的快速发展,公务机已成为通用飞机中发展较快的一部分。

农林飞机是指经制造和改装后专门用于农业和林业服务的飞机,其最典型的用途为灭虫、施肥和播种。大部分的农林飞机是固定翼飞机,直升机也正在得到越来越多的应用。

多用途飞机是指用于各种工业航空服务、客货运输的飞机。此类飞机数量繁多、用途庞杂,其用途包括飞行培训、科研生产、客货运输、地质勘探、海洋监测、空中游览、医疗救护以及监护飞行等。多用途飞机包括固定翼飞机和直升机。

2. 按航空器类型划分

通用航空器按航空器类型可划分为固定翼飞机、旋翼机两类。固定翼飞机按采用的发动机类型包括活塞发动机飞机、涡轮螺旋桨发动机飞机、喷气飞机。旋翼机则包括直升机和倾转旋翼机,由于民用倾转旋翼机尚未投入使用,这里的旋翼机是指直升机。直升机按采用的发动机也可分为活塞发动机直升机和涡轴发动机直升机。

3. 按驾驶员技术要求划分

不同的通用航空器飞行对驾驶员的驾驶技术要求也有所不同,因此按驾驶员技术要求可将通用航空器划分为下述3类。

(1)个人 用于航空器拥有者个人使用的航空器。航空器的拥有者也是航空器的驾驶员。通常飞机的驾驶员按目视飞行规则(VFR)驾驶飞机,因而其飞行对本国空中交通管制系统造成的负担也较小。飞机拥有者一般不租用机库停放飞机,并且也不需定制民用天气服务。

(2)公务 航空器拥有者兼飞行员用于公务飞行且飞行过程中无专业空勤人员参与的航空器。典型的公务飞行活动如某个销售人员驾驶其自有飞机访问其销售区域的不同地点。一般来说,飞机拥有者与其他人共同租用机库停放飞机,购买保险并且会购买民用天气预报服务。一般来说公务机拥有者要比个人使用者更频繁地驾驶飞机飞行。

(3)行政、通用和其他 其飞行需要专业空勤人员参与的航空器。这些航空器的拥有者一般需要租用私人机库、支付保险并且雇用专业驾驶员。