主题：【原创】迈向蓝天（引子） -- 大兔子

说起协调转弯（coordinated turn），大家应该都比较熟悉，至少是听说过。飞过FSX的朋友应该是知道要诀就是要保持那个balance ball在中间。我们也都知道转弯的时候几个基本的动作：往转的方向压杆，往转的方向蹬舵，同时要往后拉一点点杆确保不掉高度。这个其实也是我开始真正学习转弯之前所知道的全部。但是，在真正的飞行中，到底压多少杆要踩多少舵，到底要拉多少杆才能保证不掉高度，这些都是十分困惑我的问题，也导致我最初阶段飞的转弯总是不稳定。有时状态好能飞出几个很漂亮的协调转弯，但是很多时候都会手忙脚乱，顾了这个顾不了那个。

经过了认真的理论学习，主要学习了Stick and Rudder这本书。它很透彻的从原理上分析了到底转弯是怎么飞出来的，我读了之后如有醍醐灌顶之感，终于明白了转弯是怎么回事，也明白了以为自己知道，但是实际上完全错误理解了的概念。明白了原理以后自然而然也就知道什么时候应该怎么样操纵了。

经过了FSX的模拟测试和真实飞机的实验，验证了我的理解是完全正确的，同时也把我转弯的准确度瞬间提高多倍。如果没有理论指导，光靠傻练也许最后也能练出来，但是那就真不知道要练多久才能达到了。所以，为了让大家也能分享我的经验，不重新走弯路，我用下面的篇幅先理论，后实践，把飞机到底是怎么转弯这件事情争取能给大家说明白了。下面正式开始。

关于杆舵协调，实际上是两个主要问题要搞清楚：一个是转弯的时候到底要用多少杆，多少舵，怎么配合； 第二个是转弯的时候应该拉多少杆才合适。

首先我们先探讨第一个问题：为什么飞机转弯的时候需要尾舵(rudder)，或者换个说法，为什么飞机转弯时不需要尾舵。

从基本的物理学原理来讲，如果一个匀速直线运动的物体，要转弯，也就是变成圆周运动，是需要一个向心力的。这个向心力我们一般生活中称为离心力。如果你用一条绳子一头绑一个石头然后抡圆喽，你得使劲拽住绳子这头这样石头才不会飞出去砸到别人家玻璃，而你拽住绳子的这个力量，就是石头进行圆周运动需要的向心力，这个力的方向时刻垂直于石头运动的方向，指向圆周运动的圆心，也就是你的手。如果你松手了，向心力没了，那石头就按照自己的惯性进行直线运动，直奔旁边的玻璃去了，而你也就麻烦了。

飞机就相当于那块石头，本来在进行着直线运动，现在你要让它转弯，你得有一根绳子从旁边垂直的拉它，它才会转弯。当然，你是不能在飞机上绑一根绳子的，但是如果我们可以让飞机在它运动垂直的方向受到一个拉力的作用，那就跟用绳子拉它是一样的。

那怎么样才能产生这么个垂直于前进方向的力呢？请看下面那张图。答案是很显然的，因为飞机是可以左右滚转的（Roll）。在正常平直飞行时，机翼产生一个垂直于机翼方向的升力来平衡飞机的重力，但是如果我们把飞机绕纵轴旋转一个角度，那升力就会指向斜上方，这时就同时提供了一个垂直向上的升力，和一个指向飞机侧面的向心力。这个向心力就是造成飞机运动轨迹从直线运动变成圆周运动的原因，也就是转弯的动力。

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所以，从这里我们知道，飞机转弯实际上是没有尾舵什么事的，它完全是依靠是左右倾斜来进行转弯。如果你现在还脑海中还存有一丝丝念头，认为飞机的尾舵和船的舵一样，都是用来控制方向进行转弯的，那现在就是你把这个念头彻底从脑海中赶出去的时候了。

也许你会说，既然尾舵跟飞机的转弯没什么关系，那我们转弯的时候干脆完全忘记它算了。但是，一样东西的存在总是有它的原因的。我们来看看如果完全不用尾舵转弯会怎么样。

假如你现在正在平直飞行状态中，尾舵和副翼都居中。现在你希望往右转弯。按照我们刚才说的，我们要往右转，就要让飞机向右滚转，也就是左边机翼升高，右边机翼降低。但是我们怎么才能达到这个效果呢，对了，我们有副翼。于是我们向右压杆，造成左边的副翼向下偏转，左翼的攻角和升力提高，而右边的副翼向上偏转，造成右翼的攻角和升力减少。这时候，左翼和右翼的升力不再处于平衡状态了，产生了一个升力差，这个升力差开始推着飞机沿纵轴向右滚转。而滚转的速度，取决的升力差的大小，也就是压杆的多少。这里请特别注意一点，压杆的多少，控制的是滚转的速度，而不是角度。

但是，请想想看，我们得到的这多余的升力，是免费来的吗？世上没有免费的午餐，多得到的升力总是和变大的阻力一起出现的。当左翼的攻角和升力提高的时候，左翼的阻力也随之变大。 而同时右翼的攻角和升力减少时候，右翼的阻力却降低了。这时候两个机翼的阻力不同，左翼变大，右翼变小，会产生一个什么效果呢？请记住我们是在进行右转弯。实际上的效果是，飞机在向右滚转的同时，机头指向却是在向左偏航。这种偏航的效应，我们称为adverse yaw.

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好了，现在我们的飞机进入了一个别扭的姿态。向右的向心力，拖着飞机开始进行一个向右的圆周运动。但是，飞机的机头却别向左边，而不是对准圆周的切向方向。飞机变成了右侧面迎着风，有点类似于螃蟹一样的横着前进。这时候，因为飞机侧面朝向前进的方向，你就会看到驾驶舱里的balance ball偏向了右边。这种别扭的姿态，就是所谓的不协调转弯（uncoordinated turn）。

为了不要这么别扭，这时候就需要我们的尾舵出场了。尾舵的作用是在机尾上施加一个左右方向的力，效果就是飞机会绕着重心左右转动。我们现在在这个不协调转弯的时候踩一点右舵。要踩多少呢，我们要踩到尾舵的力量正好完全抵消左右副翼阻力的差，把这个阻力的差给平衡掉。这种情况下，飞机不再有偏航的力矩，而机头也会转回来正对圆周的切向，完全是正面迎风，座舱里的balance ball也会回到中间了。这时候就变成协调转弯了。

所以我们有了第一个问题的答案：

飞机转弯是靠左右滚转的，而尾舵的唯一作用就是平衡左右机翼的阻力差，克服adverse yaw。

下来我们继续讨论问题二，转弯的时候拉杆到底要拉多少才合适。

请看上面的飞机转弯受力那张示意图。当飞机滚转到一个角度时（比如30度时），机翼产生的升力被分解为两部分。一部分是垂直向上的，这部分起到飞机滚转以前升力的作用，也就是对抗飞机的重力，而另一部分是水平方向的，也就是拖动飞机进入圆周运动的向心力。

从那个受力分解的图可以很容易看出，飞机滚转状态下升力向上的分量，显然是比飞机没有滚转前的总升力要小。如果机翼产生的总升力不变的话，飞机滚转的角度越大，这个升力的分量就越小。

这个升力的垂直分量，是用来抵消飞机的重力的。当飞机平直飞行时，机翼产生的全部升力都用来对抗飞机的重力，如果这时候飞机是处在一个高度不变的状态的话，机翼产生的升力是准确的等于飞机的重力的。当飞机滚转时，却变成只有机翼产生的总升力的一部分来对抗飞机的重力了，如果机翼的总升力不变，那我们就会有升力小于重力的情况，而飞机就要往下掉高度。

为了让飞机不掉高度，我们必须增加升力，也就是让我们这个升力的垂直分量要增大到和滚转前机翼总升力那么大，这样才能在抵抗住飞机的重力的同时，还能提供水平方向的向心力。而如何增加飞机机翼的升力呢，30度以内的滚转，我们只需要增加机翼的攻角，也就是拉杆就可以了。30度以上的steep turn, 我们还得增加油门。那到底要用多大的力气拉杆呢？既然滚转的角度越大，升力的垂直分量跟总升力比就越少，所以我们要保持垂直分量不变，就需要根据按照滚转的角度来增大总升力，也就是滚转角度越大，拉杆就要越多。

所以，第二个问题的答案我们也有了：

转弯的时候拉杆，是为了增加机翼的攻角，从而增加机翼的总升力，使升力垂直的分量能够增大以平衡飞机的重力。拉杆的多少，取决的飞机滚转的角度。

好了，已经有足够多理论了，该被我吓跑的也跑得差不多了，能耐心看到这里的人，可以继续看下面实际操作的部分。

有了上面两个问题的答案，我们可以总结一下转弯操作的准则，实际上是同时手眼协调两件事情。

1。尾舵要和副翼的操作幅度相协调。只要有副翼操作，就应该有对应一侧的尾舵来平衡偏航的阻力。

2。拉杆的幅度和飞机滚转的角度相协调，滚转角越大，就应该拉的越多。（限于30度以内的转弯。45度以上的steep turn又有不同）。

按照这两个准则，我们把转弯分为三个阶段分别描述：

[提示：原图站已失效]

第一个阶段是建立转弯状态。飞机在平直飞行状态下，当我们要开始转弯时，首先要向转向一侧压杆同时蹬舵。杆量与舵量要协调一致，目视外界确保飞机没有因为adverse yaw的效应往转弯的反方向偏航，或者过早开始往转弯的方向偏航。这时飞机会开始逐渐滚转，随着滚转的角度增大，逐渐增加拉杆的力度，保持住高度不变。当滚转的角度到达预定角度时（例如30度），杆和舵都基本回中。随着情况不同，飞机有时会有过度滚转的趋势，有时会有滚转不足的趋势，所以视情况需要保持一点杆和舵量来维持稳定的滚转角度。有时是往转弯的方向，但是也有时可能是往反方向。但是无论那个方向，杆和舵总是一致协调的，左杆就左舵，右杆就右舵，打的多就踩的多，和飞机的姿态没有关系。

第二个阶段是稳定的转弯阶段。当第一阶段完成后，飞机已经建立了协调转弯的姿态。这时如果低头查看balance ball，应该是处在中间位置，同时高度也维持不变。这个阶段主要是监视转弯的状态，如果有偏差发生加以修正，同时保持住稳定的滚转角，让飞机自然转向。如果在稳定转弯的过程中，发现balance ball偏向一侧（例如转弯的内侧），先不要急忙蹬舵来修正。首先要检查高度表，确保飞机没有在改变高度。因为当拉杆力度不足，飞机一边盘旋一边掉高度的时候，飞机其实下降这个方向的运动相对于机身是横向的，也就是会把balance ball抛向转弯的内侧。这时如果盲目的蹬舵修正，则会把机头转向下方，这样转弯就会逐渐演变成为螺旋俯冲（spiral dive）。如果拉杆过度也是同样，只是ball会被抛向转弯的外侧。所以，当转弯中发现balance ball不平衡时，首先要检查高度是否在变动。拉杆不足高度下降会把ball抛向转弯的内侧，而拉杆过度高度上升会把ball抛向转弯的外侧。这时如果正确的修正了拉杆的力度，会看到ball回到中间位置。如果高度确实已经保持正确没有变动了，ball还是指示有侧滑，这时才需要踩舵来修正。

第三个阶段是退出转弯的阶段。当飞机转向至目标航向5度左右的时候，可以开始退出转弯了。退出转弯的操作首先是向转弯的反方向压杆同时蹬舵，同样是杆量和舵量要协调。这时的adverse yaw效应是把机头推过预定的目标航向（overshoot)，所以要注意杆和舵协调克服这个adverse yaw的效应，把机头的方向定在需要的目标航向上。这时飞机的滚转角会逐渐减小，随着滚转角的减少，逐渐的放松拉杆的力度，确保飞机不会飘起。当飞机滚转到水平时，杆和舵都回中。这时飞机应该正对这目标航向，维持在进入的高度，且机翼水平。

以上操作技巧在FSX及真实C172R上均验证过，效果显著。