Vx 和 Vy 爬升原理

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   问题1：爬升是靠升力还是动力？从平飞改爬升，国内和北美的程序是反过来的——国内：油门补满先，然后建立爬升姿态，然后配平；北美：建立爬升姿态先，然后补满油门，然后配平。

因此，小编在试讲的时候，说爬升的原理是带起爬升姿态增大攻角、因而增大了升力产生初始爬升率，然后补满油门保持空速。教员的脸色一下子就沉了下来。

后来说到Vy（最佳爬升率）和Vx（最佳爬升角）的区别时，教员抓住我的漏洞问道：“为什么Vy的爬升率比Vx快？”我答道：“因为Vy的空速更快，速度向量较大，那么在垂直方向的分量也更大，而速度在垂直方向的分量就是爬升率……”

然后教员抛出了一个终极问题：“咱们就拿172S举例。为什么Vx是62节，而不是60或者65？为什么Vy是73节，而不是70或者80？”

是啊，然后我就懵住了。为什么不大不小，刚刚好是62和73？这两个数字特别在哪里？只要这个问题回答不明白，那说明我对爬升的理解有根本性的错误，表象和实质之间完全断档了。

为了讲明白这个问题，我们得先明确：爬升到底是额外的升力还是额外的动力？

我最开始的理解是升力，结果答案是错误的。原理很简单：

是平飞时的空速更大还是爬升时的空速更大？

显然是平飞。那凭什么说是额外的升力让我们建立了爬升？

答案很明显：是爬升姿态改变了发动机做功的方向，动力在垂直方向上的分力给到了爬升。（有人会说爬升攻角大，那么为什么Vy姿态正8度仰角，爬升梯度也能达到6-8度呢？而机翼安装角（迎角）本来就有两三度。）

在正式分解Vx和Vy原理前，我们得先把两个基本概念区分开：

推力（Thrust）是发动机所产生的能量，是功。马力（Horsepower）是发动机产生能量的快慢，是功率。

   Vx爬升原理

为了把问题说清楚，我们得从Vx说起（最佳爬升角速度爬升）。

Vx是靠推力（Thrust）建立的。

Vx的根本原理是：

可用推力与所需推力之差，称为“额外推力（Excess Thrust）”。

可以说，Vx是能给你最大的额外推力的空速，也就是做最大功的空速。而做功意味着这个力能把物体拉动的距离（功=力*距离）。做最大的功，就意味着拉动力最大的距离（在爬升中也就意味着最大距离）。用函数怎么解释呢？我们先从所需推力说起。所需推力=总和阻力=诱导阻力（与空速成反比）和摩擦阻力（与空速成正比）之和。如下图蓝线所示：

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如果可用推力等于所需推力，那么飞机可以维持平飞。如果低于，则会开始下降；如果高于，则会开始爬升。它们之间的差值越大，爬升的角度就越大。飞机的可用推力与空速成反比，因为空速越小，攻角越大，推力越大。如下图蓝线所示：

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那么额外推力最大（可用推力与所需推力差值最大的地方）在哪里呢？如下动图显示（不要纠结具体的数字）：

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差值最大的地方见上图，这个点所对应的空速就是Vx空速：它给了你最大的额外推力，能给你在垂直方向上做最大的功（爬最大的距离），也就是最大爬升角。

   Vy爬升原理

基于Vx，再要理解Vy（最佳爬升率速度爬升）就好理解了。Vy是靠马力（Horsepower，也就是功率）建立的。Vy的根本原理是：可用功率与所需功率之差，称为“额外功率（Excess Horsepower）”。可以说，Vy是能给你最大的做功速度的空速，也就是做最快功的空速。做功速度再好理解不过了，速度越快，就能在越短的时间内做所需的功，也就是在更短的时间把飞机拉动所需的垂直距离。那么就是最大的爬升率。用函数来解释就是：所需功率曲线=总和阻力*空速，如下图所示：

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可用功率曲线=可用推力*空速，如下图所示：

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可用功率-所需功率=额外功率。如下图所示（不要纠结具体数字）：

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如动画所示，那个速度就是Vy，给你最大的做功速度的空速，也就是在垂直方向上把你以最快速度向上拉动的空速=最大爬升率。

后记

其实从操纵程序来讲（平飞改爬升），国内的程序更容易让人理解（是额外的油门给了我们爬升）。先油门后姿态、先姿态后油门，哪个更好呢？先油门后姿态：空速要花很长时间才能稳到Vx或Vy，但不容易失速；先姿态后油门：能最快建立初始爬升状态，油门补满的一瞬间就完整建立了。但熟练后，无论哪个先、哪个后，几乎都是同时的。毕竟姿态和油门永远分不开，只有合在一起才能创造性能（姿态+油门=性能）。

仅适用于机械仪表的飞机！

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