飞行活动

飞机在空中所作的各种形式飞行，统称“飞行活动”。飞机在空中不仅作平移运动，还有转动，如左右偏航、上下俯仰等。根据飞机转动的特点，可假想有三条通过飞机质心而又互相垂直的轴线，即纵轴、横轴和立轴(或称“竖轴”)(见图1)。飞机绕机体坐标系纵轴的转动，称“滚转”；绕横轴的转动，称“俯仰”；绕立轴的转动，称“偏航”。按飞行高度可将飞行活动区分为，超低空 (距地、水面100m以下)、低空(100～1000m)、中空(1000～7000m)、高空(7000～15000m)和超高空(15000m以上)飞行。按飞行速度区分，则有亚音速(马赫数M<0.75)、跨音速(M=0.75～1.2)、超音速 (M=1.2～5) 和高超音速(M>5)飞行。按气象条件，有简单气象和复杂气象飞行(指在云量7～10、云底高200～400m、水平能见度2～4km气象条件下的飞行)。按昼夜时间，有昼间（日出至日落之间）、夜间（天黑至天亮）、黄昏（日落至天黑）和拂晓（天亮至日出）飞行。按参加飞行的飞机数量，有单机和编队飞行。按自然地理条件，有平原、高原山区、山地和海上飞行。按飞行任务的性质，有训练、战斗和任务飞行。此外，在训练飞行中，还有起落航线、特技、编队、仪表和领航飞行等。

图1 飞机机体坐标系

图正中为随控布局飞机，能作六个自由度活动； 左上角为普通飞机，只能作四个自由度活动

飞行活动中，飞机于某段时间内以相对固定方式进行的运动状况称“飞行状态”； 飞机在运动中的瞬间状况则称“飞机状态”。最基本的飞行状态包括起飞、上升、平飞、下滑和着陆。飞机从开始滑跑至离开地面（拉起）、并加速爬升到一定高度(一般为25m)的加速运动过程，称“起飞”。飞机从一定高度(一般为25m)下滑、拉平、平飞减速、飘落和地面减速滑跑、停止的减速运动过程，称“着陆”。除上述最基本的飞行状态外，还有侧滑及各种特技。飞行时，飞机纵轴与飞行方向不一致的飞行状态，称“侧滑”。一般应避免侧滑，但有时又有意操纵飞机带侧滑，以修正编队飞行的间隔或侧风对着陆的影响等。飞机按一定运动轨迹，作飞行姿态（飞机相对于地面的角位置）、高度、速度、方向等不断变化的飞行，称“特技飞行”。特技飞行是歼击机战斗技术动作的基础。特技飞行中最常见的特技飞行状态有：
❶盘旋 飞机在水平面内以不变的速度和坡度所作的圆周飞行。
❷俯冲 飞机沿较陡的倾斜轨迹作直线加速下降的飞行。
❸跃升 飞机以较大上升角(>30°)作直线上升，以迅速取得高度的飞行。
❹觔斗 飞机在垂直面上作轨迹近似封闭椭圆曲线的飞行。
❺横滚 飞机向左或向右绕机身纵轴滚转360°的飞行。
❻螺旋 亦称“尾旋”，飞机绕自身纵轴旋转、同时飞机重心沿着半径很小的螺线急剧下降。螺旋为失速情况下的一种不正常飞行状态，但为了让飞行员体验及掌握改出方法，也常作为特技飞行训练内容。此外，尚有急上升转弯、半觔斗翻转、半滚倒转、斜觔斗等及轨迹更复杂的特技飞行状态(见图2)。各种飞行状态对飞行人员的生理、心理影响及要求也有所不同。现简介几种飞行活动的特点及其航空医学问题如下。

图2 特技飞行

起落航线飞行 指飞机起飞后按规定航线、高度、速度和预定转弯点飞行一圈，然后着陆的飞行过程。它是一切飞行活动的基础，藉此可训练飞行员掌握飞机起飞、转弯、上升、平飞、下滑、目测和着陆等基本驾驶技术。起飞和着陆的时间短、动作多、难度大。例如，在着陆阶段，从开始拉平到平飘接地的十几秒钟过程中，飞行员必须及时正确判断不断变化着的飞机离地高度、着陆方向、前进速度、下沉速度和飞机姿势等，并进行相应操纵动作，才能使飞机准确而平稳地接地滑跑。目测和着陆也是飞行训练中的一个难点，且其技术容易消退，故在训练中须不断巩固和强化。着陆阶段也最易发生事故，约占全部飞行事故的40～50%，且多见于飞行经验在50小时以内者。因此，要求飞行员应具有良好的注意力分配、距离判断和手足协调能力，并须精力充沛，才能完成此动作。
编队飞行 指两架或两架以上的飞机在一架长机的指挥下，保持一定间隔（指横向距离）、距离（纵向距离）和高度差（垂直距离）的随同飞行。飞行中，僚机的高度、速度和状态均以长机为依据，以便在作战时能密切协同，相互掩护。编队飞行中，长、僚机的转弯半径不同，其相对关系位置不易保持。飞行员必须密切观察、及时发现协同飞机相对运动的微细变化，准确估量飞机运动惯性力的大小，实施有提前量的操纵方法。如掌握不准、误差较大或违反操纵规定，也易发生空中相撞事故(约占全部相撞事故的40%)。编队飞行的生理心理负荷特点是，飞行员的视觉活动频繁、精力高度集中。
仪表飞行 指飞行员完全根据仪表指示判断飞机状态所进行的飞行活动，是掌握复杂气象飞行和夜间飞行技术的基础。作仪表飞行时，飞行员只能依靠众多仪表所指示的信息进行综合判断，并及时轻柔地操纵和修正，始能完成； 由于不能利用平日熟悉的外界景物判断飞机状态，容易发生飞行错觉而威胁飞行安全。要求飞行员必须具有充沛精力、良好的注意力分配和分析综合能力，并经过预防和克服飞行错觉的训练。
高空飞行与超高空飞行 一方面具有空气阻力小、耗油少、气流平稳和能见度好等有利条件。但另一方面，由于高空大气压力低、空气稀薄、温度低等环境因素，也给飞行活动带来一些不利影响。后者如空气稀薄可直接影响飞机发动机的性能和飞机空气动力性能，使飞机的升力和阻力减小、加速和减速性能降低、飞机的安定性和操纵性变差等。故要求飞行员的操纵动作必须格外柔和、保持杆舵协调，始能避免出现失速螺旋、空中停车和俯仰摆动等。此外，为防护人体免受高空低气压、缺氧、寒冷等危害，飞机均采用密封增压座舱，飞行人员配戴个人高空防护救生装备，并强调严格按规定使用，以杜绝事故。进入高空飞行前，应作好飞行人员的高空生理训练、体检、医学监督等卫生保障工作。
低空飞行与超低空飞行 飞机作低空、超低空飞行时，可以避开地面雷达捕捉和防空兵器拦截，而达到隐蔽接敌、突然袭击对方的目的。故近年各国空军都十分重视超低空突防战术。此种飞行也带来一系列航空医学问题。首先，视觉问题非常突出，如地面物体很快掠过，供识别的时间缩短，超过人眼动态视觉能力而无法看清。再者，飞鸟、昆虫、烟雾、山峦、高层建筑物等均严重威胁着飞行安全。故飞行员必须迅速轮番观察仪表、地面和空中(观察舱外时间约占80%)，高度集中精力快速准确操纵，始能防止与外界物体相撞。此外，大气湍流引起的颠簸、高速气流摩擦增温及座舱盖透明玻璃温室效应引起的舱内高温(可达50℃)，以及加速度、振动等的影响也都很突出。故飞行员精神紧张，工作负荷增加，极易疲劳。
高原山区飞行 高原机场空气稀薄，飞机空气动力性能降低，起飞、着陆难度增大。且地形复杂，天气变化急剧，垂直气流较强烈，导航设备的有效距离缩短。飞行员必须严格保持高度，时刻注意天气变化，防止进入危险天气区域，注意保持通讯联络。高原山区飞行具有高空飞行、低空领航和山地飞行的综合特点，飞行劳动负荷大，驾驶技术要求高。
海上飞行 特点是天、海颜色相近，天海线难分辨； 海面目标稀少，不易判定飞机准确位置； 天气变化快，难以预测；空气洁净，背景物少，目测困难，易误高为低、误远为近；保持飞机状态要以仪表为主，过多观察外界容易发生错觉；缺乏导航资料，无备降机场，特殊情况的处理比较复杂等。飞行员精力消耗大，易疲劳和发生错觉。
昼间复杂气象飞行 云中飞行容易发生气流颠簸、飞机积冰、自然光线明暗交替变化急剧等情况。飞行员必须镇定沉着，坚信仪表，柔和操纵，并注意防止出现飞行错觉。
夜间飞行 自然光线暗淡，天地线不清楚，判断高度和距离有一定困难，地标观察受月光、时间、季节及气象等条件影响，故视觉误差大。对明亮的灯光地标易误远为近，对暗淡的灯光地标易误近为远。迎月的能见距离比背月远。要求严格按仪表飞行。座舱设备的使用不如昼间方便，应正确调整座舱灯光和使用遮光板。飞行人员视觉功能受到限制，精神紧张，精力消耗较大，容易发生飞行错觉。
特技飞行 其目的在于充分掌握飞机的性能； 学会迅速变换飞机的飞行速度、高度和方向，能正确判断飞行状态和飞机在空间的位置；培养飞行员英勇顽强、灵活机动和迅速准确的战斗作风。在整个特技飞行过程中，飞机活动范围大，飞行高度、速度和飞机状态变化多而快，既有加速、减速运动，又有滚转和曲线运动。飞行员必须不断观察天地线、地面目标和仪表指示，进行及时准确的操纵。还必须事先熟记有关特技动作的大量飞行数据 (如高度、速度等)、操纵程序、要领和各种特殊情况的处理步骤等。要求飞行员必须具有充沛而集中的精力，优良的记忆力、注意力分配和转移能力，以及熟练的驾驶技术。
在上述特技飞行活动中，当飞机以座舱盖朝向曲率中心作曲线飞行时(如盘旋、俯冲改出、觔斗等)，飞机获得径向加速度，其惯性力以自头指向足的方向作用于人体。在航空医学文献中，常称此种加速度为“正加速度”，称此时的惯性力影响为“正超重”、“正向过载”等。此种过载可使飞行员肢体沉重，体力消耗增加，并可引起严重功能障碍，直到发生意识丧失。至于以座舱盖底部朝向曲率中心的曲线飞行，因引起“负加速度”（负超重），对人体影响更大，一般军事飞行训练中无此类项目。但在俯冲进入、跃升改出、正螺旋改出以及一些意外情况，仍可能遇到。尤以超音速飞行中，由于操纵不当或受外界气流扰动均可使飞机发生剧烈俯仰摆动，每次飞机下俯时的负加速度作用即可能使飞行员头部碰撞座舱盖，故须有专用头盔保护。此外，在特技飞行中还有科里奥利加速度、角加速度、振动等的影响同时发生。要求飞行员应具有健壮的体质，健全的循环功能和前庭功能，良好的加速度耐力、空间定向能力等。此外，还应作好有关的飞行卫生保障工作。