再论空中的感受
“怎么样？喜欢吗？”
你谢过教练员，把自己的感受（当然了，有个别地方跟上面说的并不一样）分享给他听，有的人可能会隐藏一些恐怖的关头，也有人不会隐藏，就看个人性格怎么样了。随后话题自然地延伸到了飞行中各种其他印象的领域（没错，就是“领域”，而不是“方面”[3]）。
“当我第一次看到飞机下的地面朝着侧面倾斜时，”你说，“我不由自主地把身子往后仰，并开始往相反的一侧缩去……因为这种时候大概会有危险吧？”
“这个问题属于飞机如何在空中维持平衡的问题。对于乘客以及每位航空的新手，这都是个特别有趣的问题，我想，是因为在这里面体会到的感受吧。每次转弯（也就是飞机在水平面上的转向）都必然会伴随着倾斜。你看，我在沙子上画了条飞行的曲线，垂直朝下的是飞机受到的重力P，右边是向心力C（图3-8）。很明显，这两股力会形成一股合力R，为了抵消这股合力，飞机的支撑力与垂线之间也必须有一个倾角。所以才需要横向倾斜。但飞机的飞行速度和曲线的半径不同，倾斜的角度自然也不同：在有些情况下，转弯比较和缓；也有些情况下，转弯非常急剧。而飞行员呢，你想象一下，他并不总能发现转弯是急是缓，甚至从直线变到转弯的过程都注意不到呢……”
图3-8 飞机转弯时的受力示意图。P—飞机所受的重力，C—向心力，R—二者的合力。
“可地面明显会往一侧倾斜呀？转弯越急剧，倾斜就越大！”
“没错，当我们看得见地面或太阳，哪怕只有脚下的云海或天上的月亮和星星作为替代时，我们的眼睛便能感受到这些变化。然而正如你之前所见，并不是你这个人在倾斜，而是地面在倾斜，这说明了什么？这说明飞机上的人依然觉得自己身体的纵轴处于垂直状态，哪怕是转弯时也不例外；在飞行员的意识中，他所受重力的方向并非垂直于地面，而是沿着合力R的方向——看我的图示。而他觉得的“地平面”其实是正交于这个合力的平面，真正的地平面对他来说反而是跑到侧面了。这是个极其重要的情况；正因为如此，即使飞行员在各方面都非常清楚自己‘脱离了地面’，却还是得靠视觉与地面保持联系。没有了这条‘绳子’，‘鸟的技艺’对我们来说就是力不从心的……”
“可是，您自己都说过肌肉感觉的事呀……我想，人到底还是像鸟儿一样，也拥有自己的平衡器官吧……好像是在耳朵里面？”
“对的，肌肉感觉能起到一点提示作用，你自己大概也发现了吧？在转弯时，你会被紧紧地压在座位上，比直线飞行时要紧——这是因为合力R比重力P大。但这对定位来说还是太少了。至于我们人类的平衡器官嘛，请你回忆一下，假设你喜欢游泳吧——当你一个猛子扎进水里在水下环游时，这些平衡器官会变得多么无力，又派得上什么用场呢？因为这时你承受的大抵只有身体的浮力。我们的平衡器官是内耳中的三条半规管，处于三个相互正交的平面上；这些管道里流动着液体，其液面能接触到听觉神经；当身体的平衡被破坏时，液面的位置会发生改变，特殊的神经便把这种变化传达给意识。”
“那为什么这些器官在空中也不管用呢？难道鸟儿有别的平衡器官吗？”
“鸟儿的平衡器官的构造和我们基本相同，但发育程度要完善得多了。只需指出一点：当鸟儿的听觉器官受损后，它们就会失去在飞行中维持平衡的能力，简单说就是飞不了了。说到人嘛……我给你举两个事实。在第一次世界大战期间，美国空军特意招募了许多聋哑人，而他们的飞行能力并不比其他飞行员差，有时还要更好。这是第一个事实。另外，你再看看沙子上的图——当飞机正常转弯的时候，铅锤并不会保持垂直也就是重力P的方向，而是沿着合力R的方向，它与飞机的相对位置并不改变。再比如我给你看过的倾斜仪或者是人耳里的半规管吧，其中的水平管的情况也正是如此，它的液面位置会随着飞机的倾斜而改变，所以指示不出这种变化。这也就是为什么人的平衡器官和普通的水平仪一样，在这种情况下根本就不管用。”
“这么说来，不管是这些倾斜仪还是我们的耳朵，对飞机来说都根本不需要，但我还是不愿意离开它们？”
“这也不尽然。我说的是正常转弯的时候，意思是说倾斜的大小满足平衡的所有条件；换句话说，机翼的支承力与合力R的方向相同。现在想象一下这种关系不存在了，也就是说，要么倾斜不足，要么倾斜过度。在前一种情况下，飞机会向外偏；在后一种情况下则是向内偏。正常的转弯是完全无害的，这些不正常的位置在飞行中则是很危险的，绝不能允许发生的，因为这有可能导致飞机失速而引发事故。而水平仪和你的听觉器官就能感受到这种异常了……不仅如此，你身体左右两侧会感受到不同的压力（朝向座位或两侧的压力），肌肉感受也会将危险的信号传达给你。”
“嗯，真复杂……可要是飞行员真的对飞机的位置和自身的状态完全失去了判断，他还能怎么办呢？莫不是得直接降落吗，老哥？”
“没错，万一与地面失去了视觉联系，比方说飞进了雾里、云里或大雪里，就会陷入所谓‘尴尬处境’。不管是高是低，全都感觉不到……你知道吗，曾有架大型客机在浓雾中着陆，结果背朝下、轮朝上地降落在地上，而客舱里幸免于难的乘客直到飞机撞地时才醒悟过来。竟然弄到这种地步……现在人们也找到了解决办法。既然没有自然的地平面，那就只能靠人工创造的了……于是就有了一种叫作‘航空地平仪’或‘陀螺测斜仪’的仪器，其中的液面或铅锤与陀螺仪相连，因此总能指示出真正的地平面的位置，不管飞机在空中是什么位置。”
“您倒是说说，搞出这么一大堆仪器岂不是很容易混淆吗？还不如设计一种能充分保障飞机稳定性的手段呢，这样不是更简单吗？人们好像早就研究过飞机的自动稳定性了，况且也不是没有取得成果吧？”
“我早就料到你会问这个了……没错，不管以前还是现在，都有很多人有这种想法……但这其实是个大问题，里面存在许多成见……可现在太晚了……咱们下次再聊这个吧？顺便告诉你，到时候还能看到花样飞行呢，也就是高级的特技飞行……想看吗？”