为什么飞机不用发动机转向?

飞机不用发动机转向，这是一个很有意思的问题，很多人可能会直观地认为，既然发动机能提供动力，是不是也能通过控制发动机的方向来实现转向？答案是：理论上可以，但实际操作中，飞机采用的转向方式是经过深思熟虑、兼顾效率、安全和操纵性的最佳选择。

首先，我们要明白，飞机在空中飞行的核心是升力。升力由机翼产生，这是让飞机脱离地面、在空中保持稳定飞行的关键。而飞机的姿态（俯仰、滚转、偏航）以及方向的改变，都离不开这个升力的作用。

为什么不直接用发动机转向？

1. 转向的原理和飞机的控制面：
飞机在飞行中改变方向，主要依靠的是操纵面（Control Surfaces）。最关键的操纵面包括：
副翼（Ailerons）： 位于机翼外侧后缘，左右副翼联动（一个向上，一个向下），用来控制飞机的滚转（Roll），也就是让飞机向左或向右倾斜。飞机倾斜后，升力的方向也随之倾斜，一部分升力会产生水平分力，从而推动飞机向倾斜的方向转弯。
升降舵（Elevator）： 位于水平尾翼后缘，控制飞机的俯仰（Pitch），让机头向上或向下。
方向舵（Rudder）： 位于垂直尾翼后缘，控制飞机的偏航（Yaw），让机头向左或向右。

当你向左打杆时，飞机会先产生一个向左的滚转，机翼倾斜，然后通过副翼和方向舵的协同配合，完成一个平稳的转弯。

2. 发动机的局限性：
转向角度有限： 现代飞机上的喷气发动机，其喷口是固定在机翼或机身上的。即使有些发动机可以进行小角度的推力矢量偏转（主要是为了起降性能或特定机型），这个偏转角度也非常有限，远不足以提供足够强的侧向推力来完成有效的转弯。相比之下，操纵面可以产生非常大的偏转角度，从而产生强大的控制力矩。
反应速度： 发动机提供的是推力（Thrust），推力主要方向是向前（或向后）。要通过发动机转向，就意味着要改变这个推力的方向。即使技术上可行，改变大功率发动机喷口的指向，其响应速度会非常慢，而且需要消耗大量能量来克服惯性，这在需要快速反应的飞行控制中是致命的。
效率问题： 推力矢量的概念确实存在，比如一些军用飞机（如F35）就采用了推力矢量控制，可以使喷口向下或向后倾斜，增强起降性能和机动性。但即使是这些飞机，主要的转弯方式依然是依靠操纵面。因为用操纵面偏转气流产生升力来转弯，比直接改变推力方向来产生侧向推力，在大部分飞行条件下都更有效率。
复杂性和重量： 为实现发动机转向，需要复杂的传动机构、液压系统和控制软件，这会极大地增加飞机的结构复杂性、重量和维护成本。而操纵面本身结构相对简单，重量轻，易于控制。

3. 空气动力学和稳定性：
飞机在空中飞行，是与空气进行“互动”的。操纵面就是通过改变流经机翼、尾翼的空气流，从而产生改变飞机姿态的空气动力。这种方式非常高效且符合空气动力学原理。
飞机的设计本身就包含了一定的稳定性，例如垂直尾翼能够抵抗侧风，保持航向稳定。如果完全依赖发动机转向，可能会破坏原有的稳定性设计，使得飞机在飞行过程中难以控制。

4. 地面滑行时的转向：
在地面上，飞机确实是需要转向的。这时候，飞机使用的是前轮转向（Nose Wheel Steering），由驾驶舱内的脚踏板（俗称“脚舵”）或操纵杆控制。这是因为在地面上，发动机提供的是向前或向后的推力，而我们需要的是一个在地面上施加侧向力的装置，前轮就是扮演这个角色。

总结一下，为什么飞机不用发动机转向？

操纵面更高效： 通过操纵面改变气流，产生升力和控制力矩来转弯，这是最符合空气动力学原理且最有效率的方式。
反应速度快： 操纵面响应迅速，能够实现精确和及时的转向。
结构简单，重量轻： 相比于复杂且笨重的发动机转向系统，操纵面设计更成熟、可靠且易于维护。
保证飞行稳定： 操纵面与飞机气动设计的协同，保证了飞行的稳定性和安全性。
推力矢量用途有限： 即便有推力矢量技术，也主要是为了增强起降性能或特殊机动，并非主要的转向手段。

所以，虽然理论上可以通过改变推力方向来影响飞机的运动，但从效率、可靠性、稳定性和工程实现的角度来看，飞机依然依赖于传统的操纵面来实现空中转向，而在地面上则依靠前轮转向。这是一种经过长期发展和优化的最佳解决方案。

网友意见

问题很好。实际涉及到了一个本质问题，那就是我们为什么不用发动机的纯推力来飞行，和实现各种机动，而是非要用它来带动机体产生速度，依靠机翼的升力来飞行？用舵面的变化改变姿态来机动？

答案是发动机带不动。即使带动了，也不经济。

现有的固定翼航空器实际上是一种四两拨千斤的巧妙设计，用小推力带动大家伙。发动机的推力是远远小于飞机的重量的。就相当于小马拉大车，小马只能把车拉动，但是你让小马把车举起来，它是不行的。

所以发动机就是小马，拉着飞机在空气中滑动产生速度，让机翼诱发出巨大的升力来。

所以转弯等等操作，用发动机的推力，是很小的力，会很费劲。而机翼产生的升力才是大头，用它多好啊？改个姿态就把升力方向改变了，多方便？

就是这样。

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