飛機騰空的原理
"四原力"好像是哪個搖滾樂團的名字？不是啦。這些力量，指的是飛機航行時機身所受到的作用力。飛機一旦起飛，這四種基本作用力就會如影相隨：升力（lift）、重力（weight）、推力（thrust）與阻力（drag）。
圖1－1說明了這四種基本力的作用情形
當然，圖上的這些大箭頭只是為了為了圖示的方便，並沒有這樣的箭頭真的從飛機裡射出來。這些箭頭的確為我們展示著一場高度競爭的新遊戲：四路作用力相互拔河。身為飛行員，你的工作就是活用手邊的資源來調和這些力量。現在我們就來看看，這些力究竟如何對飛機產生作用。
升力
機翼的運動在穿越空氣時，會產生一股向上作用的力量，這就是升力。機翼的前進運動，會讓上下翼面所承受的壓力產生輕微的差異，這個上下差異，就是升力的來源。由於升力的存在，飛機才能夠維持在空中飛行。
重力
重力是向下的作用力。由於飛行員可以決定飛機的載重大小，所以某種程度上，你可以說這是人力可以控制的力量。除了燃料隨著旅程慢慢消耗之外，飛機的實際重量在航程中不大容易變動。
在等速飛行中（飛機的速度與方向保持一定不變），升力與重力維持著某種平衡。
推力和阻力
引擎驅動螺旋槳後，所產生的前進力量就是推力。大多數情況下，引擎越大（表示馬力越足），所產生的推力就會越大，飛機前進的速度也就越快（直到某個極限為止）。只要任何交通工具運動前進，永遠都會遇到一個空氣動力學上的障礙：阻力。阻力會讓飛機產生一股向後的拉力，道理很簡單，當你的運動穿過大氣層的分子時，這些分子就會產生撞擊推擠，阻力就是這麼來的。這可以簡稱為"風阻"（不過飛行員和工程師們比較少用這個詞）。很少東西逃得過自然法則的約束。這個道理，恐怕孔夫子早在幾千年前就說過了。
推力為飛機加速，不過機身受到的阻力才是決定真正飛行速度的關鍵。當飛機的速度增加，相對地，阻力也會增加。由於大自然的強悍力量，飛機的速度每提高一倍，實際上將會產生四倍的阻力；最後，向後作用的阻力與引擎產生的推力相等，飛機就會因此保持一定的速度飛行。
維持慢速前進時，所需的推力較小，相對的阻力也沒有那麼大。以低於汽車極速的任何速度行駛，省下來的多餘推力（馬力）可以轉作其他用途，例如加速超車，或者幫電池充電也可。
飛機的道理也一樣。在水平飛行時，以低於極速的任何速度運動，就能夠擁有一些多出來的力量（推力）。多出來的推力可以應用來進行航空飛行最重要的動作 － 爬升。
聽完這些介紹，我想你可以開始開始學習初步的飛機控制了。
飛行控制
如果你天生就是當飛行員的料，你大概正秉著極大的耐心，一心盼望我們開始進入飛行控制的主題。是的，連甘地都會為你的耐心喝採，只可惜他老人家不在這兒，只有委屈你聽我的稱讚了。圖1－3顯示穿過機身的三道想像軸線。籍著你的控制，飛機可以圍繞一道、或多道的軸線旋轉運動。
如圖1－3
縱軸（longitudinal axis）也稱"長軸"，從機頭穿透機身的中心，從機尾拉出來。當飛機進行滾轉（roll）或者側傾（bank）動作時，會沿著這道軸線旋轉機身。從一邊的機翼末端，穿過機翼、機身，再從另一邊機翼延伸到末端拉出來的軸線，就成為側軸（lateral axis）。圍繞著側軸，飛機可以進行俯仰（pitch）動作。
飛機由上往下通過機身重心，有一道垂直軸（vertical axis），正好穿過座艙與機腹的位置。飛機圍繞這道軸線偏航（yaw）。我們可以用伸懶腰的動作，來模擬偏航運動：早上起床將雙手平舉，然後站直，向左或向右旋轉，就可以將脊柱想像成一道垂直軸，而你正繞著它偏航。
副翼
副翼（aileron）是位於機翼後緣的可移動的控制片。它們的功用，是讓飛機隨著你所希望的方向進行側傾（或稱"壓坡度"）與滾轉動作。當你向右轉動駕駛盤（control wheel）,如圖1－4所示的那樣，兩片副翼就會在同一時間內，以彼此相反的方向偏擺（這不是機械故障，本來就是這樣設計的）。左翼的副翼放下，左翼所承受的升力就會提高；右翼的副翼升起，右翼的升力便會降低。升力的差異，將會讓飛機向右側傾。
如圖1－4
當駕駛盤向左轉（如圖1－5所示），左側副翼升起，減少左翼所承受的升力；右側副翼同時也會下降，曾高右翼的升力。這樣一來，飛機便開始朝左側傾。
圖 1-4 向右側進行側傾。觀察兩邊的副翼如何引導飛機滾轉。 1-副翼降下，升力增加； 2-副翼升起，升力下降。
圖 1-5
圖 1-5 向左側進行側傾。觀察兩邊的副翼如何引導飛機滾轉。 1-副翼升起，升力下降； 2-副翼降下，升力增加。
副翼讓某一側的機翼所承受的升力提高，同時減緩相對一側機翼的升力。兩翼升力的差異可以讓飛機側傾，只要根據需求來調整升力差距即可。
升降舵
升降舵（elevator）是位於飛機後端的可移動水平控制面（圖1－6）。它的作用是讓飛機調整俯仰角度。
如圖1－6
控制升降舵與副翼，在航空動力學原理上是同一回事。將駕駛盤往後拉（如圖1－6所示），就可以讓升降舵控制面向上移動，機尾下方壓力減低。於是機尾下降，機頭則以仰角抬升。
在圖1－7中，將駕駛盤往前推，升降舵控制面向下移動，如此一來，機尾上方的壓力會下降，機尾因此開始上升，機身會沿著側軸向機頭方向垂傾，造成機頭下降。
圖 1-6 升降舵控制，可以改變飛機的俯仰角度。 機尾下降 (1) 因為升降舵 (2) 升高。簡單的說，要想抬升機頭，就將駕駛盤往後拉；要想降下機頭，將駕駛盤往前推就行了。
還有第三種飛行控制，也就是方向舵（rudder），讓飛機繞著垂直軸偏航。我們稍後再回頭討論這個部分。不過我還是希望能確定一下，你不會以為我是因為上課用的小抄不見了才這麼說。
你已經具備如何進行飛行控制的基本概念了，現在讓我們將注意力轉到飛機上面，討論一下如何進行實際的飛行演練：平直飛行。
平直飛行
接下來你要開始進行平直飛行練習了，平直飛行（straight-and-level flight）是最基本的飛行演練之一，而"平直"兩個字聽起來，是不是會讓你以為是兩個不同的飛行動作呢？嗯，你想的一點也沒錯。平直飛行表示飛機朝某個特定的方向行進，機翼與地平線保持平行；平直飛行指的是飛機不增加或降低高度的飛行狀態。
圖 1-7
平直飛行時，圖1－8 所顯示的就是坐在左邊座位的你（駕駛員）眼中的景象。圖片顯示我們正朝著遠山一路前進。
別擔心，教練就在旁邊，而且對於閃避山脈這種事很拿手。事實上，這正是我的專業。
圖 1-7 升降舵控制，可以改變飛機的俯仰角度。 機尾上升 (1) 因為升降舵 (2) 降低。
圖 1-8
如何斷定你正保持直線飛行
好，你怎麼知道飛機保持在平直飛行狀態呢？最簡單的判斷方法，就是對著機窗（前窗）觀察儀錶板。圖1－8顯示出儀錶板的上緣與遠方的天地線近乎平行。這表示你的機翼沒有側傾，也就是說，你正朝著前方直線飛行，沒有偏轉的跡象。
還有一個方法，也可以告訴你飛機是否正保持直線飛行。你可以按下苦力冒（hat switch）,也就是搖杆最上面中間的按鍵來進行觀察。如果你從左側或者右側的機窗看出去（如圖1－9所示），可以看到兩側機翼與自然天地線的相對位置。在直線飛行中，兩翼與與天地線所保持的距離應該相等（這裡指的是天地線，可不是山的輪廓線喔）。在直線飛行中，兩翼與與天地線所保持的距離應該相等（這裡指的是天地線，可不是山的輪廓線喔）以正確的姿態飛行
實際在駕駛飛機時，我會鼓勵學生保持向左右兩側機窗觀察景物的習慣。這個一幫助他們觀察到機翼的位置，同時集中精神留意空中的交通（traffic）。我說交通，可不是要你觀察地面的車流以報導路況，我是指其他同樣在空中飛行的飛機。不過在模擬飛行中，要你不斷地按鍵來移轉左右機窗的視野，實在是太難為你了，所以你可以直接運用姿態儀（tattitude indicator; AI）來維持平直飛行。姿態儀位於六大主要飛行儀表上排正對你的位置（如圖1－10所示）。
圖1－10
姿態儀是根據自然天地線所設計的模擬天地線。顧名思義，姿態儀顯示出飛機的姿態（俯仰角度、機翼與天地線的側傾坡度）。姿態儀上半部分的底色是藍色（天空的顏色是也，除非你住的城市空氣汙染太嚴重了），下半部分是棕色（代表你腳下的大地）。天地兩色之間，有一條白色的細線代表人工天地線。當飛行員受限於低能見度而看不到自然天地線、或無法分神觀測機翼位置時（這將是你從事從事模擬飛行的真實寫照），可以參考姿態儀來飛行。
向左拉動搖杆，飛機會朝左斜傾，這個動作會讓飛機的左翼往地面側傾（如圖1－11A所示）。
這是你進行左轉彎的方式。你會留意到，姿態儀裡面的小飛機（橙翼）的左翼，也會向地面偏斜。以機械的觀點來說，移動的其實是姿態儀裡面的球，對應小飛機將將飛機現階段的姿態呈現出來。只要通過姿態儀判斷哪一道機翼正在朝地面傾斜，你永遠可以知道飛機側傾的方向（這很容易判斷，因為飛機也就只有這麼兩片機翼）。
依照上述的方法，輕輕將搖杆向右拉動，姿態儀會顯示一個右轉動作。這回輪到右翼向地面傾斜了（圖1－11B）。向左右兩邊調整搖杆，等到兩側機翼同時與人工天地線保持平行後（圖1－11C），將搖杆回歸中間位置，讓飛機恢復直線飛行（如圖1－11C所示）。總之，只要機翼沒有傾斜，飛機就不會轉向。
掌握你的航向
還有一個方法可以判斷你是否保持者直線飛行。此時我們要介紹的是航向指示器（heading indicator）的運用。
圖1－12所示的，就是飛機的航向指示器，有時也稱作方向陀螺儀（directional gyro）。它位於六大主要儀表（我們很快地就會討論到它們）下排的正中。你可以把航向指示器想像成一個機械式羅盤，功能就是指出你的航向。也請你留意一下航向指示器上所顯示的數值，在每個數字後面加一個零，得到的就是飛機的航向。換句話說，數字6代表60度航向（讀作"航向洞六洞"），數字33代表300度（我會特別大聲地念出來："航向三三洞"。飛行時，洪亮清晰的聲音對通訊而言非常重要）。每30度為間隔出現一個數值，每個數值之間會以5與10度為刻度單位。
要按照一個特定航向飛行，只要取最短的角度，直接轉到該航向即可。如果你想要朝西飛行，直接調整飛機航向，直到航向指示器裡的白色飛機機頭對準了字母"W"（向西，航向270度），就大功告成了。當然，如果航向保持一定，你就是在直線飛行的狀態，因此也不必考慮改變航向。這是你判斷自己是否正處於直線飛行狀態的另一個方法。
現在你已經了解平直飛行中的直線飛行部分了，我們接下來要討論水平飛行的部分。
確定你在平飛
我們先看一下，倘若你的飛機機頭俯仰角度發生變化時，飛機高度會出現什麼影響。當你向後拉動搖杆，機頭會身高，姿態儀裡的小飛機也會朝向天空（藍色部分，正如圖1－13A所示）。
姿態儀正中軸線上每間隔五度有一條刻劃線，因此，當你從白色地平線向上讀取時，這些刻劃線分別代表了 5、10、15、和 20 度的仰角。
查看高度表（altimeter），它位於姿態儀的右側（圖1－13B）。長的指針（百英尺指針）一般說來會隨著機頭上升，同時以順時針方向轉動。就如時鐘的指針一樣，順時針運動代表數值在增加，在這裡數值代表的，是飛機目前所位於的海拔高度。
高度表的下方是垂直速度表（vertical speed indicator；VSI），指針向上，代表著飛機的正爬升率（圖1－13B）。這些輔助顯示可以幫助你判斷飛機正在爬升，而不是平飛。
搖杆歸正後，飛機會恢復平飛（假定是在飛機適當配平的情況下，——我們稍後會談到這個部分）。
當你以機頭向下的姿態飛行，姿態儀也會顯示小飛機朝向地面（棕色部分）的狀態，如圖1－14所示。
高度表指針倒轉的時候（逆時針運轉） ，顯示飛行高度正在下降。
垂直速度表指針朝下的話，就會顯示出下降率。我們可以說，假如高度表的長指針不動了，而垂直垂直速度表的指針歸零，你就位於平飛狀態中。事實上，這才是正式飛行員確定飛機是否正處於平飛狀態的確認方法。
要保證這些指針穩定，可需要相當地練習（現實中，它們多多少少會作小幅度的擺動）。水準中上的私人飛行員，只要能將飛機保持在預定高度上下100英尺的範圍裡就不錯了。
在互動課程裡，你會練習到如何讓姿態儀裡的小飛機（桔翼）與人工天地線保持平行，以保證飛機直線飛行。如果機翼朝左或右方傾斜，你就朝相反的方向拉動搖杆（運用副翼）來修正。
你也會練習到讓高度表裡的百英尺指針保持穩定，也就是讓飛機維持平飛。指針理論上不會再動。如果動了，你就用搖杆去修正飛機的俯仰角度，直到指針問鼎為止。一旦指針穩定了，你所得到的，就是讓飛機維持平飛的標準俯仰姿態。
準備好進行配平修正了嗎？
飛機飛行時，會受到各種飛行動力上的影響。有的影響會讓機頭升高，有的則會讓機頭下降。引擎動力、飛機重量、以及升力等等，都還是其中的一小部分呢。這些力量對你來說代表什麼呢？好吧，如果飛機一直朝前俯衝，你總不能就這樣坐著，一直往後拉著搖杆不放吧。不停的出力去拉駕駛盤，你的手臂很快就會酸了。幸好，飛機上有稱為配平片（trim tab）的設計，可以抵消除飛機外部機件所傳遞到駕駛盤上的力量，進而舒解飛行員手臂的負荷。我們就來看看配平副片的作用原理，接著再介紹如何操作。
配平副片的原理
配平副片是體積不大、可動的控制面，裝設在主控制面上（這裡所指的是升降舵）。出現在圖1－15A中的，就是配平副片與配平控制轉輪，後者用來調整配平副片的位置（在真正的飛機上，控制轉輪位於兩個前座之間，或儀錶板的下方）。
移動配平副片，可以讓控制面尾端（也就是配平副片的位置）產生輕微的壓力變化。適度的壓力，可以讓主控制面保持定位，不必去動到駕駛盤。你會注意到，配平副片的作用方向正好和主控制面的方向相反。如果你想要讓升降舵上升（仿佛飛機要爬升時時將駕駛盤往後拉一樣），配平副片必須向下偏擺（如圖1－15A）。
想要調整升降舵下降（一如飛機下降的情況），配平副片需要向上偏擺（如圖1－15B）。
你可以把配平副片想像成一隻看不見的手，替你把飛機穩定在既定高度，取代你施加於搖杆的力量。你可以在搖杆上找到配平控制器，他可能是個小轉輪或按鈕。
如果你的搖杆上沒有裝備配平功能的轉輪或者按鈕的話，也可以鍵盤上的 END 鍵（或者數字鍵盤中的 1 ）和 HOME 鍵（或者數字鍵盤中的 7 ）來為飛機調整適當的俯仰姿態（升降舵配平）。其中 END 鍵提供機頭上仰的配平功能， HOME 鍵則提供機頭下降的配平功能。
以下要告訴你如何在平直飛行中配平飛機。首先，觀察飛機是否已經適度配平，然後鬆開搖杆，觀察垂直速度表的指針動態。如果指針顯示向上旋轉（飛機正在爬升），飛機就需要升降舵向下的配平。將搖杆輕輕往前推，來恢復平飛狀態，然後按一次 HOME 鍵（或者數字鍵盤中的 7 ），進行小規模的升降舵向下配平。然後鬆開搖杆，看看會出現什麼效果。
你按配平按鈕的次數愈多，配平量就愈高。所以請用點耐心，你可能需要反覆這個操作程序，直到垂直速度表的指針保持相對水平、接近零爬升率為止。
如果垂直速度表指針顯示向下旋轉（飛機正在下降），飛機就需要升降舵向上的配平。將搖杆輕輕往後拉，讓飛機恢復平飛狀態，然後按幾次 END 鍵（或者數字鍵盤中的 1 ），進行升降舵向上配平。完成之後鬆開搖杆，看看垂直速度表的指針有什麼反應。如果必要，重複同樣的步驟，知道飛機穩定在平飛狀態為止。
我傾向運用垂直速度表指針來配平飛機，因為它蠻"敏感"的。它對飛機俯仰姿態的輕微變化，會有相當靈敏的反應。這可以讓你更容易察覺偏離平直飛行的其他狀況。在往後的課程裡，我會講解如何於飛機爬升與下降時，利用垂直速度表指針進行配平。
許多飛行員也會利用配平修正來控制側傾角度（坡度），這稱為副翼配平（aileron trim），你的搖杆可能也配備了這個裝置。在兩翼內部的油料重量不均，或乘客集中在客艙的某一側時，副翼配平（也可以說是坡度配平）就會派得上用場了。
不論你的飛機配平得多麼完美，多少還是會出現小幅度的上下擺蕩，飛行高度會在預定的上下100英尺範圍內變動著。這就是飛行。既是經過適當配平，飛機的高度或航向都難免會出現輕微的變動。除非搖晃過了頭，否則你不用擔心這個狀況。你的職責是讓飛機儘可能地自在飛行，只要允許你自己有些時間可以考慮、規劃如何安全的完成飛行，就不會礙事。
為自己驕傲一把吧，因為你已經結束第一堂地面飛行課了。