與水平飛行相比，攀爬飛機所需的氣動升力要少，而不是更多。

現在，我希望您能引起注意。原因很簡單：

舉重等於重量，僅因為飛行員選擇了不同的飛行路徑角度，飛機的重量就不會改變。所有提升力的總和仍必須平衡重量，但是在爬升過程中，發動機會產生很小的提升作用，因為其推力會像機身其餘部分一樣指向上。

不要讓許多箭頭和希臘字母使您感到困惑。為了達到平衡，升力（L，深藍色），阻力（D，紅色），推力（T，綠色）和重量（m⋅g，黑色）必須加起來，以便可以將它們組合成閉合向量。我用權重周圍的淺色矢量來完成此操作。由於飛行路徑指向上方，因此推力也指向上，該推力現在具有較小的垂直分量。升力矢量現在可以短一點。

考慮垂直爬升的極端情況：現在所有推力都支撐了重量，不再需要空氣動力學升力。

有一個第二，更微妙的效果：攀爬時，空氣變稀，發動機性能成比例下降。在相同的指示空速下，飛機將不斷降低其爬升速度，這種減速釋放出很小的慣性力，這又增加了升力並抵消了重量。

相反，在爬升開始時階段，飛機需要瞬間產生更大的升力以使其自身加速。只有這樣，當爬升速度增加時，升力必須大於重量，以克服此時向下作用的慣性效應。對於高級人員：如果您將上述效果隨時間的升程赤字與為爬升加速度而產生的額外升程進行積分，則兩者都會完全抵消。

直接回答您的問題：要爬坡，您需要增加多餘的能量，而不是速度。通常，這是通過增加發動機功率輸出或通過在阻力較小的較低速度下修整飛機來完成的，因此仍有更多的動力用於爬升。 這個問題包含有關如何使飛機爬升的更多詳細信息。尤其要注意@SteveV。的鏟斗類比。

如果您使用飛機的動能作為推力的來源，則可以將相同的機制應用於平穩的爬升，在這種爬升中，速度可以交換為高度，例如在滑翔機中

機頭朝上的姿勢僅僅是不同飛行路線的結果。由於所需的空氣動力升力將幾乎相同，因此迎角也將幾乎相同，並且整個飛機都需要朝前飛。這類似於對道路具有相同姿態的汽車，但是當您上坡駕駛時，汽車和道路都會向上傾斜。

當您改變速度時，這種類比就會分解-以較低的速度飛行需要更大的迎角才能仍保持相同的升力，並且該朝上的變化將添加到您的姿態角中。

考慮相對氣流。當飛機未爬升時，相對氣流是水平的，因此空氣與機翼相交的角度（即迎角）是從地平線上測量的（圖中的情況A）。但是，當飛機在爬升時，相對風會由於飛機速度的爬升分量而向下傾斜。如果飛機沒有將機頭向上傾斜，則隨著爬升率的增加，迎角將接近零，從而降低升力和效率（情況B），因此飛機必須向上機鼻傾斜以保持迎角有效範圍（情況C）。 ！

雖然@PeterKämpf的回答都是正確無誤的，但我認為它沒有指出要點，並不能真正回答OP的主要問題。

基本上是一架飛機需要加速爬升嗎？

是的，這是正確的。更高的水平速度會產生更大的升力，從而使飛機爬升。 https： //www.grc.nasa.gov/www/k-12/WindTunnel/Activities/lift_formula.html

但這不是使飛機爬升的唯一方法。增大俯仰角（同時也提供更大的推力）是另一種解釋，彼得對此進行了解釋。

哪種效率更高？飛機的設計目的是在巡航速度和水平飛行中實現最佳效率。因此，您可能希望將速度保持在最佳範圍內。提高空速也會提高阻力（至v的平方），請參見 https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/drageq.html拖動是您絕對想要的

這就是為什麼在保持空速恆定的同時增加俯仰/ AoA更好的方法。這種阻力是保持不變的。當然，您仍然需要提供更大的推力（因此是能量），因為現在您的推力的一部分向下（而您的舉升的一部分向後），但是您正在將這種能量更直接地轉換為高度，從而消除了阻力損失。 / p>

所以要回答您的問題，是的，可以通過提高空速以嚴格的水平姿態進行爬升，但是通過增加俯仰角進行爬升更節能。 （雙向推力都增加了）

您可以憑經驗回答這個問題。

修剪飛機以進行直線和水平飛行，並將功率設置為Vy。查看AI或視覺範圍，並註意俯仰姿態。

現在將電源設置為其Vy爬升設置，並將飛機（球，前圍襟翼，混合物，支柱等）配置為爬升配置，但不要重新整理電梯。調整副翼以保持直線飛行。

飛機將自行傾斜至Vy爬升姿態。

我認為您必須在這裡考慮飛機的類型！如果我是F-22的熱門新手，推力重量比令人討厭，想攔截一些壞人，而且我需要迅速達到高度，那我敢打賭，我會舉起鼻子像火箭一樣前進。

但實際上，這全都與速度矢量有關。如果要上去，那就上去！發動機朝鼻子方向推進。 （除非您是以前那位炙手可熱的F-22飛行員）。還應考慮飛機在某些高度下具有速度限制，並且還認為ole'Bernoulli不是飛機飛行的唯一原因，牛頓先生對此也有話要說。

因為大部分升力來自機翼的迎角（AoA）。更高的AoA意味著更大的升力（達到一個點）。

由於設計，大多數飛機隨著速度的增加也會俯仰。

作為一般的經驗法則，對於我的8歲兒子可以理解的一個簡單的答案，沒有很長的技術解釋。在直線和水平飛行中，如果減小功率而不改變飛機的姿態，則飛機將下降，反之，如果增加飛機的功率，則飛機將爬升。現在，如果您通過抬高機頭改變其姿態而不會改變其功率設置的同一架飛機，它將會減慢速度，因此在您降低機頭的相同功率設置下，飛機將提高其速度。因此，您的經驗法則是“力量等於高度”和“態度等於速度”。參加飛行課程並嘗試一下，您將明白我的意思。

通常，在飛機上，您需要使用電源來改變高度。如果增加功率，則海拔會增加。如果降低功率，飛機將下降。在兩種情況下，飛機通常處於接近水平的俯仰角。

出現這種現象的原因是機翼永久向上傾斜一定角度，稱為“弦角”或“入射角”。選擇該角度，以便在正常情況下，在中等功率下，飛機將保持在相同的高度。如果機翼是平坦的，則飛機將趨向於不斷下降。在這種情況下，桿或叉架會向後拉，飛機會向上傾斜並迅速爬升。造成這種情況的原因是位於飛機尾部的升降機（或水平穩定器）：

升降機允許飛行員更改機翼的俯仰。暴露在空氣中的機翼表面越多，向上的力就越大。您可以通過將手握在快速行駛的汽車的窗戶之外來證明自己。如果您舉手，然後將前緣向上傾斜，則風將迫使您的手向上移動，反之亦然。如果您將手的前緣向下傾斜，則風將迫使您的手向下壓。一架飛機也發生了同樣的事情。

飛行員選擇了不同的飛行路線。這條新的飛行路線的高度越來越高，從而改變了勢能。質量*重力* 9.81 *三角洲高度。我們需要以較低的阻力緩慢飛行，並使用額外的能量進行爬升，或者我們需要增加推進器的功率以克服勢能的變化。當海拔變化時，由於空氣密度較低，我們還需要提高速度。較低的空氣密度會影響升力，並且道具可以傳遞給定的RPM

我們可以通過查看力矢量“升力”和“重量”來計算信任度。當飛機改變路線時，相反方向的升力矢量和重量矢量在一個小的天使（即爬升率）的爬昇路徑中工作。為了減輕重量，我們需要將升程從r1提升到r2。但是結果也是向量阻力r1。該阻力向量被添加到水平飛行的阻力中。結論可以說，我們需要增加信任度來克服增加的阻力，並且需要增加升力來抵消重量。

更大的升力會導致海拔增加

在這裡，您第一次誤入歧途。在持續的線性爬升中，升力實際上小於重量。使持續穩態爬升成為可能的根本原因是 推力矢量指向上而不是水平 ，僅當 Thrust時才適用大於阻力 。我們將在稍後的答案中回到這一點。

但是為什麼飛機會通過“將鼻子朝上”來爬升？ ？

無論我們是選擇1）以高（但恆定）的攻角和較低的空速爬升，還是選擇2）加速到較高的空速並以低速爬升（但持續）攻擊，飛機將在爬升過程中略微偏高，因為飛行路線是向上瞄準的，並且機身的 俯仰姿態 為 飛行路徑的爬升角 加上 機翼的攻擊角 減去 入射角 （即機翼相對於機身的“索具角”）。

第三種爬升方法是保持飛機在水平（恆定高度）飛行中的 俯仰姿態 ，但這將將攻角限制為非常低-爬升率越高，爬昇路徑越陡，攻角將被迫越低。 這不是導致高爬升率的反饋迴路！

要了解為什麼在飛機的俯仰姿態被限制為固定的人工情況下，爬昇路徑的角度會影響機翼的攻角，您必須了解氣流或“飛行中的飛機感覺到的“相對風”與飛機通過氣團的路徑完全相反，在這種情況下，這就是爬升的路徑。 （為簡單起見，我們假設沒有風或上下風-這些東西可以改變相對於地面的爬升角度，而不會改變飛機感覺到的“相對風”，但這並不是這個問題的實質。） 了解飛機的相對風“感覺”始終與飛機通過氣團的飛行路徑完全相反，這是了解飛機飛行方式中最重要的事情之一。

因此，即使在像B-52這樣具有 超高入射角 的飛機中，飛機的機頭也會偏高理論上講，即使是零入射角的飛機，飛機也可以在機身完全水平的情況下產生升力。

如果飛行路徑略微爬升，則機翼將以稍微負的攻角飛行，但是在這種情況下，弧形的機翼仍可產生升力。但是，如果機翼處於更高的攻擊角度，飛機將產生更高的升力與阻力比。 即使在爬升過程中升力小於重量，升力與阻力的高比率仍然與陡峭的爬升角度相關。 請參見此相關的ASE答案，以了解原因： 在攀爬中舉起相等的重量嗎？

最高的L / D比是在相對較高的攻角下產生的。因此這是我們看到最陡峭的爬坡 angle 的時候。最高爬升 rate 的攻擊角度略低，但飛機機頭的俯仰角度仍會遠高於地平線，因為 俯仰角 是飛行路徑的 爬升角 加上 機翼的攻角 減去機翼相對於機身的 入射角 。

基本上飛機只是需要加速才能爬升對嗎？

不，對於恆定空速下的穩態線性爬升，飛機還必須產生比阻力更大的推力，並且還必須將推力矢量指向上。 。 / p>

在這一點上，我們需要重新開始以下段落：“第三種爬升方法是保持飛機保持水平的 俯仰姿態 （恆定高度）飛行”。除了強迫機翼以極低的攻角飛行（L / D比很差）之外，這裡實際上還有另一個問題。另一個問題是推力矢量保持水平，因此可能會持續進行穩態爬升。

（自然地，我們可以進行爬升甚至沒有任何推力的滑環循環。循環或縮放爬升對“提升”，“重量”，“阻力”和“推力”（如果存在）的閉合矢量多邊形的需求消失了，因此約束與持續穩態爬升完全不同。）

考慮像B-52這樣的飛機的情況。機翼以高入射角安裝在機身上，以允許無旋翼起飛，從而適應“自行車”起落架設計，並減少了遠程巡航飛行中的阻力。即使機身水平相對於氣流，機翼仍具有高攻角和高L / D比。如果飛機產生的升力大於其重量，這是否意味著它處於穩態爬升狀態？不，這意味著飛行路徑將向上彎曲或彎曲，從而導致飛機向上俯仰， 這將使推力矢量具有向上分量 。此時，由於飛機進入推力大於阻力的穩定狀態爬升，機頭指向上方，因此升力實際上將略微減小至小於重量的值[strong> 小於 地平線， 和推力矢量指向上方並有助於支撐飛機的部分重量。

請注意，隨著我們改變攻角改變機翼的升力係數與阻力係數的比值，對於淺至中度的爬升或下降角度，空速最終做出反應，使升力實際上保持幾乎恆定，而阻力變化很大。 我們選擇最佳爬坡攻角的原因並不是要使升力最大化，而是要使阻力最小化，從而使推力與阻力之比最大化。 但是不管我們選擇的是產生高L / D比還是低L / D比的攻角， 如果推力矢量指向的是水平方向而不是指向上方，那麼我們就不會 -至少不超過一瞬間。 （稍後會有更多信息！）

有關爬升中的推力，阻力，舉升和重量之間關係的詳細信息，請參見相關的ASE答案在爬升中舉重是否相等？

結束語-一種異乎尋常的情況，通常不會發生 的正常飛行（這意味著飛機沒有通過拖鏈連接到提供推力）在相關的ASE 問題和答案中進行了討論。這種情況涉及機翼在連接到手推車的桿子上上下滑動。在這種情況下，即使可以將推力矢量解釋為水平方向，機翼的確可以在保持恆定水平俯仰姿態的同時緩慢向上爬升到極點，但是隨著其爬升，其相對於氣流的攻角將減小

現在是結束語的結束語-之前，我們說過 如果“推力”矢量指向的是水平方向而不是指向上方，則說明我們不是在爬山 。”我們還注意到，滑翔機可以完全沒有推力地循環。即使推力小於阻力，動力飛機也可以“縮放爬升”，但是空速會降低。請注意，在“縮放爬升”期間，推力線通常通常仍指向上方。

我們能提出一個真正的人為的情況，即我們在不進行任何調整的情況下“縮放爬升”嗎？是的，我們可以-但是攀登非常短暫。例如，假設我們退出了循環。假設我們正在“拉動” 4G，升力矢量是飛機重量的四倍。就在我們達到水平俯仰姿態之前，空速通常會減小，這意味著阻力大於推力。當我們繼續上拉時，會有一個瞬間俯仰姿態完全是水平的，但是升力仍然遠大於重量。在那一刻，如果我們放鬆背壓並 根據需要向前移動操縱桿以精確凍結飛機的俯仰姿態 ， 飛行路徑仍將持續向上彎曲一段很短的時間 ，直到飛行路徑的向上彎曲將機翼的攻角減小到升力矢量等於權重矢量的點為止或更確切地說，升力矢量等於垂直於飛行路徑起作用的權重矢量的分量的點。在那一瞬間，向心加速度為零。線性加速度不能為零-當我們繼續保持機身的俯仰姿態不變時，空速將減小，然後飛行路徑將再次向下彎曲，直到其完全水平。 當推力矢量正好是水平時，穩態飛行只能在水平方向進行，而不能在向上或向下方向進行。 從飛行員的角度來看，發生的事情是我們已經達到了一個水平俯仰姿態，然後我們很快地將機翼“卸載”到接近1-G的狀態，然後過渡到近似水平的飛行狀態。如果沒有特殊的儀器，飛機確實會在機身水平高度上非常短暫地爬升這一事實。 但是，是的，從技術上講，可以在非常短的時間內將推力矢量保持在水平方向上 ，這實際上是幾乎每次都會發生的情況我們將從俯沖轉變為水平俯仰姿態，除非我們以某種方式設法控製油門，使得在拉出的最後階段空速保持完全恆定。

現在應該向讀者清楚的是，這種固定水平俯仰姿勢的非常短暫的爬升間隔並不是我們在任何穩態爬升過程中看到的動態。

這些答案在航空煙囪交換的知識和理論上是如此豐富，值得重新審視，對於螺旋槳驅動的通用航空飛行員而言，更多。首先：

為什麼飛機將機頭抬起來爬？

我們發現並非總是如此。

升力飛機產生的速度取決於和速度。對於靜態穩定的飛機，無論是滑行還是在動力下，電梯縱傾控制空速。最初增加推力會使飛機加速，但相同的調速機制將使機頭向上傾斜，直到重新建立縱傾速度為止，同時保持AOA。

不穩定的飛機會在增加推力的情況下加速，並且除非得到電梯的命令，否則不會“抬起鼻子”。

升降機少比攀登時的重量還好？

最好還是繼續使用該機翼。在45度爬升過程中，升力矢量的70％仍然是垂直的。其餘的30％必須由垂直推力矢量組成。機翼升力矢量比推力矢量大4倍，並且如果保持空速，幅度不會改變。

推力垂直矢量能補償垂直機翼升力的損失嗎？

不是在較低的爬升角處。變化的是在向上加速期間由於保持水平穩定器的額外向下力，在軛架上保持AOA所需的背壓量。這是短暫的，直到俯仰達到淨向上力等於重量和垂直阻力且向上加速度停止的點為止。

但是，在高性能飛機中，過度增加推力可能會增加俯仰“超調”，實際上是迴路故障和失速的可能性。

在轉彎時，加速會增加尾部的側向力。在俯仰時，向上加速會隨著俯仰的增加而減慢，因為支柱的效率不及機翼在升空時的效率。道具，或第三個……用兩個攀登這是維！

飛機在爬升過程中將機頭抬起，以全功率控制空速，同時利用推力和機翼以最小的阻力和最大的推力爬升。

根據Wikipedia以及我從私人訓練開始的最初回憶：

攻角與升力之間的關係[編輯]典型的升力係數曲線。固定翼飛機的機翼隨迎角而變化。攻角增加與升力係數增加到最大升力係數有關，然後升力係數減小。

隨著攻角增加，升力也隨之增加。超過臨界攻角進一步說明了這一點。