「機體」一文提到機翼和機尾有數個「控制面」(Control Surfaces)，通過擺動來控制飛機的飛行動作。這次我們來解構一下各飛行控制面的運作方式和原理。
目錄
飛行原理基礎(Principle of Flights Fundamentals)
飛行控制面(Flight Control Surfaces)
升降舵(Elevator)
副翼(Ailerons)
方向舵(Rudder)
配平片(Trim Tabs)
襟翼(Flaps)
飛行原理基礎(Principle of Flights Fundamentals)
在開始講解各控制面對飛機的影響前，難免要先了解飛機的基本飛行原理。本部份會盡量簡單的介紹必要的知識，希望讀者嘗試理解。
首先，一架飛行中的飛機同時受4種力量(The 4 Forces of flight)所影響：
這4種力量可以分作兩對(pair)：升力跟重量(Lift and Weight)，和推力及阻力(Thrust and Drag)。
先看前面一對。所有物件在地球上都受到重力(gravity)的影響，向著地心拉下的力量就是「重量」(Weight)。例如一個人在體重計上的讀數是70kg，就表示地球有70kg的力量加在他的身上。飛機也是同一個道理，一架重1000kg的飛機，不論在地面上還是飛行途中都有1000kg的力向地面拉下，那怕沒有跟地面接觸。
如果物件能夠產生一種力來抵銷自己的重量，就可以脫離重力的束縛。氫氣球用的是氫氣和空氣之間的密度(Density)差距，火箭用的是燃燒燃料後噴出高溫氣體的反作用力(Reaction Force)，而飛機用的則是氣流通過機翼表面後所產生的升力(Lift)。產生升力的原理，日後有機會再討論，"空氣動力學(入門)"已經可以是大學的一門課(回憶起曾被支配的恐懼)。
從結論上來說，飛機在空氣中前進的速度愈快，產生的升力就愈大。當產生的升力大於重量，飛機就會向上爬升；相反結果飛機的速度下降，產生的升力比重量少，飛機就會向下下降；如果飛機的速度低過一個特定數值，就完全不能產生升力，飛機就會像石頭一樣下跌，這個狀態稱之為「失速」(Stall)。所以飛機要在天空飛翔，就必須在一個速度之上不斷前進，不能停留在一個地方。至於直升機又是完全另外一回事，運作原理跟飛機同源但絕不相同，本站恕不深究。
之後來看另外一對。飛機要前進，就必須有東西帶動，上文提及過可以用螺旋槳。螺旋槳轉動的時候，會把週圍的空氣向後帶，產生一個反作用力(Reaction Force)來推動飛機前進。吹滿一個氣球然後鬆手，裡面的空氣被迫出來，從而使氣球向前飛行。吹出空氣造出的力量叫「作用力」(Action Force)，那麼相反方向、同樣力度、讓氣球飛出的就叫「反作用力」(Reaction Force)了。
可是有踩過單車的人都知道，踩得愈快，就愈能感到迎臉吹來的風，好像阻止繼續加速一樣。這就是「阻力」(Drag)，是空氣分子打到迎風表面上所致。前進的速度愈快，分子擊中的速度也更快，造成的力量就更大；而迎風的面積愈大，更多的分子可以打中物件，造成的力量也就更大。因此飛機設計會盡可能的「流線形」(Streamline)，目的是減少迎風的面積來降低形狀造成的阻力(Form Drag)。
有另外三種阻力叫誘導阻力(Lift-induced Drag)、摩擦阻力(Skin Friction)和干擾阻力(Interference Drag)。前者是機翼產生升力所致，但其背後原理實在太複雜，日後有機會再討論；後兩者因為在小型飛機的低速下不明顯，就此忽略。目前只記住「阻力有數種」和「產生升力必然伴隨阻力」兩點就可以。
如果飛機所造出的推力大於阻力，就可以向前加速；相反如果阻力大過推力，飛機就會像踩下剎車一樣減速。明白這一點就足夠。
飛行控制面(Flight Control Surfaces)
要形容一架飛機的動作，有三個不得不知的名詞：
「俯仰，滾轉，偏航」(Pitch, Roll, Yaw)可以總括一架飛機的姿態(Attitude)，也就是相對於3個軸(Axis)的動作。
最左的叫橫軸(Lateral Axis)。Lateral是橫向的意思，所以是從左到右穿過飛機。在這條軸上的移動稱為俯仰(Pitch)，幅度主要由機尾的升降舵(Elevator)改變，但也略受引擎油門設定影響(為方便解說，這系列先假設不會)。
中間的叫縱軸(Longitudinal Axis)。因為很長(Long)，所以由頭到尾穿過飛機(薯仔是這樣記的)。在這條軸上的移動稱作滾轉(Roll)，就像在大床上滾來滾去的動作。滾轉的幅度主要由一對在機翼上的副翼(Ailerons)所控制，但也受之後介紹的方向舵(Rudder)影響。
右邊的叫垂直軸(Vertical Axis)。由上而下穿過飛機，所以是垂直(Vertical)，很好記。在這條軸上的移動稱作偏航(Yaw)，也就是相對於機身平面的左右擺動。偏航的幅度主要由方向舵(Rudder)控制，但副翼也會造成影響。副翼和方向舵就像一對情侶(Couple)，關係千絲萬縷，一個變動另一個也要相應改變，非常恩愛(?)。
升降舵、副翼、方向舵加起來就成了三大主要飛行控制面(Primary Flight Control Surfaces)。既然有Primary就會有Secondary，次要的飛行控制面還包括：
配平片(Trim Tab)：使控制面可以自動保持在設定位置
襟翼(Flaps)：改變機翼的形狀，同時提升升力和阻力，降低失速速度(Stall Speed)
前緣縫翼(Slots)：改變機翼的形狀，提升升力和降低失速速度(Stall Speed)
擾流板(Spoilers)：擾亂機翼上部空氣流動，大幅減低升力和提升阻力
減速板(Air Brakes)：提高飛機迎風面來增大阻力
後三者因結構複雜較少見於小型飛機，而且重要性較低，本系列暫且略過。
升降舵(Elevator)
升降舵是在機翼水平穩定面(Horizontal Stabilizer)尾端的部份，控制飛機的俯仰(Pitch)，也就是"抬頭"和"壓頭"的動作。不論飛機配置的是控制桿(Control Stick)或者控制盤(Control Column/Yoke)，操作原理都是一樣的：一系列的推桿(Push Rods)和滑輪系統(Pulley System，個別設計會省略)把飛行員的動作傳達到升降舵上面。較大的飛機會有液壓(Hydraulic)來輔助飛行員移動重達數百公斤的部件，但大多數小型飛機都只有純機械(Mechanical)的系統，好處是簡單易維修，而且飛行員可以得到精確的壓力反饋(不需用力拉/推桿=升降舵在平衝的位置)。
尾翼本身就是一塊上下反轉的機翼，所產生的"升力"是向下的。飛機的升力點(CoL，Center of Lift)，也就是機翼產生升力總和的位置，是飛機縱軸(Longitudinal Axis)的支點(Pivot)。要保持水平飛行：A)尾翼產生的下壓力(T)乘以力臂(=由支點到尾翼的距離)，和B)飛機的重量(Weight)乘以力臂(=由CoG到支點的距離)必須保持相同。如果你覺得好像很熟悉的話，其實跟街市見到的桿秤完全一樣：
所以飛行員向後拉桿，連到機尾的推桿會向前/後滑動(方向取決於個別設計)，移動升降舵向上擺。略過空氣動力學原理不談，升降舵向上就增加了所產生的下壓力，拉動飛機沿橫軸(Lateral Axis)旋轉，使機頭向上、機尾向下的俯仰。除非飛行員把操控推回中央(Neutral)位置，否則俯仰動作會繼續下去。
[我要知道空氣動力學上的真相，I seek the truth!]
很有膽嘛(笑)。那薯仔先假設你有一定物理基礎，以及有能力Google不明白的名詞。
升降舵向上和下擺動其實改變了整塊尾翼的弧線(Camber Line)，加大/減小了翼面(Airfoil)的攻角(AoA，Angle of Attack)，從而造成升力系數(CL，Coefficient of Lift)的轉變。計算升力的公式是：
L = (1/2) x ρ x V^2 x CL x S
ρ(讀rho)是空氣密度(Air Density)；V是真空速(TAS，True Air Speed)；而S是機翼面積(Wing Area)
所以向後拉桿，升降舵向上，尾翼攻角因為弧線拉長而上升，導致升力系數增加，產生的升力也更多。因為方向是上下反轉的，所以機尾的"重量"會加大，打破平衡狀態把飛機沿橫軸向後轉，導致飛機抬頭。
希望你能夠看懂。再詳細的留待日後(大概)吧。
有些飛機設計將水平穩定面(Horizontal Stabilizer)跟升降舵(Elevator)合二為一，變成了全動尾翼(Stabilator)。全動尾翼的操作方式跟升降舵相同，控制桿連著全動尾翼本身，但因為可動面積更大，故飛行員可以用較小的氣力來做到跟方向舵一樣的俯仰動作。為了大幅減低轉動時的空氣阻力，轉動支點被放在翼面的氣動力中心(A.C，Aerodynamic Center)，因此在後面必須有一塊反補償片(Anti-Servo Tab)通過被氣流上下擺動給予壓力反饋(Force Feedback)，不然飛行員就不會知道操控輻度太多還是太少。全動尾翼結構複雜而且重量較高，但飛機的操控可以比傳統升降舵更敏捷。
副翼(Ailerons)
副翼是在左右兩邊機翼各一的控制面，可以一上一下的擺動，來控制飛機的滾轉(Roll)動作。除去複雜的空氣動力學原理、單從結果上來說，升起的一邊會把機翼壓向下，降下的一邊會帶起機翼，使飛機向一邊傾斜(Bank)。
因此在上面的例子，飛行員向左移動控制桿，左邊的副翼向上擺，相反右邊的向下，因此飛機就逆時針的向左傾斜。注意如果要轉彎的話，就需要在移動控制桿的同時把方向舵向同一方向移動，方法是踩下那一邊的腳踏(下文會介紹)。只有在兩者的同時協調下，才可以做到一個順暢穩定的協調轉彎(Coordinated Turn)。不然就像頭文字D的賽車一樣，轉彎時飛機在空氣中「打滑」而向外或向內「漂移」(向內叫Slip，向外叫Skid)。向外「漂移」(Skid)是非常危險的一件事，如果經過機翼的氣流不順，飛機可能會突然像陀螺一樣自轉(粵語叫"白鴿轉")，墜落地面。
此外因為眾多在此省略的原因，飛機在向一邊傾斜時，機頭會向相反方向轉向，這現象稱作反向偏航(Adverse Yaw，Adverse就是反方向的意思)。因比要避免飛機偏離想要的方向，必須踩下適當程度的方向舵來抵消。所以上文才說副翼和方向舵是一對情侶(Couple)，一個變動另一個也要相應改變，齊心合力才可以做好一個動作。
[我才不要有省略的解說!你嚇不了我的!]
好的我明白了。跟上面升降舵一樣，副翼向上和下擺動改變了整塊尾翼的弧線(Camber Line)，加大/減小了翼面(Airfoil)的攻角(AoA，Angle of Attack)，因此造成了左右兩邊機翼的升力和阻力不均等的現象。
參考上圖，副翼降下的一側弧線被拉低，因此攻角會更比向上擺的一側大。高攻角表示更大的升力和阻力，因比副翼降下的一側會比另一側提得更高，遇到的阻力也更大。
所以總括而言造成反向偏航的原因有三：
一，因為機翼上下不同的形狀，副翼降下一方的形狀阻力(Form Drag)會比提升一側的略大。在桌上放支筆，左邊手指比右邊手指推得更用力，筆就會向右轉。這邊的原理相同。
二，副翼降下一方的升力更大，隨之而來的誘導阻力(Induced Drag)亦更大。可是這個阻力只存在於開始滾動的過程中，因為當下需要更大的升力轉化為開始滾轉的動量(Momentum)。當滾動率(Roll Rate)穩定後，滾轉的動量為零，左右側的升力和誘導阻力就會大致相等(還會有Dihedral上反角和Keel Effect龍骨效應的影響，但又可以是兩篇獨立文章的內容)
三，左右側的攻角不同會導致升力矢量(Lift Vector)的指向不一致。伸直手，手掌向下快速上下擺動，可以感受到有些空氣流到手心和手背。同樣套用到滾轉中的機翼，這些氣流意味著相對氣流(RAF，Relative Air Flow)方向的改變，因此影響了跟翼弦(Chord)之間的夾角，也就是攻角(AoA)。定義上，升力跟翼弦成90度直角，因此在滾轉期間，副翼升起的一側的實際攻角減少了，所以升力會向前指，相反另一側向後指。把放桌上的筆一邊向前一邊向後地推，就會向一邊旋轉，套用在這個例子亦然。但當滾轉角度穩定、機翼傾斜角度不變後，相對氣流的角度回歸一致，這種影響就會消失。
有兩種副翼設計可以減少部份反向偏航的影響：
差動副翼(Differential Ailerons)可以降低(一)和(二)的影響，方法是左右副翼的擺動幅度不同，使兩者的形狀阻力和誘導阻力相差減少。
弗里斯副翼(Frise Ailerons)則降低(一)的影響，上擺的一邊前緣會有一個凸起，可以阻礙氣流，以稍為平衝另一邊下擺的較大形狀阻力
希望上面的解說能夠滿足你的好奇心。
方向舵(Rudder)
方向舵是在垂直穩定面後的控制面，運作原理跟船舵一樣，通過偏導(Deflect)氣流達到推動尾部的目的。飛行員前的地板會有一對腳踏，用滑輪系統跟方向舵相連，其中一邊向前踩即可拉緊纜索，使方向舵擺去那一邊。因為機尾跟飛機升力點(CoL)的距離很遠，方向舵的動作會被力臂放大，一般而言少量擺動即可。
方向舵跟副翼應該是聯動的，飛行途中永遠不會單獨使用。如果只踩方向舵，轉向外側的機翼會比內側經歷更快的氣流，因而產生更多升力，繼而向內側滾轉；而且飛機的動量(Momentum)會駛機內的物件向外側擺動，並排而坐的乘客就會(被迫)變得親密(物理上)。
而在地面上滑行時，方向舵則可能是飛機轉彎的唯一手段(如果前輪沒有腳踏轉向)。緊記方向舵要有氣流輕過時才有效，低速的時候轉向效果有限，必須提前計劃好。
配平片(Trim Tabs)
在大部份小型飛機上，升降舵未端都會有一塊可以在飛行途中調節角度的小片，稱作配平片。不論飛機是在爬升、下降還是平飛，保持一個飛行姿態(Attitude)都需要飛行員手握控制桿來抵抗氣流對升降舵造成的壓力。駕駛艙不是健身室(Gym)，飛行員也不需要訓練手臂，用力保持同一個姿勢只會無謂的浪費體力。
配平片可以用滑輪或者電動馬達去調節，向上擺可以稍為壓下升降舵，向下擺則提起。當飛行員用控制桿把飛機保持在一個姿態後，就可以上下擺動配平片到一個合適的平衝位置，慢慢鬆手來釋放加在桿上的壓力(Relieve Control Pressure)，是為配平(Trim)。如果配平位置完美，飛行員可以完全鬆手而飛機保持在同一姿態，但為安全起見，任何時候都應有一隻手輕握控制桿。
襟翼(Flaps)
襟翼是一種機翼上可以轉動/伸縮的裝置，於起飛、降落和慢速飛行時使用，目的是在同一空速下大幅增加升力，稍增阻力和降低失速速度(機翼不能再產生升力的速度)。而且因為機翼的形狀改變，飛機的仰角會稍為減少，讓飛行員可以更清楚的看見前方和下方的東西(主要是跑道)。襟翼的運作原理一如概往，有機會再詳述。
襟翼的設計各種各樣，特點如下：
簡單：把尾端部份旋轉若干度，簡單但可產生升力的面積減少了
分裂：尾端部份可以分裂轉出，簡單但阻力大增，如今很罕見(e.g噴火式)
單縫：跟簡單式類似，但多了一條小縫，空氣通過後可以神奇的降低失速速度(英文：re-energize airflow to delay flow separation)
後滑：尾端部份向後滑出加稍為轉動，有單縫式的優點，而且增大了產生升力的面積；缺點是滑動機構複雜而且較重
雙縫：上面兩種的組合版，向後滑出同時轉動，升力面積大增，失速速度可以進一步降低；缺點是非常複雜、重，以及需要仔細設計
當今小型飛機最常見的是簡單式和單縫式。偶然會有輕型飛機設計把襟翼(Flaps)和副翼(Ailerons)合二為一為襟副翼(Flaperons)，算是為了減省結構便於制造，但相對效用不及兩者分開為佳。
{順帶一提"航空無線電101系列"中常用的呼號：Foxtort Lima Alfa Papa其實就是FLAP的意思，不過跟現實中的那一架C-FLAP DHC-3T水上飛機完全沒有關係，好記所以借用而已。}
用一張gif圖總結全文：
~完~
Reference BookA.F.MacDonald, From the Ground Up, 29th ed. Ottawa: Aviation Publishers Co. Ltd., 2019, pp.8-10Federal Aviation Administration, Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, 2nd ed. USA: Federal Aviation Administration, 2016, chapter 3 and 6
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