飛機的平衡、穩(wěn)定性與操縱性

1、飛行原理飛行原理/CAFUC飛機的平衡、穩(wěn)定性與飛機的平衡、穩(wěn)定性與操縱性操縱性第四章第四章第四章第四章 第第 頁頁2 飛機飛行狀態(tài)的變化，歸根到底，都是飛機飛行狀態(tài)的變化，歸根到底，都是力和力矩力和力矩作用的結(jié)果。飛機的平衡、穩(wěn)定性和操縱性是闡述作用的結(jié)果。飛機的平衡、穩(wěn)定性和操縱性是闡述飛機飛機在力和力矩的作用下，飛機狀態(tài)的保持和改變在力和力矩的作用下，飛機狀態(tài)的保持和改變的基本原理。的基本原理。第四章第四章 第第 頁頁3本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容4.1 飛機的平衡飛機的平衡4.2 飛機的穩(wěn)定性飛機的穩(wěn)定性4.3 飛機的操縱性飛機的操縱性飛行原理飛行原理/CAFUC飛行原理飛行原理/CAFU

2、C4.1 飛機的平衡飛機的平衡第四章第四章 第第 頁頁54.1.1 飛機的坐標(biāo)軸和重心飛機的坐標(biāo)軸和重心 機體軸機體軸第四章第四章 第第 頁頁6橫軸橫軸縱軸縱軸立軸立軸俯仰俯仰滾轉(zhuǎn)滾轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機體軸及對應(yīng)轉(zhuǎn)動機體軸及對應(yīng)轉(zhuǎn)動第四章第四章 第第 頁頁7I. 繞橫軸（繞橫軸（OZ軸）的轉(zhuǎn)動稱為俯仰轉(zhuǎn)動軸）的轉(zhuǎn)動稱為俯仰轉(zhuǎn)動 注：角速度和力矩均按右手螺旋法則判定正負(fù)注：角速度和力矩均按右手螺旋法則判定正負(fù)第四章第四章 第第 頁頁8II.繞立軸（繞立軸（OY軸）的轉(zhuǎn)動稱為偏轉(zhuǎn)軸）的轉(zhuǎn)動稱為偏轉(zhuǎn)第四章第四章 第第 頁頁9III.繞縱軸（繞縱軸（OX軸）的轉(zhuǎn)動稱為滾轉(zhuǎn)軸）的轉(zhuǎn)動稱為滾轉(zhuǎn)第四章第四章 第第

3、頁頁10 重心（重心（Center of Gravity） 飛機各部件、燃料、乘員、貨物等重力的合力，叫飛機各部件、燃料、乘員、貨物等重力的合力，叫飛機的重力。飛機重力的著力點叫做飛機重心。飛機的重力。飛機重力的著力點叫做飛機重心。第四章第四章 第第 頁頁11重心重心CG 飛機在空中的運動，總可分解成飛機各部分隨飛機飛機在空中的運動，總可分解成飛機各部分隨飛機重心一起的移動和飛機各部分繞重心的轉(zhuǎn)動。重心一起的移動和飛機各部分繞重心的轉(zhuǎn)動。 重心（重心（Center of Gravity）第四章第四章 第第 頁頁12重心位置的表示重心位置的表示X重重bMCA%100MCAGGbXX 重心的前后位

4、置常用重心在某一特定翼弦上的投影重心的前后位置常用重心在某一特定翼弦上的投影到該翼弦前端的距離，占該翼弦的百分?jǐn)?shù)來表示。到該翼弦前端的距離，占該翼弦的百分?jǐn)?shù)來表示。第四章第四章 第第 頁頁13平均空氣動力弦（平均空氣動力弦（MAC） 假想的矩形翼的面積、空氣動力及俯仰特性與原機假想的矩形翼的面積、空氣動力及俯仰特性與原機翼相同。翼相同。第四章第四章 第第 頁頁14幾何中心幾何中心標(biāo)準(zhǔn)平均弦（標(biāo)準(zhǔn)平均弦（SMC）平均空氣動力弦（平均空氣動力弦（MAC） 重心的前后位置常重心的前后位置常用重心在用重心在MAC上的投上的投影到該翼弦前端的距影到該翼弦前端的距離，占該翼弦的百分離，占該翼弦的百分?jǐn)?shù)來表

5、示。數(shù)來表示。 標(biāo)準(zhǔn)平均弦等于機翼面積與翼展的比值。標(biāo)準(zhǔn)平均弦等于機翼面積與翼展的比值。第四章第四章 第第 頁頁15 飛機的平衡包括作用力平衡和力矩平衡兩個方面。飛機的平衡包括作用力平衡和力矩平衡兩個方面。本節(jié)只分析各力矩的平衡。本節(jié)只分析各力矩的平衡。 飛機的平衡飛機的平衡 相對橫軸相對橫軸(OZ軸軸)俯仰平衡俯仰平衡 相對橫軸相對橫軸(OY軸軸)方向平衡方向平衡 相對橫軸相對橫軸(OX軸軸)橫側(cè)平衡橫側(cè)平衡第四章第四章 第第 頁頁164.1.2 飛機的俯仰平衡飛機的俯仰平衡 飛機的俯仰平衡是指作用于飛機的各俯仰力矩之飛機的俯仰平衡是指作用于飛機的各俯仰力矩之和為零，迎角不變。和為零，迎角不

6、變。第四章第四章 第第 頁頁17CPCG俯仰力矩主要有俯仰力矩主要有: 機翼產(chǎn)生的俯仰力矩機翼產(chǎn)生的俯仰力矩水平尾翼產(chǎn)生的俯仰力矩水平尾翼產(chǎn)生的俯仰力矩拉力（或推力）產(chǎn)生的俯仰力矩拉力（或推力）產(chǎn)生的俯仰力矩第四章第四章 第第 頁頁18 機翼產(chǎn)生的俯仰力矩的大小最終只取決于飛機重機翼產(chǎn)生的俯仰力矩的大小最終只取決于飛機重心位置、迎角和飛機構(gòu)型。心位置、迎角和飛機構(gòu)型。 一般情況一般情況下機翼產(chǎn)生下機翼產(chǎn)生下俯力矩。下俯力矩。但當(dāng)重心后但當(dāng)重心后移較多且迎移較多且迎角有很大時，角有很大時，則可能產(chǎn)生則可能產(chǎn)生上仰力矩。上仰力矩。 機翼產(chǎn)生的俯仰力矩機翼產(chǎn)生的俯仰力矩第四章第四章 第第 頁頁19

7、平尾產(chǎn)生的俯仰力矩平尾產(chǎn)生的俯仰力矩 在正常飛行中，水平尾翼產(chǎn)生負(fù)升力，故水平尾在正常飛行中，水平尾翼產(chǎn)生負(fù)升力，故水平尾翼力矩是上仰力矩。翼力矩是上仰力矩。當(dāng)迎角很大時，也可能會產(chǎn)生當(dāng)迎角很大時，也可能會產(chǎn)生下俯力矩。下俯力矩。第四章第四章 第第 頁頁20 水平尾翼產(chǎn)生的俯仰力矩取決于機翼迎角、升降舵水平尾翼產(chǎn)生的俯仰力矩取決于機翼迎角、升降舵偏角和流向水平尾翼的氣流速度。偏角和流向水平尾翼的氣流速度。 平尾產(chǎn)生的俯仰力矩平尾產(chǎn)生的俯仰力矩第四章第四章 第第 頁頁21 螺旋槳的拉力或螺旋槳的拉力或發(fā)動機的推力，其發(fā)動機的推力，其作用線若不通過飛作用線若不通過飛機重心，也會形成機重心，也會形成

8、圍繞重心的俯仰力圍繞重心的俯仰力矩。矩。 拉力產(chǎn)生的俯仰力矩拉力產(chǎn)生的俯仰力矩第四章第四章 第第 頁頁22獲得俯仰平衡的條件：獲得俯仰平衡的條件： 0ZM第四章第四章 第第 頁頁234.1.3 飛機的方向平衡飛機的方向平衡 飛機的方向平衡是指作用于飛機的各偏轉(zhuǎn)力矩之和飛機的方向平衡是指作用于飛機的各偏轉(zhuǎn)力矩之和為零，為零，側(cè)滑角不變側(cè)滑角不變或側(cè)滑角為零?；騻?cè)滑角為零。第四章第四章 第第 頁頁24側(cè)滑是指相對氣流方向與飛機對稱面不一側(cè)滑是指相對氣流方向與飛機對稱面不一致的飛行狀態(tài)。致的飛行狀態(tài)。 第四章第四章 第第 頁頁25偏轉(zhuǎn)力矩主要有偏轉(zhuǎn)力矩主要有: 兩翼阻力對重心產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩兩翼阻力對

9、重心產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩垂尾側(cè)力對重心產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩垂尾側(cè)力對重心產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩雙發(fā)或多發(fā)飛機拉力產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩雙發(fā)或多發(fā)飛機拉力產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩第四章第四章 第第 頁頁26獲得方向平衡的條件：獲得方向平衡的條件： 0yM第四章第四章 第第 頁頁274.1.4 飛機的橫側(cè)平衡飛機的橫側(cè)平衡 飛機的橫側(cè)平衡是指作用于飛機的各滾轉(zhuǎn)力矩之和飛機的橫側(cè)平衡是指作用于飛機的各滾轉(zhuǎn)力矩之和為零，坡度不變。為零，坡度不變。第四章第四章 第第 頁頁28滾轉(zhuǎn)力矩主要有滾轉(zhuǎn)力矩主要有: 兩翼升力對重心產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩兩翼升力對重心產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩螺旋槳反作用力矩對重心產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩螺旋槳反作用力矩對重心產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩第四章第

10、四章 第第 頁頁29獲得橫側(cè)平衡的條件：獲得橫側(cè)平衡的條件： 0 xM第四章第四章 第第 頁頁304.1.5 影響飛機平衡的主要因素影響飛機平衡的主要因素 加減油門加減油門 收放襟翼收放襟翼 收放起落架收放起落架 重心變化重心變化 影響俯仰平衡的主要因素影響俯仰平衡的主要因素第四章第四章 第第 頁頁31加減油門加減油門 加減油門不僅直接加減油門不僅直接影響拉力或推力力矩影響拉力或推力力矩的大小，還會影響到的大小，還會影響到機翼和尾翼力矩的大機翼和尾翼力矩的大小。小。第四章第四章 第第 頁頁32襟翼收放襟翼收放 放襟翼機翼升力增大，同時升力作用點（壓力中放襟翼機翼升力增大，同時升力作用點（壓力中

11、心）后移，下俯力矩增加；另一方面，放襟翼使下心）后移，下俯力矩增加；另一方面，放襟翼使下洗增大，平尾負(fù)升力增大，抬頭力矩變大。洗增大，平尾負(fù)升力增大，抬頭力矩變大。第四章第四章 第第 頁頁33起落架收放起落架收放 一方面導(dǎo)致飛機重心移動；另一方面，起落架附加一方面導(dǎo)致飛機重心移動；另一方面，起落架附加阻力變化會引起俯仰力矩變化。阻力變化會引起俯仰力矩變化。第四章第四章 第第 頁頁34重心位置變化重心位置變化 重心移動對機翼的俯仰力矩影響較大。重心移動對機翼的俯仰力矩影響較大。第四章第四章 第第 頁頁35保持俯仰平衡的主要方法保持俯仰平衡的主要方法 飛行員可利用飛行員可利用偏轉(zhuǎn)升降舵產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)升

12、降舵產(chǎn)生的俯仰操縱力矩來平俯仰操縱力矩來平衡俯仰力矩以保持衡俯仰力矩以保持俯仰平衡。俯仰平衡。第四章第四章 第第 頁頁36 一邊機翼變形導(dǎo)致兩側(cè)阻力不同、兩側(cè)發(fā)動機工一邊機翼變形導(dǎo)致兩側(cè)阻力不同、兩側(cè)發(fā)動機工作狀態(tài)不同以及螺旋槳副作用影響等。作狀態(tài)不同以及螺旋槳副作用影響等。 影響方向平衡的主要因素影響方向平衡的主要因素 飛行員可利用飛行員可利用偏轉(zhuǎn)方向舵產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)方向舵產(chǎn)生的方向操縱力矩來平方向操縱力矩來平衡偏轉(zhuǎn)力矩以保持衡偏轉(zhuǎn)力矩以保持方向平衡。方向平衡。第四章第四章 第第 頁頁37 一邊機翼變形導(dǎo)致兩側(cè)升力不同、油門改變和重心一邊機翼變形導(dǎo)致兩側(cè)升力不同、油門改變和重心移動等。移動等。

13、影響飛機橫側(cè)平衡的因素影響飛機橫側(cè)平衡的因素 飛行員可利用飛行員可利用偏轉(zhuǎn)副翼產(chǎn)生的橫偏轉(zhuǎn)副翼產(chǎn)生的橫側(cè)操縱力矩來平衡側(cè)操縱力矩來平衡滾轉(zhuǎn)力矩以保持橫滾轉(zhuǎn)力矩以保持橫側(cè)平衡。側(cè)平衡。第四章第四章 第第 頁頁38本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容4.1 飛機的平衡飛機的平衡4.2 飛機的穩(wěn)定性飛機的穩(wěn)定性4.3 飛機的操縱性飛機的操縱性飛行原理飛行原理/CAFUC飛行原理飛行原理/CAFUC4.2 飛機的穩(wěn)定性飛機的穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁40 飛機的穩(wěn)定性是指，飛機受擾偏離原平衡狀態(tài)，偏離飛機的穩(wěn)定性是指，飛機受擾偏離原平衡狀態(tài)，偏離后飛機能自動恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的能力。后飛機能自動恢復(fù)到原平衡狀態(tài)

14、的能力。俯仰穩(wěn)定性俯仰穩(wěn)定性方向穩(wěn)定性方向穩(wěn)定性橫側(cè)穩(wěn)定性橫側(cè)穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁414.2.1 穩(wěn)定性概念及條件穩(wěn)定性概念及條件 一旦擺錘偏離原平衡狀態(tài)，重力分一旦擺錘偏離原平衡狀態(tài)，重力分力形成的力矩力形成的力矩使擺錘回到原平衡位使擺錘回到原平衡位置。此外，擺錘在擺動過程中還受到空置。此外，擺錘在擺動過程中還受到空氣阻力形成的力矩作用。氣阻力形成的力矩作用。 單擺的穩(wěn)定性單擺的穩(wěn)定性 下垂的單擺是穩(wěn)定的，因為其受到下垂的單擺是穩(wěn)定的，因為其受到穩(wěn)定力矩和阻尼力矩的共同作用。穩(wěn)定力矩和阻尼力矩的共同作用。阻尼力矩阻尼力矩原平衡狀態(tài)原平衡狀態(tài)穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩阻尼力矩阻尼力矩原平衡狀態(tài)

15、原平衡狀態(tài)穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩 單擺在這兩個力矩的共同作用下，單擺在這兩個力矩的共同作用下，最終回到原平衡狀態(tài)。最終回到原平衡狀態(tài)。 第四章第四章 第第 頁頁42 物體受擾后的運動過程中，自動出物體受擾后的運動過程中，自動出現(xiàn)的、力圖使物體最終回到原平衡狀現(xiàn)的、力圖使物體最終回到原平衡狀態(tài)的、方向始終與運動方向相反的力態(tài)的、方向始終與運動方向相反的力矩，稱為矩，稱為阻尼力矩阻尼力矩。 物體受擾偏離原平衡狀態(tài)后，物體受擾偏離原平衡狀態(tài)后，出現(xiàn)的、出現(xiàn)的、使物體回到原平衡狀態(tài)使物體回到原平衡狀態(tài)的、方向始終指向原平衡位置的力矩，的、方向始終指向原平衡位置的力矩，稱為稱為穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩。阻尼力矩阻尼力

16、矩原平衡狀態(tài)原平衡狀態(tài)穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩阻尼力矩阻尼力矩原平衡狀態(tài)原平衡狀態(tài)穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩 單擺的穩(wěn)定性分析單擺的穩(wěn)定性分析第四章第四章 第第 頁頁43 倒立單擺的穩(wěn)定性倒立單擺的穩(wěn)定性倒立的單擺不具備這兩個力矩，因此是不穩(wěn)定的。倒立的單擺不具備這兩個力矩，因此是不穩(wěn)定的。原平衡狀態(tài)原平衡狀態(tài)不穩(wěn)定力矩不穩(wěn)定力矩第四章第四章 第第 頁頁44靜穩(wěn)定性與動穩(wěn)定性靜穩(wěn)定性與動穩(wěn)定性 受擾后出現(xiàn)穩(wěn)定力矩，具有回到原平衡狀態(tài)的趨受擾后出現(xiàn)穩(wěn)定力矩，具有回到原平衡狀態(tài)的趨勢，稱為物體是勢，稱為物體是靜穩(wěn)定靜穩(wěn)定的。的。靜穩(wěn)定性靜穩(wěn)定性研究物體受擾研究物體受擾后的最初響應(yīng)問題。后的最初響應(yīng)問題。正的靜穩(wěn)定性

17、正的靜穩(wěn)定性中立靜穩(wěn)定性中立靜穩(wěn)定性負(fù)的靜穩(wěn)定性負(fù)的靜穩(wěn)定性外力外力外力外力外力外力第四章第四章 第第 頁頁45靜穩(wěn)定性與動穩(wěn)定性靜穩(wěn)定性與動穩(wěn)定性 擾動運動過程中出擾動運動過程中出現(xiàn)阻尼力矩，最終使現(xiàn)阻尼力矩，最終使物體回到原平衡狀態(tài)，物體回到原平衡狀態(tài)，稱物體是動穩(wěn)定的。稱物體是動穩(wěn)定的。動穩(wěn)定性動穩(wěn)定性研究物體受研究物體受擾運動的時間響應(yīng)歷擾運動的時間響應(yīng)歷程問題。程問題。振幅振幅正的動穩(wěn)定性（穩(wěn)定）正的動穩(wěn)定性（穩(wěn)定）中立動穩(wěn)定性中立動穩(wěn)定性負(fù)的動穩(wěn)定性（不穩(wěn)定）負(fù)的動穩(wěn)定性（不穩(wěn)定）第四章第四章 第第 頁頁46飛機穩(wěn)定性的定義飛機穩(wěn)定性的定義 飛機的穩(wěn)定性是指：飛機受到小擾動（包括陣

18、風(fēng)擾飛機的穩(wěn)定性是指：飛機受到小擾動（包括陣風(fēng)擾動和操縱擾動）后，偏離原平衡狀態(tài)，并在擾動消失動和操縱擾動）后，偏離原平衡狀態(tài)，并在擾動消失后，飛行員不給于任何操縱，飛機自動恢復(fù)原平衡狀后，飛行員不給于任何操縱，飛機自動恢復(fù)原平衡狀態(tài)（包括最初響應(yīng)態(tài)（包括最初響應(yīng)靜穩(wěn)定性問題，和最終響應(yīng)靜穩(wěn)定性問題，和最終響應(yīng)動動穩(wěn)定性問題）的特性。穩(wěn)定性問題）的特性。俯仰穩(wěn)定性俯仰穩(wěn)定性方向穩(wěn)定性方向穩(wěn)定性橫側(cè)穩(wěn)定性橫側(cè)穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁47飛機的穩(wěn)定性飛機的穩(wěn)定性飛機具有穩(wěn)定性飛機具有穩(wěn)定性飛機不具有穩(wěn)定性飛機不具有穩(wěn)定性飛機具有中立穩(wěn)定性飛機具有中立穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁48 飛機的

19、俯仰穩(wěn)定性，指的是飛行中，飛機受微飛機的俯仰穩(wěn)定性，指的是飛行中，飛機受微小擾動以至俯仰平衡遭到破壞，在擾動消失后，飛小擾動以至俯仰平衡遭到破壞，在擾動消失后，飛機自動趨向恢復(fù)原平衡狀態(tài)的特性。機自動趨向恢復(fù)原平衡狀態(tài)的特性。4.2.2 飛機的俯仰穩(wěn)定性飛機的俯仰穩(wěn)定性什么是俯仰穩(wěn)定性什么是俯仰穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁49水平尾翼水平尾翼 正常布局的飛機的平尾的安裝角通常要比機翼的正常布局的飛機的平尾的安裝角通常要比機翼的安裝角更小。安裝角更小。 俯仰穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩主要由平尾產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩主要由平尾產(chǎn)生第四章第四章 第第 頁頁50I. 俯仰穩(wěn)定力矩主要由平

20、尾產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩主要由平尾產(chǎn)生 平尾可以產(chǎn)生平尾可以產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩，俯仰穩(wěn)定力矩，趨于保持飛機的趨于保持飛機的俯仰平衡。俯仰平衡。俯仰轉(zhuǎn)動俯仰轉(zhuǎn)動機翼迎角機翼迎角平尾升力平尾升力零升迎角零升迎角較小正迎角較小正迎角較大正迎角較大正迎角負(fù)升力負(fù)升力零升力零升力正升力正升力第四章第四章 第第 頁頁51瞬間受擾瞬間受擾機頭上抬機頭上抬擾動運動消失擾動運動消失迎角恢復(fù)原值迎角恢復(fù)原值平尾附平尾附加升力加升力俯仰穩(wěn)俯仰穩(wěn)定力矩定力矩平尾產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩平尾產(chǎn)生俯仰穩(wěn)定力矩第四章第四章 第第 頁頁52II. 焦點與俯仰穩(wěn)定力矩焦點與俯仰穩(wěn)定力矩飛機迎角改變時附加升力的著力點稱為焦點。飛機迎角改變時附加

21、升力的著力點稱為焦點。重心重心焦點焦點第四章第四章 第第 頁頁53焦點位置的確定焦點位置的確定迎角增加，壓力中心迎角增加，壓力中心向前移動向前移動機翼升力對機翼升力對A點點的上仰力矩增加的上仰力矩增加第四章第四章 第第 頁頁54焦點位置的確定焦點位置的確定迎角增加，壓力中心迎角增加，壓力中心向前移動向前移動機翼升力對機翼升力對B點點的下俯力矩增加的下俯力矩增加第四章第四章 第第 頁頁55焦點位置的確定焦點位置的確定 在在A、B兩點之間，存在一個點，當(dāng)壓力中心移動兩點之間，存在一個點，當(dāng)壓力中心移動時，機翼升力對此點的力矩大小不變。這個點就是時，機翼升力對此點的力矩大小不變。這個點就是焦點。通常

22、焦點距翼弦前緣點的距離是整個翼弦長焦點。通常焦點距翼弦前緣點的距離是整個翼弦長度的度的25%。 迎角增加，壓力中心迎角增加，壓力中心向前移動向前移動機翼升力對機翼升力對焦焦點點的下俯力矩恒定的下俯力矩恒定焦點焦點第四章第四章 第第 頁頁56焦點與俯仰穩(wěn)定力矩焦點與俯仰穩(wěn)定力矩 只有焦點的位置在飛機的重心之后飛機才具有俯只有焦點的位置在飛機的重心之后飛機才具有俯仰穩(wěn)定性，焦點距離重心越遠(yuǎn)，俯仰穩(wěn)定性越強。仰穩(wěn)定性，焦點距離重心越遠(yuǎn)，俯仰穩(wěn)定性越強。穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定第四章第四章 第第 頁頁57 俯仰阻尼力矩的產(chǎn)生俯仰阻尼力矩的產(chǎn)生俯仰阻尼力矩主要由平尾產(chǎn)生俯仰阻尼力矩主要由平尾產(chǎn)生轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動方方

23、向向相相對對氣氣流流平尾附加升力平尾附加升力俯仰阻尼力矩俯仰阻尼力矩飛機轉(zhuǎn)動方向飛機轉(zhuǎn)動方向第四章第四章 第第 頁頁58 俯仰穩(wěn)定性的判別俯仰穩(wěn)定性的判別俯仰力矩系數(shù)曲線：俯仰力矩系數(shù)曲線：俯仰力矩系數(shù)：俯仰力矩系數(shù)：MACZZcSVMm221第四章第四章 第第 頁頁59俯仰力矩系數(shù)曲線俯仰力矩系數(shù)曲線ZZmm 俯仰力矩系數(shù)曲線的斜率也稱為迎角穩(wěn)定度或縱向俯仰力矩系數(shù)曲線的斜率也稱為迎角穩(wěn)定度或縱向靜穩(wěn)定度，它表示迎角每變化靜穩(wěn)定度，它表示迎角每變化1度時俯仰力矩系數(shù)的度時俯仰力矩系數(shù)的變化量，它的表達(dá)式為：變化量，它的表達(dá)式為：mz抬頭抬頭低頭低頭mz第四章第四章 第第 頁頁60mz抬頭抬頭

24、低頭低頭mz 當(dāng)焦點在重心之后，飛機具有俯仰穩(wěn)定性，這也意味當(dāng)焦點在重心之后，飛機具有俯仰穩(wěn)定性，這也意味著俯仰力矩系數(shù)曲線斜率為負(fù)。著俯仰力矩系數(shù)曲線斜率為負(fù)。俯仰力矩系數(shù)曲線俯仰力矩系數(shù)曲線重心重心焦點焦點第四章第四章 第第 頁頁61短周期短周期運動運動長周期長周期運動運動位移量位移量 俯仰動穩(wěn)定性俯仰動穩(wěn)定性俯仰動穩(wěn)定性分為長周期運動和短周期兩種。俯仰動穩(wěn)定性分為長周期運動和短周期兩種。第四章第四章 第第 頁頁62 飛機的方向穩(wěn)定性，指的是飛行中，飛機受微小飛機的方向穩(wěn)定性，指的是飛行中，飛機受微小擾動以至方向平衡遭到破壞，在擾動消失后，飛機擾動以至方向平衡遭到破壞，在擾動消失后，飛機自

25、動趨向恢復(fù)原平衡狀態(tài)的特性。自動趨向恢復(fù)原平衡狀態(tài)的特性。4.2.3 飛機的方向穩(wěn)定性飛機的方向穩(wěn)定性什么是方向穩(wěn)定性什么是方向穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁63方向穩(wěn)定力矩主要是在飛機出現(xiàn)側(cè)滑時由垂尾產(chǎn)生的。方向穩(wěn)定力矩主要是在飛機出現(xiàn)側(cè)滑時由垂尾產(chǎn)生的。 主要方向穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生主要方向穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生第四章第四章 第第 頁頁64由垂尾產(chǎn)生的方向穩(wěn)定力矩由垂尾產(chǎn)生的方向穩(wěn)定力矩第四章第四章 第第 頁頁65垂尾面積的影響垂尾面積的影響 垂尾面積越大，垂尾面積越大，方向穩(wěn)定力矩越大。方向穩(wěn)定力矩越大。相對氣流相對氣流相對氣流相對氣流擾動擾動擾動擾動穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩較小側(cè)力較小側(cè)力（

26、面積?。娣e?。┹^大側(cè)力較大側(cè)力（面積大）（面積大）第四章第四章 第第 頁頁66機身機身四分之一翼弦連線四分之一翼弦連線橫軸橫軸后掠角后掠角 上反角和后掠角的設(shè)計等也能夠使機翼產(chǎn)生方向穩(wěn)上反角和后掠角的設(shè)計等也能夠使機翼產(chǎn)生方向穩(wěn)定力矩。定力矩。 其他方向穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生其他方向穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生上反角上反角第四章第四章 第第 頁頁67上反角在側(cè)滑中的作用上反角在側(cè)滑中的作用 上反角的存在，上反角的存在，使側(cè)滑前翼的迎角使側(cè)滑前翼的迎角更大，因此阻力也更大，因此阻力也更大。更大。第四章第四章 第第 頁頁68 上反角使側(cè)滑前翼迎角大，阻力大，從而產(chǎn)生方向穩(wěn)定上反角使側(cè)滑前翼迎角大，阻力大，從而產(chǎn)生方

27、向穩(wěn)定力矩。力矩。上反角在側(cè)滑中所產(chǎn)生的方向穩(wěn)定力矩上反角在側(cè)滑中所產(chǎn)生的方向穩(wěn)定力矩第四章第四章 第第 頁頁69 后掠角的存在，使側(cè)滑后掠角的存在，使側(cè)滑前翼的相對氣流有效分速前翼的相對氣流有效分速大，因而阻力更大，從而大，因而阻力更大，從而產(chǎn)生方向穩(wěn)定力矩。產(chǎn)生方向穩(wěn)定力矩。后掠角在側(cè)滑中所產(chǎn)生方向穩(wěn)定力矩后掠角在側(cè)滑中所產(chǎn)生方向穩(wěn)定力矩第四章第四章 第第 頁頁70機身、背鰭和腹鰭的方向穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生機身、背鰭和腹鰭的方向穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生 機身，以及背鰭和腹機身，以及背鰭和腹鰭也可以產(chǎn)生方向穩(wěn)定鰭也可以產(chǎn)生方向穩(wěn)定力矩。力矩。第四章第四章 第第 頁頁71 方向阻尼力矩的產(chǎn)生方向阻尼力矩的產(chǎn)生

28、方向阻尼力矩主要由垂尾產(chǎn)生。方向阻尼力矩主要由垂尾產(chǎn)生。 飛機轉(zhuǎn)動的過程中，垂尾處出現(xiàn)附加的側(cè)向氣流飛機轉(zhuǎn)動的過程中，垂尾處出現(xiàn)附加的側(cè)向氣流速度分量，導(dǎo)致垂尾出現(xiàn)側(cè)力，側(cè)力形成的力矩起速度分量，導(dǎo)致垂尾出現(xiàn)側(cè)力，側(cè)力形成的力矩起到阻礙轉(zhuǎn)動的作用，稱方向阻尼力矩。到阻礙轉(zhuǎn)動的作用，稱方向阻尼力矩。垂尾側(cè)力垂尾側(cè)力轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動方向阻尼力矩阻尼力矩第四章第四章 第第 頁頁72 方向穩(wěn)定性與側(cè)滑角方向穩(wěn)定性與側(cè)滑角 飛機的方向穩(wěn)定性只能保持側(cè)滑角，而不能保持飛飛機的方向穩(wěn)定性只能保持側(cè)滑角，而不能保持飛機的航向不變，因此也稱風(fēng)標(biāo)穩(wěn)定性。機的航向不變，因此也稱風(fēng)標(biāo)穩(wěn)定性。丁字風(fēng)向標(biāo)丁字風(fēng)向標(biāo)第四章第四

29、章 第第 頁頁73 飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性，指的是飛行中，飛機受微小飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性，指的是飛行中，飛機受微小擾動以至橫側(cè)平衡遭到破壞，在擾動消失后，飛機自擾動以至橫側(cè)平衡遭到破壞，在擾動消失后，飛機自動趨向恢復(fù)原平衡狀態(tài)的特性。動趨向恢復(fù)原平衡狀態(tài)的特性。4.2.4 飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性什么是橫側(cè)穩(wěn)定性什么是橫側(cè)穩(wěn)定性第四章第四章 第第 頁頁74 主要橫側(cè)穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生主要橫側(cè)穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生側(cè)力側(cè)力橫側(cè)穩(wěn)定力矩主要由側(cè)滑中機翼的上反角和后掠角產(chǎn)生。橫側(cè)穩(wěn)定力矩主要由側(cè)滑中機翼的上反角和后掠角產(chǎn)生。第四章第四章 第第 頁頁75 上反角情況下，側(cè)滑前翼的迎角更大，升力大于側(cè)滑上反角情況下，

30、側(cè)滑前翼的迎角更大，升力大于側(cè)滑后翼的升力，從而產(chǎn)生繞縱軸的橫側(cè)穩(wěn)定力矩。后翼的升力，從而產(chǎn)生繞縱軸的橫側(cè)穩(wěn)定力矩。I. 上反角產(chǎn)生的橫側(cè)穩(wěn)定力矩上反角產(chǎn)生的橫側(cè)穩(wěn)定力矩第四章第四章 第第 頁頁76 側(cè)滑前翼的升力大于側(cè)滑后側(cè)滑前翼的升力大于側(cè)滑后翼的升力，是翼的升力，是機翼能夠具有橫機翼能夠具有橫側(cè)穩(wěn)定性必要條件。側(cè)穩(wěn)定性必要條件。II. 后掠角產(chǎn)生的橫側(cè)穩(wěn)定力矩后掠角產(chǎn)生的橫側(cè)穩(wěn)定力矩 后掠角情況下，側(cè)滑前翼的有效分速大，因而升力大后掠角情況下，側(cè)滑前翼的有效分速大，因而升力大于側(cè)滑后翼的升力，從而產(chǎn)生橫側(cè)穩(wěn)定力矩。于側(cè)滑后翼的升力，從而產(chǎn)生橫側(cè)穩(wěn)定力矩。第四章第四章 第第 頁頁77 其他

31、橫側(cè)穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生其他橫側(cè)穩(wěn)定力矩的產(chǎn)生 機翼上下位置和垂尾也能夠使機翼產(chǎn)生橫側(cè)穩(wěn)定力矩。機翼上下位置和垂尾也能夠使機翼產(chǎn)生橫側(cè)穩(wěn)定力矩。第四章第四章 第第 頁頁78上單翼飛機橫側(cè)穩(wěn)定性強上單翼飛機橫側(cè)穩(wěn)定性強下單翼飛機橫側(cè)穩(wěn)定性弱下單翼飛機橫側(cè)穩(wěn)定性弱I. 機翼上下位置的影響機翼上下位置的影響第四章第四章 第第 頁頁79II. 垂尾產(chǎn)生的橫側(cè)穩(wěn)定力矩垂尾產(chǎn)生的橫側(cè)穩(wěn)定力矩 側(cè)滑中，垂尾產(chǎn)生的側(cè)力對重心形成的滾轉(zhuǎn)力矩也是橫側(cè)滑中，垂尾產(chǎn)生的側(cè)力對重心形成的滾轉(zhuǎn)力矩也是橫側(cè)穩(wěn)定力矩。側(cè)穩(wěn)定力矩。垂尾側(cè)力垂尾側(cè)力側(cè)滑方向側(cè)滑方向側(cè)力力臂側(cè)力力臂第四章第四章 第第 頁頁80 在飛機的設(shè)計中，為取得合

32、適的橫側(cè)穩(wěn)定性，往往采在飛機的設(shè)計中，為取得合適的橫側(cè)穩(wěn)定性，往往采用這幾種機翼構(gòu)型的組合。下圖為上單下反后掠布局。用這幾種機翼構(gòu)型的組合。下圖為上單下反后掠布局。上單下反后掠布局上單下反后掠布局第四章第四章 第第 頁頁81 橫側(cè)阻尼力矩的產(chǎn)生橫側(cè)阻尼力矩的產(chǎn)生飛機的橫側(cè)阻尼力矩主要由機翼產(chǎn)生。飛機的橫側(cè)阻尼力矩主要由機翼產(chǎn)生。 飛機在受擾后的轉(zhuǎn)動過程中，由于機翼存在附加飛機在受擾后的轉(zhuǎn)動過程中，由于機翼存在附加上、下氣流分量，使上、下氣流分量，使兩翼迎角不等兩翼迎角不等，從而導(dǎo)致兩翼升，從而導(dǎo)致兩翼升力不等，這一阻尼力矩對飛機轉(zhuǎn)動起阻礙作用。力不等，這一阻尼力矩對飛機轉(zhuǎn)動起阻礙作用。滾轉(zhuǎn)方向

33、滾轉(zhuǎn)方向阻尼力矩方向阻尼力矩方向第四章第四章 第第 頁頁82滾轉(zhuǎn)附加滾轉(zhuǎn)附加氣流速度氣流速度滾轉(zhuǎn)附加滾轉(zhuǎn)附加氣流速度氣流速度上揚機翼迎角上揚機翼迎角減小減小下沉機翼迎角下沉機翼迎角增大增大滾轉(zhuǎn)對兩翼迎角的影響滾轉(zhuǎn)對兩翼迎角的影響第四章第四章 第第 頁頁83 飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過強而方向穩(wěn)定性過弱，易產(chǎn)生飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過強而方向穩(wěn)定性過弱，易產(chǎn)生明顯的飄擺現(xiàn)象，稱為荷蘭滾。明顯的飄擺現(xiàn)象，稱為荷蘭滾。 飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過弱而方向穩(wěn)定性過強，在受擾產(chǎn)飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過弱而方向穩(wěn)定性過強，在受擾產(chǎn)生傾斜和側(cè)滑后，易產(chǎn)生緩慢的螺旋下降。生傾斜和側(cè)滑后，易產(chǎn)生緩慢的螺旋下降。4.2.5 飛機方向穩(wěn)定性和

34、橫側(cè)穩(wěn)定性的關(guān)系飛機方向穩(wěn)定性和橫側(cè)穩(wěn)定性的關(guān)系飛機的方向穩(wěn)定性與橫側(cè)穩(wěn)定性是相互耦合的。飛機的方向穩(wěn)定性與橫側(cè)穩(wěn)定性是相互耦合的。第四章第四章 第第 頁頁84飄擺飄擺 飛機受擾左傾斜飛機受擾左傾斜左側(cè)滑，若橫側(cè)穩(wěn)定性強左側(cè)滑，若橫側(cè)穩(wěn)定性強飛機迅飛機迅速改平坡度；方向穩(wěn)定性弱速改平坡度；方向穩(wěn)定性弱飛機左偏的速度慢，未等飛機左偏的速度慢，未等左側(cè)滑消除，飛機又帶右坡度左側(cè)滑消除，飛機又帶右坡度右側(cè)滑。右側(cè)滑。飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過強而方向穩(wěn)定性過弱，易產(chǎn)生飄擺。飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過強而方向穩(wěn)定性過弱，易產(chǎn)生飄擺。第四章第四章 第第 頁頁85飄擺飄擺 飄擺的危害性在于：飄擺震蕩周期只有幾秒，修正飄擺

35、的危害性在于：飄擺震蕩周期只有幾秒，修正飄擺超出了人的反應(yīng)能力，修正過程中極易造成推波飄擺超出了人的反應(yīng)能力，修正過程中極易造成推波助瀾，加大飄擺。助瀾，加大飄擺。 正常情況下，飄擺半衰期很短，但當(dāng)方向穩(wěn)定性和正常情況下，飄擺半衰期很短，但當(dāng)方向穩(wěn)定性和橫側(cè)穩(wěn)定性不協(xié)調(diào)時，易使飄擺半衰期延長甚至不穩(wěn)橫側(cè)穩(wěn)定性不協(xié)調(diào)時，易使飄擺半衰期延長甚至不穩(wěn)定，嚴(yán)重危及安全。定，嚴(yán)重危及安全。 大型運輸機在高空和低速飛行時由于穩(wěn)定性發(fā)生變大型運輸機在高空和低速飛行時由于穩(wěn)定性發(fā)生變化易發(fā)生飄擺。因此廣泛使用飄擺阻尼器。化易發(fā)生飄擺。因此廣泛使用飄擺阻尼器。第四章第四章 第第 頁頁86螺旋不穩(wěn)定螺旋不穩(wěn)定 飛

36、機受擾左傾斜飛機受擾左傾斜左側(cè)滑，若橫側(cè)穩(wěn)定性弱左側(cè)滑，若橫側(cè)穩(wěn)定性弱飛機飛機改平坡度慢；方向穩(wěn)定性強改平坡度慢；方向穩(wěn)定性強飛機左偏的速度快飛機左偏的速度快 快快速左偏導(dǎo)致右翼升力大速左偏導(dǎo)致右翼升力大 飛機飛機難于改平左坡度。飛機飛機難于改平左坡度。最終導(dǎo)致飛機進入緩慢的盤旋下降過程，稱螺旋不穩(wěn)最終導(dǎo)致飛機進入緩慢的盤旋下降過程，稱螺旋不穩(wěn)定。定。 螺旋不穩(wěn)定的周期較大，對飛行安全不構(gòu)成威脅，螺旋不穩(wěn)定的周期較大，對飛行安全不構(gòu)成威脅，飛機設(shè)計中允許出現(xiàn)輕度的螺旋不穩(wěn)定。飛機設(shè)計中允許出現(xiàn)輕度的螺旋不穩(wěn)定。 飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過弱而方向穩(wěn)定性過強，易產(chǎn)生螺飛機的橫側(cè)穩(wěn)定性過弱而方向穩(wěn)定性過強

37、，易產(chǎn)生螺旋不穩(wěn)定。旋不穩(wěn)定。第四章第四章 第第 頁頁87脈沖氣脈沖氣流沖擊流沖擊螺旋運動，表現(xiàn)為飛螺旋運動，表現(xiàn)為飛機高度和半徑的變換，機高度和半徑的變換，允許輕度不穩(wěn)定。允許輕度不穩(wěn)定。飄擺運動，表現(xiàn)為坡度飄擺運動，表現(xiàn)為坡度與側(cè)滑角的交替變化，與側(cè)滑角的交替變化，必須有合適的半衰期。必須有合適的半衰期。橫側(cè)動穩(wěn)定性橫側(cè)動穩(wěn)定性飛機橫側(cè)擾動運動的時間響應(yīng)歷程分析。飛機橫側(cè)擾動運動的時間響應(yīng)歷程分析。第四章第四章 第第 頁頁88 無論是飛機偏轉(zhuǎn)力矩隨側(cè)滑角變化的曲線，還是飛無論是飛機偏轉(zhuǎn)力矩隨側(cè)滑角變化的曲線，還是飛機滾轉(zhuǎn)力矩隨側(cè)滑角變化的曲線，當(dāng)曲線斜率為負(fù)時，機滾轉(zhuǎn)力矩隨側(cè)滑角變化的曲線

38、，當(dāng)曲線斜率為負(fù)時，才能具有穩(wěn)定性。才能具有穩(wěn)定性。4.2.6 力矩系數(shù)曲線力矩系數(shù)曲線左偏左偏右偏右偏右側(cè)滑右側(cè)滑穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定左滾左滾右滾右滾右側(cè)滑右側(cè)滑不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定第四章第四章 第第 頁頁89 重心的位置重心的位置 速度速度速度增大，穩(wěn)定性越強速度增大，穩(wěn)定性越強（阻尼力矩增大）（阻尼力矩增大）。 大迎角飛行大迎角飛行4.2.7 影響飛機穩(wěn)定性的因素影響飛機穩(wěn)定性的因素 高度變化高度變化第四章第四章 第第 頁頁90重心位置靠前，飛機的俯仰穩(wěn)定性越強。重心位置靠前，飛機的俯仰穩(wěn)定性越強。重心位置靠前，飛機的方向穩(wěn)定性有所增加，但不明顯。重心位置靠前，飛機的方向穩(wěn)定性有所增加，

39、但不明顯。重心位置前后移動，對橫側(cè)穩(wěn)定性無影響。重心位置前后移動，對橫側(cè)穩(wěn)定性無影響。重心重心焦點焦點 重心的位置重心的位置第四章第四章 第第 頁頁91 飛行高度飛行高度相同當(dāng)量空速相同當(dāng)量空速擾動氣流擾動氣流速度相同速度相同擾動氣流擾動氣流速度速度高空高空低空低空飛行真空速飛行真空速飛行真空速飛行真空速合速度合速度相對氣流相對氣流迎角增加量迎角增加量迎角增加量迎角增加量更小更小 在高空，相同當(dāng)量空速下，同樣擾動氣流速度，飛機在高空，相同當(dāng)量空速下，同樣擾動氣流速度，飛機受影響更小。受影響更小。 但在高空由于阻尼力矩小，飛機擺動的衰減時間長。但在高空由于阻尼力矩小，飛機擺動的衰減時間長。 第四

40、章第四章 第第 頁頁92飛機受擾左傾，左翼下飛機受擾左傾，左翼下沉，迎角增大，右翼上沉，迎角增大，右翼上揚，迎角減小。若受擾揚，迎角減小。若受擾前在臨界迎角附近，就前在臨界迎角附近，就可能導(dǎo)致迎角大，升力可能導(dǎo)致迎角大，升力反而小，從而導(dǎo)致橫側(cè)反而小，從而導(dǎo)致橫側(cè)阻尼力矩方向改變，飛阻尼力矩方向改變，飛機進一步左傾，出現(xiàn)機進一步左傾，出現(xiàn)機機翼自轉(zhuǎn)現(xiàn)象翼自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。下沉側(cè)，迎角增大，下沉側(cè)，迎角增大，升力減小升力減小上揚側(cè)，迎角減小，上揚側(cè)，迎角減小，升力增大升力增大 大迎角飛行大迎角飛行第四章第四章 第第 頁頁93飛機的穩(wěn)定性分析飛機的穩(wěn)定性分析 飛機的穩(wěn)定性是飛機本身應(yīng)具有的一種特性。飛機的

41、穩(wěn)定性是飛機本身應(yīng)具有的一種特性。 飛機的的穩(wěn)定性是相對的、有條件的。飛機的的穩(wěn)定性是相對的、有條件的。第四章第四章 第第 頁頁94本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容4.1 飛機的平衡飛機的平衡4.2 飛機的穩(wěn)定性飛機的穩(wěn)定性4.3 飛機的操縱性飛機的操縱性飛行原理飛行原理/CAFUC飛行原理飛行原理/CAFUC4.3 飛機的操縱性飛機的操縱性第四章第四章 第第 頁頁96操縱性的定義：操縱性的定義： 飛機的操縱性是指飛機在飛行員操縱升降舵、方飛機的操縱性是指飛機在飛行員操縱升降舵、方向舵和副翼下改變其飛行狀態(tài)的特性。向舵和副翼下改變其飛行狀態(tài)的特性。俯仰操縱性俯仰操縱性方向操縱性方向操縱性橫側(cè)操縱性橫側(cè)

42、操縱性第四章第四章 第第 頁頁97操縱性的主要研究內(nèi)容：操縱性的主要研究內(nèi)容： 飛行狀態(tài)的改變與桿舵行程和桿舵力大小之間的基飛行狀態(tài)的改變與桿舵行程和桿舵力大小之間的基本關(guān)系，飛機反應(yīng)快慢，以及影響因素等。本關(guān)系，飛機反應(yīng)快慢，以及影響因素等。第四章第四章 第第 頁頁984.3.1 飛機的俯仰操縱性飛機的俯仰操縱性 飛機的俯仰操縱性是指飛行員操縱駕駛盤偏轉(zhuǎn)升飛機的俯仰操縱性是指飛行員操縱駕駛盤偏轉(zhuǎn)升降舵后，飛機繞橫軸轉(zhuǎn)動而改變其迎角等飛行狀態(tài)降舵后，飛機繞橫軸轉(zhuǎn)動而改變其迎角等飛行狀態(tài)的特性。的特性。第四章第四章 第第 頁頁994.3.1 飛機的俯仰操縱性飛機的俯仰操縱性 飛機的俯仰操縱性是指

43、飛行員操縱駕駛盤偏轉(zhuǎn)升飛機的俯仰操縱性是指飛行員操縱駕駛盤偏轉(zhuǎn)升降舵后，飛機繞橫軸轉(zhuǎn)動而改變其迎角等飛行狀態(tài)降舵后，飛機繞橫軸轉(zhuǎn)動而改變其迎角等飛行狀態(tài)的特性。的特性。第四章第四章 第第 頁頁100拉桿拉桿升降舵上偏升降舵上偏附加向下升力附加向下升力 直線飛行中改變迎角的基本原理直線飛行中改變迎角的基本原理第四章第四章 第第 頁頁101 平尾上的向下附加升力會打破原有俯仰平衡，使飛平尾上的向下附加升力會打破原有俯仰平衡，使飛機抬頭。機抬頭。 直線飛行中改變迎角的基本原理直線飛行中改變迎角的基本原理機頭向上機頭向上升降舵上偏升降舵上偏向下氣動力向下氣動力機尾向下機尾向下后拉桿后拉桿第四章第四章

44、第第 頁頁102重心重心焦點焦點操縱力矩操縱力矩穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩俯仰操縱力矩俯仰操縱力矩= =俯仰穩(wěn)定力矩俯仰穩(wěn)定力矩 直線飛行中改變迎角的基本原理直線飛行中改變迎角的基本原理第四章第四章 第第 頁頁103 直線飛行中，駕駛盤前后的每一個位置（或升降直線飛行中，駕駛盤前后的每一個位置（或升降舵偏角）對應(yīng)著一個迎角。舵偏角）對應(yīng)著一個迎角。一個迎角對應(yīng)一個速度一個迎角對應(yīng)一個速度。 駕駛盤位置越靠后，升降舵上偏角越大，對應(yīng)的駕駛盤位置越靠后，升降舵上偏角越大，對應(yīng)的迎角也越大。反之，駕駛盤位置越靠前，升降舵下偏迎角也越大。反之，駕駛盤位置越靠前，升降舵下偏角越大，對應(yīng)的迎角也越小。角越大，對應(yīng)的

45、迎角也越小。結(jié)論結(jié)論第四章第四章 第第 頁頁104迎角與速度關(guān)系迎角與速度關(guān)系 直線飛行中，一個迎角對應(yīng)一個速度，大速度對直線飛行中，一個迎角對應(yīng)一個速度，大速度對應(yīng)小迎角，小速度對應(yīng)大迎角。應(yīng)小迎角，小速度對應(yīng)大迎角。第四章第四章 第第 頁頁105 平飛中，升降舵偏角（即桿的前后位置）與速度平飛中，升降舵偏角（即桿的前后位置）與速度的關(guān)系是的關(guān)系是: 小速度時，升降舵上偏；隨著速度增加，升降舵小速度時，升降舵上偏；隨著速度增加，升降舵減小上偏角，大速度時，升降舵下偏。減小上偏角，大速度時，升降舵下偏。升降舵偏角與速度的關(guān)系升降舵偏角與速度的關(guān)系上偏上偏下偏下偏升降舵偏角升降舵偏角升降舵偏角（

46、桿升降舵偏角（桿位置）曲線位置）曲線第四章第四章 第第 頁頁106俯仰操縱力矩俯仰操縱力矩= =俯仰穩(wěn)定力矩俯仰穩(wěn)定力矩+ +俯仰阻尼力矩俯仰阻尼力矩 曲線飛行中改變迎角的基本原理曲線飛行中改變迎角的基本原理LWAZ ZVBZ ZV第四章第四章 第第 頁頁107 飛行員操縱駕駛盤，要施加一定的力，這個力簡飛行員操縱駕駛盤，要施加一定的力，這個力簡稱為桿力。稱為桿力。 駕駛桿力駕駛桿力第四章第四章 第第 頁頁108I. 桿力的產(chǎn)生和影響因素桿力的產(chǎn)生和影響因素鉸鏈鉸鏈鉸鏈力矩鉸鏈力矩 舵面上鉸鏈力矩的產(chǎn)生舵面上鉸鏈力矩的產(chǎn)生: : 飛行員推桿后，升降舵下偏，升降舵上產(chǎn)生向上的飛行員推桿后，升降舵

47、下偏，升降舵上產(chǎn)生向上的空氣動力，對鉸鏈形成的力矩?？諝鈩恿Γ瑢︺q鏈形成的力矩。第四章第四章 第第 頁頁109 桿力的產(chǎn)生桿力的產(chǎn)生: :M樞軸樞軸樞軸樞軸L舵舵由由M樞軸樞軸傳來的力傳來的力 鉸鏈力矩迫使升降舵和桿回到中立位，為保持舵偏鉸鏈力矩迫使升降舵和桿回到中立位，為保持舵偏角和桿位置不變，飛行員必須用一定力推桿才能平衡鉸角和桿位置不變，飛行員必須用一定力推桿才能平衡鉸鏈力矩。鏈力矩。I. 桿力的產(chǎn)生和影響因素桿力的產(chǎn)生和影響因素第四章第四章 第第 頁頁110桿力的影響因素桿力的影響因素 升降舵偏角越大升降舵偏角越大,桿力越大；桿力越大； 速度增大升降舵逐漸升降舵逐漸由上偏轉(zhuǎn)為下偏速度增

48、大升降舵逐漸升降舵逐漸由上偏轉(zhuǎn)為下偏,桿力由拉桿力逐漸轉(zhuǎn)為推桿力桿力由拉桿力逐漸轉(zhuǎn)為推桿力,速度越大速度越大,推桿力越大。推桿力越大。第四章第四章 第第 頁頁111 某一速度下平飛時，桿力為零；大速度下變化單位某一速度下平飛時，桿力為零；大速度下變化單位速度，速度， 桿力變化量大；小速度下變化單位速度，桿力變化量大；小速度下變化單位速度， 桿力桿力變化量小。變化量小。平飛桿力曲線平飛桿力曲線 平飛中，升降舵偏角平飛中，升降舵偏角（即桿的前后位置）與（即桿的前后位置）與速度有一定關(guān)系，而升速度有一定關(guān)系，而升降舵偏角與桿力也有一降舵偏角與桿力也有一定關(guān)系，所以速度和桿定關(guān)系，所以速度和桿力之間存

49、在一定的對應(yīng)力之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。桿力與速度之間關(guān)系。桿力與速度之間的關(guān)系曲線稱桿力曲線。的關(guān)系曲線稱桿力曲線。第四章第四章 第第 頁頁112II.調(diào)整片的作用調(diào)整片的作用飛行中調(diào)整片可以減小和消除桿力。飛行中調(diào)整片可以減小和消除桿力。第四章第四章 第第 頁頁113飛行中調(diào)整片可以飛行中調(diào)整片可以減小和消除桿力。減小和消除桿力。 調(diào)整片在保調(diào)整片在保持平尾升力不變持平尾升力不變的前提下，通過的前提下，通過偏轉(zhuǎn)配平調(diào)整片偏轉(zhuǎn)配平調(diào)整片使舵面鉸鏈力矩使舵面鉸鏈力矩為零。為零。第四章第四章 第第 頁頁114調(diào)整片可以改變不同速度下的桿力大小調(diào)整片可以改變不同速度下的桿力大小 大速度下，推桿力會有

50、顯著增大；反之以小速度大速度下，推桿力會有顯著增大；反之以小速度飛行時，拉桿力會增大。調(diào)整片下偏轉(zhuǎn)會使各個速飛行時，拉桿力會增大。調(diào)整片下偏轉(zhuǎn)會使各個速度下的桿力增加額外的推桿力，即會使拉桿力的大度下的桿力增加額外的推桿力，即會使拉桿力的大小減小。小減小。第四章第四章 第第 頁頁1154.3.2 飛機的方向操縱性（無滾轉(zhuǎn)）飛機的方向操縱性（無滾轉(zhuǎn)） 飛機的方向操縱性是指飛行員操縱方向舵以后，飛飛機的方向操縱性是指飛行員操縱方向舵以后，飛機繞立軸偏轉(zhuǎn)而改變其側(cè)滑角等飛行狀態(tài)的特性。機繞立軸偏轉(zhuǎn)而改變其側(cè)滑角等飛行狀態(tài)的特性。第四章第四章 第第 頁頁116 垂直尾翼上的向右附加氣動力會打破原有方向

51、平垂直尾翼上的向右附加氣動力會打破原有方向平衡，使飛機機頭左偏。衡，使飛機機頭左偏。飛行中改變側(cè)滑角的基本原理飛行中改變側(cè)滑角的基本原理第四章第四章 第第 頁頁117穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩操縱力矩操縱力矩方向操縱力矩方向操縱力矩= =方向穩(wěn)定力矩方向穩(wěn)定力矩飛行中改變側(cè)滑角的基本原理飛行中改變側(cè)滑角的基本原理第四章第四章 第第 頁頁118 不帶滾轉(zhuǎn)的直線飛行中，每一個腳蹬位置對應(yīng)著不帶滾轉(zhuǎn)的直線飛行中，每一個腳蹬位置對應(yīng)著一個側(cè)滑角。蹬右舵，飛機產(chǎn)生左側(cè)滑。蹬左舵，飛一個側(cè)滑角。蹬右舵，飛機產(chǎn)生左側(cè)滑。蹬左舵，飛機產(chǎn)生右側(cè)滑。機產(chǎn)生右側(cè)滑。 方向舵偏轉(zhuǎn)后產(chǎn)生方向鉸鏈力矩，飛行員需用力方向舵偏轉(zhuǎn)后產(chǎn)生

52、方向鉸鏈力矩，飛行員需用力等舵才能保持方向舵偏轉(zhuǎn)角不變。方向舵偏轉(zhuǎn)角越大，等舵才能保持方向舵偏轉(zhuǎn)角不變。方向舵偏轉(zhuǎn)角越大，氣流動壓越大，蹬舵力越大。氣流動壓越大，蹬舵力越大。結(jié)論結(jié)論第四章第四章 第第 頁頁1194.3.3 飛機的橫側(cè)操縱性（無側(cè)滑）飛機的橫側(cè)操縱性（無側(cè)滑） 飛機的橫側(cè)操縱性是指飛行員操縱副翼以后，飛機飛機的橫側(cè)操縱性是指飛行員操縱副翼以后，飛機繞縱軸轉(zhuǎn)動而改變其滾轉(zhuǎn)角速度、坡度等飛行狀態(tài)的繞縱軸轉(zhuǎn)動而改變其滾轉(zhuǎn)角速度、坡度等飛行狀態(tài)的特性。特性。第四章第四章 第第 頁頁120 兩個副翼上的不同升力差會打破原有橫側(cè)平衡，兩個副翼上的不同升力差會打破原有橫側(cè)平衡，使飛機開始滾轉(zhuǎn)

53、。使飛機開始滾轉(zhuǎn)。飛行中不帶側(cè)滑的橫側(cè)操縱基本原理飛行中不帶側(cè)滑的橫側(cè)操縱基本原理第四章第四章 第第 頁頁121飛行中不帶側(cè)滑的橫側(cè)操縱基本原理飛行中不帶側(cè)滑的橫側(cè)操縱基本原理橫側(cè)操縱力矩橫側(cè)操縱力矩= =橫側(cè)阻尼力矩橫側(cè)阻尼力矩滾轉(zhuǎn)方向滾轉(zhuǎn)方向阻尼力矩方阻尼力矩方向向操縱力矩方向操縱力矩方向旋轉(zhuǎn)阻力旋轉(zhuǎn)阻力副翼升力作用副翼升力作用第四章第四章 第第 頁頁122 不帶側(cè)滑的橫側(cè)操縱中，駕駛盤左右轉(zhuǎn)動的每個不帶側(cè)滑的橫側(cè)操縱中，駕駛盤左右轉(zhuǎn)動的每個位置都對應(yīng)著一個穩(wěn)定的滾轉(zhuǎn)角速度。位置都對應(yīng)著一個穩(wěn)定的滾轉(zhuǎn)角速度。 壓左盤，飛機作滾轉(zhuǎn)，壓右盤，飛機右滾轉(zhuǎn)。駕壓左盤，飛機作滾轉(zhuǎn)，壓右盤，飛機右滾轉(zhuǎn)

54、。駕駛盤左右轉(zhuǎn)動的角度越大，滾轉(zhuǎn)的角速度就越大。駛盤左右轉(zhuǎn)動的角度越大，滾轉(zhuǎn)的角速度就越大。結(jié)論結(jié)論第四章第四章 第第 頁頁123橫側(cè)操縱性的特點橫側(cè)操縱性的特點 飛行中進行轉(zhuǎn)彎或盤旋的操縱時飛行中進行轉(zhuǎn)彎或盤旋的操縱時,必須在接近預(yù)定坡必須在接近預(yù)定坡度時降盤回到中立位置度時降盤回到中立位置,消除橫側(cè)操縱力矩消除橫側(cè)操縱力矩,飛機在橫側(cè)飛機在橫側(cè)阻尼力矩作用的阻止下阻尼力矩作用的阻止下,使?jié)L轉(zhuǎn)角速度逐漸消失。使?jié)L轉(zhuǎn)角速度逐漸消失。第四章第四章 第第 頁頁1244.3.4 方向操縱性和橫側(cè)操縱性的關(guān)系方向操縱性和橫側(cè)操縱性的關(guān)系第四章第四章 第第 頁頁125 蹬左舵，蹬左舵，機頭左偏機頭左偏，

55、導(dǎo)致右側(cè)滑，側(cè)滑前翼升，導(dǎo)致右側(cè)滑，側(cè)滑前翼升力大于側(cè)滑后翼升力（即橫側(cè)穩(wěn)定力矩），力大于側(cè)滑后翼升力（即橫側(cè)穩(wěn)定力矩），飛機左飛機左滾滾。 壓左盤，壓左盤，飛機左滾飛機左滾，導(dǎo)致左側(cè)滑，垂尾附加側(cè)，導(dǎo)致左側(cè)滑，垂尾附加側(cè)力使力使機頭左偏機頭左偏（即方向穩(wěn)定力矩）。（即方向穩(wěn)定力矩）。結(jié)論：結(jié)論：在操縱效果上，存在盤舵互換（但效率不高）。在操縱效果上，存在盤舵互換（但效率不高）。4.3.4 方向操縱性和橫側(cè)操縱性的關(guān)系方向操縱性和橫側(cè)操縱性的關(guān)系第四章第四章 第第 頁頁126 桿舵的效用可以互換。方向操縱性和橫側(cè)操縱性桿舵的效用可以互換。方向操縱性和橫側(cè)操縱性合起來稱為飛機的側(cè)向操縱性。合起來

56、稱為飛機的側(cè)向操縱性。側(cè)向操縱性側(cè)向操縱性第四章第四章 第第 頁頁1274.3.5 影響飛機操縱性的因素影響飛機操縱性的因素 飛機重心位置前后移動對操縱性的影響和重飛機重心位置前后移動對操縱性的影響和重心的前后極限位置。心的前后極限位置。 飛行速度對飛機操縱性的影響。飛行速度對飛機操縱性的影響。 飛行高度對操縱性的影響飛行高度對操縱性的影響 迎角對橫側(cè)操縱性的影響迎角對橫側(cè)操縱性的影響橫側(cè)反操縱的現(xiàn)象。橫側(cè)反操縱的現(xiàn)象。第四章第四章 第第 頁頁128飛機重心位置前后移動對操縱性的影響飛機重心位置前后移動對操縱性的影響和重心的前后極限位置和重心的前后極限位置重心重心焦點焦點 重心前移，重心到焦點

57、的距離增加，俯仰穩(wěn)定力重心前移，重心到焦點的距離增加，俯仰穩(wěn)定力矩增大。矩增大。第四章第四章 第第 頁頁129 重心前移，導(dǎo)致飛機桿位移和桿力增大，俯仰操重心前移，導(dǎo)致飛機桿位移和桿力增大，俯仰操縱性變差，俯仰穩(wěn)定性增強；重心后移，導(dǎo)致桿位移縱性變差，俯仰穩(wěn)定性增強；重心后移，導(dǎo)致桿位移小，桿力變輕，操縱性變好，俯仰穩(wěn)定性變差。小，桿力變輕，操縱性變好，俯仰穩(wěn)定性變差。M樞軸樞軸樞軸樞軸L舵舵由由M樞軸樞軸傳來的力傳來的力飛機重心位置前后移動對操縱性的影響飛機重心位置前后移動對操縱性的影響和重心的前后極限位置和重心的前后極限位置第四章第四章 第第 頁頁130重心位置對平飛升降舵偏角和桿力的影響

58、重心位置對平飛升降舵偏角和桿力的影響第四章第四章 第第 頁頁131重心前后極限位置重心前后極限位置 著陸時靠近地面且速度小，則升降舵偏角最大，拉著陸時靠近地面且速度小，則升降舵偏角最大，拉桿力大。桿力大。第四章第四章 第第 頁頁132重心前限：重心前限：1 1）著陸時，飛機拉成接地迎角，升降舵偏角不）著陸時，飛機拉成接地迎角，升降舵偏角不超過最大偏角的超過最大偏角的90%90%。2 2）前三點飛機，起飛時升降舵偏角應(yīng)保證在規(guī)）前三點飛機，起飛時升降舵偏角應(yīng)保證在規(guī)定的速度時能抬起前輪。定的速度時能抬起前輪。3 3）著陸進場時，桿力不超過規(guī)定。）著陸進場時，桿力不超過規(guī)定。重心前后極限位置重心前后極限位置第四章第四章 第第 頁頁133重心后限