飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性課件

飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性2飛機(jī)的縱向力矩和縱向平衡01全機(jī)焦點(diǎn)02主要內(nèi)容飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性的條件03影響飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性的因素04哪條是飛機(jī)的縱軸、橫軸？飛機(jī)的縱向力矩和縱向平衡縱向力矩是使飛機(jī)繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰力矩。規(guī)定使飛機(jī)抬頭力矩為正，否則為負(fù)?？v向力矩主要有:機(jī)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)生的俯仰力矩一般情況下為下俯力矩上仰力矩

機(jī)翼產(chǎn)生的俯仰力矩的大小最終只取決于飛機(jī)重心位置、迎角和飛機(jī)構(gòu)型。一般情況下機(jī)翼產(chǎn)生下俯力矩。但當(dāng)重心后移較多且迎角有很大時(shí)，則可能產(chǎn)生上仰力矩。機(jī)翼產(chǎn)生的俯仰力矩

在正常飛行中，水平尾翼產(chǎn)生負(fù)升力，故水平尾翼力矩是上仰力矩。當(dāng)迎角很大時(shí)，也可能會(huì)產(chǎn)生下俯力矩。平尾產(chǎn)生的俯仰力矩

水平尾翼產(chǎn)生的俯仰力矩取決于機(jī)翼迎角、升降舵偏角和流向水平尾翼的氣流速度?？v向上反角飛機(jī)定常直線飛行時(shí)，不同的飛行速度要求不同的迎角。迎角不同，機(jī)翼升力的大小及壓力中心的位置也不同，對(duì)飛機(jī)重心會(huì)產(chǎn)生大小不同的低頭力矩，這就必須通過改變升降舵的偏轉(zhuǎn)角（有的飛機(jī)還可以通過改變水平安定面的配平角），使水平尾翼產(chǎn)生與之相平衡的抬頭力矩來維持飛機(jī)的縱向平衡，這個(gè)過程就叫做飛機(jī)的縱向配平?？v向配平對(duì)于每一個(gè)迎角下的定常直線飛行，都有一個(gè)升降舵的偏轉(zhuǎn)角與之對(duì)應(yīng)。這個(gè)迎角就叫做該升降舵偏轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的平衡迎角。飛機(jī)水平尾翼的一個(gè)重要作用就是保證飛機(jī)在不同速度下進(jìn)行定常直線飛行的縱向平衡。

螺旋槳的拉力或發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，其作用線若不通過飛機(jī)重心，也會(huì)形成圍繞重心的俯仰力矩。拉力或推力產(chǎn)生的俯仰力矩全機(jī)焦點(diǎn)當(dāng)飛機(jī)受擾動(dòng)以致迎角變化時(shí)，機(jī)身、機(jī)翼、水平尾翼等部分的迎角也要發(fā)生變化，都會(huì)產(chǎn)生附加的氣動(dòng)升力。這些附加氣動(dòng)升力之和就是迎角改變時(shí)全機(jī)氣動(dòng)升力的增量用符號(hào)表示。由于迎角的改變而引起的飛機(jī)氣動(dòng)升力增量的作用點(diǎn)，就叫做全機(jī)焦點(diǎn)（氣動(dòng)中心）。焦點(diǎn)的位置為全機(jī)焦點(diǎn)的位置主要取決于機(jī)翼的焦點(diǎn)位置，水平尾翼的升力由于力臂較長，使全機(jī)焦點(diǎn)明顯后移Ma<Ma臨界，大約為25%飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性的條件在小迎角下（

），飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性只取決于全機(jī)焦點(diǎn)和重心之間的相對(duì)位置全機(jī)焦點(diǎn)位于重心之后

——縱向靜穩(wěn)定全機(jī)焦點(diǎn)位于重心之前

——縱向靜不穩(wěn)定全機(jī)焦點(diǎn)位于重心重合——縱向中立靜穩(wěn)定哪個(gè)具備靜穩(wěn)定性？飛機(jī)焦點(diǎn)位于飛機(jī)重心之后，飛機(jī)具有迎角穩(wěn)定性，因?yàn)楫?dāng)飛機(jī)受擾動(dòng)而迎角增大時(shí)，飛機(jī)附加升力對(duì)飛機(jī)重心形成下俯的恢復(fù)力矩，使飛機(jī)具有自動(dòng)恢復(fù)原來迎角的趨勢。如果飛機(jī)焦點(diǎn)位于飛機(jī)重心之前，飛機(jī)就沒有迎角穩(wěn)定性，到了當(dāng)飛機(jī)受擾動(dòng)迎角增大時(shí)，飛機(jī)附加升力對(duì)飛機(jī)重心形成上仰的力矩，迫使迎角更加增大。如果飛機(jī)焦點(diǎn)位置與重心位置重合，則當(dāng)飛機(jī)受擾動(dòng)以致迎角發(fā)生變化時(shí)，其附加升力正好作用于飛機(jī)重心上，對(duì)重心形成的力矩等于零。飛機(jī)既不自動(dòng)恢復(fù)原來迎角，也不更加偏離原來迎角。這時(shí)處于中立穩(wěn)定情況。

縱向靜穩(wěn)定裕量

：全機(jī)焦點(diǎn)與重心之間的距離為了保證飛機(jī)具有一定的縱向靜穩(wěn)定性，不但要求

而且要求達(dá)到一定的數(shù)值也就是要求全機(jī)焦點(diǎn)在重心之后一定距離。不同用途的飛機(jī)具有不同的要求，對(duì)于民用飛機(jī)來說，這個(gè)距離大約為平均空氣動(dòng)力弦長的10-15%。水平尾翼不但具有保證飛機(jī)在不同速度下進(jìn)行定常直線飛行的縱向平衡作用，而且具有為飛機(jī)提供必要的縱向靜穩(wěn)定的作用。影響飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定性的因素（1）握桿和松桿對(duì)飛機(jī)縱向穩(wěn)定性的影響對(duì)于前面討論過的縱向靜穩(wěn)定性假設(shè)只有迎角改變，即為握桿恒速縱向靜穩(wěn)定性。松桿時(shí)，若無助力器，擾動(dòng)會(huì)使升降舵自動(dòng)向上偏轉(zhuǎn)，使平尾的附加升力向上，并引起飛機(jī)焦點(diǎn)向前移動(dòng)，導(dǎo)致恢復(fù)力矩減小，穩(wěn)定性減弱；若有無回力助力，升降舵不能擺動(dòng)，穩(wěn)定性不變。實(shí)際存在摩擦和傳動(dòng)，差別不明顯（2）飛機(jī)實(shí)用重心和焦點(diǎn)對(duì)縱向穩(wěn)定性的影響重心焦點(diǎn)影響飛機(jī)實(shí)用重心的位置的因素：貨物的裝載情況乘客的位置燃油的數(shù)量及消耗情況飛機(jī)的構(gòu)型等等當(dāng)焦點(diǎn)位置不變時(shí)，飛機(jī)實(shí)用重心前移，飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性增大；飛機(jī)實(shí)用重心后移，飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性減小。影響飛機(jī)焦點(diǎn)位置的因素飛行馬赫數(shù)：水平尾翼：升降舵的偏轉(zhuǎn)角和水平安定面的配平角飛機(jī)構(gòu)型：襟翼、縫翼、起落架等的位置；