飞机的平衡、稳定性与操纵性PPT课件.ppt

第四章 第 页 飞行原理/CAFUC 第四章 本章主要内容 绕横轴（OZ轴）的转动称为俯仰转动 绕立轴（OY轴）的转动称为偏转 绕纵轴（OX轴）的转动称为滚转 本章主要内容 4.2 飞机的稳定性 倒立单摆的稳定性 静稳定性与动稳定性 静稳定性与动稳定性 飞机稳定性的定义 飞机的稳定性 焦点与俯仰稳定力矩 焦点与俯仰稳定力矩 俯仰稳定性的判别 俯仰力矩系数曲线 俯仰力矩系数曲线 主要方向稳定力矩的产生 由垂尾产生的方向稳定力矩 方向阻尼力矩的产生 方向稳定性与侧滑角 主要横侧稳定力矩的产生 上单下反后掠布局 横侧阻尼力矩的产生 4.2.5 飞机方向稳定性和横侧稳定性的关系 飘摆 飘摆 螺旋不稳定 横侧动稳定性 4.2.7 影响飞机稳定性的因素 本章主要内容 4.3 飞机的操纵性 操纵性的定义： 飞机的操纵性是指飞机在飞行员操纵升降舵、方向舵和副翼下改变其飞行状态的特性。 俯仰操纵性 方向操纵性 横侧操纵性 操纵性的主要研究内容： 飞行状态的改变与杆舵行程和杆舵力大小之间的基本关系，飞机反应快慢，以及影响因素等。 4.3.1 飞机的俯仰操纵性 飞机的俯仰操纵性是指飞行员操纵驾驶盘偏转升降舵后，飞机绕横轴转动而改变其迎角等飞行状态的特性。 4.3.1 飞机的俯仰操纵性 飞机的俯仰操纵性是指飞行员操纵驾驶盘偏转升降舵后，飞机绕横轴转动而改变其迎角等飞行状态的特性。 拉杆 升降舵上偏 附加向下升力 直线飞行中改变迎角的基本原理 平尾上的向下附加升力会打破原有俯仰平衡，使飞机抬头。 直线飞行中改变迎角的基本原理 机头向上 升降舵上偏 向下气动力 机尾向下 后拉杆 重心 焦点 操纵力矩 稳定力矩 俯仰操纵力矩=俯仰稳定力矩 直线飞行中改变迎角的基本原理 直线飞行中，驾驶盘前后的每一个位置（或升降舵偏角）对应着一个迎角。一个迎角对应一个速度。 驾驶盘位置越靠后，升降舵上偏角越大，对应的迎角也越大。反之，驾驶盘位置越靠前，升降舵下偏角越大，对应的迎角也越小。 结论 迎角与速度关系 直线飞行中，一个迎角对应一个速度，大速度对应小迎角，小速度对应大迎角。 平飞中，升降舵偏角（即杆的前后位置）与速度的关系是: 小速度时，升降舵上偏；随着速度增加，升降舵减小上偏角，大速度时，升降舵下偏。 升降舵偏角与速度的关系 上偏 下偏 升降舵偏角 升降舵偏角（杆位置）曲线 俯仰操纵力矩 =俯仰稳定力矩+俯仰阻尼力矩 曲线飞行中改变迎角的基本原理 L W A ωZ V B ωZ V 飞行员操纵驾驶盘，要施加一定的力，这个力简称为杆力。 驾驶杆力 杆力的产生和影响因素 铰链 铰链力矩 舵面上铰链力矩的产生: 飞行员推杆后，升降舵下偏，升降舵上产生向上的空气动力，对铰链形成的力矩。 杆力的产生: M枢轴 枢轴 L舵 由M枢轴传来的力 铰链力矩迫使升降舵和杆回到中立位，为保持舵偏角和杆位置不变，飞行员必须用一定力推杆才能平衡铰链力矩。 杆力的产生和影响因素 杆力的影响因素 升降舵偏角越大,杆力越大； 速度增大升降舵逐渐升降舵逐渐由上偏转为下偏,杆力由拉杆力逐渐转为推杆力,速度越大,推杆力越大。 某一速度下平飞时，杆力为零；大速度下变化单位速度， 杆力变化量大；小速度下变化单位速度， 杆力变化量小。 平飞杆力曲线 平飞中，升降舵偏角（即杆的前后位置）与速度有一定关系，而升降舵偏角与杆力也有一定关系，所以速度和杆力之间存在一定的对应关系。杆力与速度之间的关系曲线称杆力曲线。 调整片的作用 飞行中调整片可以减小和消除杆力。 飞行中调整片可以减小和消除杆力。 调整片在保持平尾升力不变的前提下，通过偏转配平调整片使舵面铰链力矩为零。 调整片可以改变不同速度下的杆力大小 大速度下，推杆力会有显著增大；反之以小速度飞行时，拉杆力会增大。调整片下偏转会使各个速度下的杆力增加额外的推杆力，即会使拉杆力的大小减小。 4.3.2 飞机的方向操纵性（无滚转） 飞机的方向操纵性是指飞行员操纵方向舵以后，飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角等飞行状态的特性。 垂直尾翼上的向右附加气动力会打破原有方向平衡，使飞机机头左偏。 飞行中改变侧滑角的基本原理 稳定力矩 操纵力矩 方向操纵力矩=方向稳定力矩 飞行中改变侧滑角的基本原理 不带滚转的直线飞行中，每一个脚蹬位置对应着一个侧滑角。蹬右舵，飞机产生左侧滑。蹬左舵，飞机产生右侧滑。 方向舵偏转后产生方向铰链力矩，飞行员需用力等舵才能保持方向舵偏转角不变。方向舵偏转角越大，气流动压越大，蹬舵