非对称飞行时的横航向力矩、静稳定性和静操纵性课件.ppt

北航509?：引言本章研究機體軸系中的側力和橫航向力矩的特點、數學描述（模型）及其應用。一般描述它們為三部分之和—側滑引起、操縱面偏轉引起、旋轉運動引起。各部分又是M,α,Re等的函數。量綱關係近似考慮9-1/2/5側力、橫航向力矩與靜穩定性航向靜穩定性橫向靜穩定性側滑引起的側力與橫航向力矩偏轉副翼產生的橫航向力矩角運動產生的橫航向力矩偏轉方向舵產生的橫航向力矩全機橫航向氣動力模型V航向靜穩定性如果:則:設:故:飛機能自動改變機頭指向消除側滑,稱為航向靜穩定性或風標靜穩定性Δβ=0,ΔMy=0ΔMy0Δ?09-1側力、橫航向力矩與靜穩定性橫向靜穩定性:作用一Δ??0ΔMx0Δ?0GsinΔ?Δ?如果:則:設:側滑為仲介飛機能通過側滑消除傾斜。稱為橫向靜穩定性或上反效應非通常意義的靜穩定性9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性橫向靜穩定性:作用二ΔVz0,Δ?0ΔMx0ΔVz?0,Δ??0GsinΔ?Δ?如果:則:設:傾斜為仲介9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性飛機能通過傾斜消除側滑。機身機翼後掠側滑引起的側力與橫航向力矩機翼直翼端機翼上反垂尾翼身干擾9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性結論與分析側滑引起的側力與橫航向力矩:機身作用?0?0:Cz0mx?0my0—機身為航向靜不穩部件9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性側滑引起的側力與橫航向力矩:機翼後掠作用?0Vn右Vn左(+)(-)??0:Cz?0mx0my0—機翼後掠產生橫向和航向靜穩定作用。但後掠角一般由升阻要求決定。9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性側滑引起的側力與橫航向力矩:直翼端的作用?0:Cz?0mx0my?0—機翼直翼端增加橫向靜穩定性。但翼端形狀一般由升阻要求決定。?0Vsin??V?9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性側滑引起的側力與橫航向力矩:機翼上反作用?0:Cz?0mx0my0(-)(+)?Vsin??V???0??0—機翼上反產生橫向和航向靜穩定作用。一般通過調節上反角改變9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性側滑引起的側力與橫航向力矩:垂尾作用?0:Cz0mx0my0?0—主要的航向靜穩定部件。一般通過調節垂尾容積（必要時加背鰭、腹鰭）改變9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性側滑引起的側力與橫航向力矩:翼身干擾對於上單翼和高平尾，?0:Cz?0mx0my?0—機翼、平尾的上下位置由其他因素決定。其與機身的干擾對橫航向靜穩定性是有影響的。(+)(-)9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性結論與分析9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性側滑不大時，mx~?、my~?呈線性關係全機橫航向靜穩定性導數-0.00139機翼後掠0.000500.000290.00042其他-0.00579-0.00139-0.00950垂尾0.00144-0.003850.00015-0.00234-0.00181-0.01089機身機翼上反全機值導數(1/deg）（某機部件影響）結論與分析(續)9-1側力、橫航向力矩與靜穩定性橫航向靜穩定性超音速時隨M增加而下降構形、動力系統、地效、彈性變形等都影響橫航向靜穩定性當偏轉副翼產生的橫航向力矩則:設:9-2側力、橫航向力矩與靜穩定性?x0右副翼下偏左副翼上偏(+)(-)影響副翼操縱效能的因素9-2側力、橫航向力矩與靜穩定性副翼效能在超音速時下降。大速壓下彈性變形更降低其效能，至臨界速壓出現操縱反效。故高速飛行常使用內側副翼或差動平尾。副翼效能在大迎角或大偏轉時下降。改善措施包括延遲氣流分離的方法如使用渦流發生器增加附面層能量、鋸齒形前緣或機翼上表面翼刀阻止展向流動等；或用擾流板產生滾轉力矩。的不利影響:ΔQ0偏轉方向舵產生的橫航向力矩則:設:9-2側力、橫航向力矩與靜穩定性?y0方向舵右偏方向舵效能在超音速、大迎角或大偏轉時亦下降；彈性變形同樣具有不利影響。9-5