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第三讲 飞行性能、稳定性、操纵性

归档日期:07-12       文本归类:飞机安定性      文章编辑:爱尚语录

  第三讲 飞行性能、稳定性、操纵性_物理_自然科学_专业资料。第三讲 飞行性能、稳定性与操纵性 主要内容: ? 飞机的飞行性能 ? 飞机的稳定性与操纵性 飞机的飞行性能——飞行速度 ? 最小飞行速度 ? ? 最大平飞速度 巡航飞行速度 最小飞行速

  第三讲 飞行性能、稳定性与操纵性 主要内容: ? 飞机的飞行性能 ? 飞机的稳定性与操纵性 飞机的飞行性能——飞行速度 ? 最小飞行速度 ? ? 最大平飞速度 巡航飞行速度 最小飞行速度 最小飞行速度:在一定高度上飞机能维持水平直 线飞行的最小速度。 影响最小飞行速度的因素: ? ? 飞行高度 最大升力系数 具有最小飞行速度的益处: ? ? 改善飞机的起降性能 提高飞机的低速安全性 最大平飞速度 最大平飞速度:飞机水平直线平衡飞行时,在一 定飞行距离内(一般不小于3千米),发动机推力在 最大状态下,飞机所能达到的最大飞行速度。 影响最大平飞速度的因素: ? ? 发动机的推力 飞机的阻力 巡航飞行速度 巡航飞行速度:发动机每公里消耗燃油量最小情 况下的飞行速度。 飞机的飞行性能——航程 航程:在燃油量一定的情况下,飞机以巡航速度 所能飞越的最远距离。 提高航程的办法: ? ? ? ? ? 减小发动机的燃油消耗率 增加飞机的最大升阻比 减小飞机的结构重量 安装副油箱 进行空中加油 环球飞行 旅行者号 副油箱 F16 空中加油 飞机的飞行性能——静升限 静升限:飞机能作水平直线飞行的最大高度。 飞机的飞行性能——静升限 飞机的升限指的是飞机的静升限,包 括: ?理论升限:是指飞机能进行平飞的 最大飞行高度。此时的爬升率为零。 ?实用升限:是指飞机的最大爬升率 为0.5m/s时所对应的飞行高度。 飞机的飞行性能——爬升率 飞机的爬升率是指单位时间内飞机所上升 的垂直高度,通常以vy表示。 要提高最大爬升率vymax,除设法减小阻力 和降低飞机重量外,重要的措施是加大推力。 飞机的飞行性能——起飞着陆性能 飞机的起飞过程包括起飞滑跑和爬升两个主要 阶段。 起飞距离也称离陆距离,由起飞滑跑距离和起 飞爬升距离组成。 飞机的飞行性能——起飞性能 飞机的飞行性能——起飞性能 减小起飞距离的办法: ? ? ? 采用增升装置来增大升力 增加发动机的推力 采用弹射起飞 飞机的飞行性能——着陆性能 飞机的着陆过程包括下滑、拉平、平飞减速、 飘落触地和着陆滑跑等阶段。 着陆距离由着陆下滑距离和着陆滑跑距离组成。 飞机的飞行性能——着陆性能 飞机的着陆滑跑距离取决于飞机的着陆接地速 度和落地后的减速性能。 着陆接地速度同样也由飞机的最小平飞速度决 定。 为了改善落地后的减速性能,现代大型民用飞 机除了在机轮上安装刹车装置外,通常还采用减速 板、反推力装置等。 ? 减速板 F15 ? 反推力装置 反推力装置是安 装在发动机上的附设 装置,打开时,对发 动机的喷气流造成阻 挡,从而形成向前的 反推力。 反推力装置 减少着陆距离的另一措施-----减速伞 飞机的飞行性能——机动性能 ? 盘旋飞行 ? 筋斗 ? 俯冲 ? 跃升 ? 战斗转弯 盘旋性能 对于战斗机来说,水 平盘旋飞行时半径大小是 至关重要的。影响最小盘 旋半径的因素很多,比较 粗略地分析可以认为飞机 的最大升力系数决定它的 最小盘旋半径。 俯冲、筋斗和跃升 战斗转弯 飞机的稳定性和操纵性 稳定的概念: 物体的稳定是指当物 体处于平衡状态时,受到 微小的扰动而偏离了原来 的平衡状态,在扰动消失 后能自动恢复到原来的平 衡状态的特性。 飞机的稳定性和操纵性 平衡状态:外力与外力矩之和都为零。 平衡状态常会因为各种因素的影响而遭到破坏 (如燃油消耗、收放起落架、收放襟翼、发动 机推力改变或投掷炸弹等)。 此时,驾驶员可以通过偏转相应的操纵面来保 持飞机的平衡,称为配平。 飞机的稳定性和操纵性 飞机的稳定性: 飞机的稳定性是飞机设 计中衡量飞行品质的一个重 要参数。如果飞机受到扰动 之后,在驾驶员不进行任何 操纵的情况下能够回到受扰 动前的原始状态,则称飞机 是稳定的,反之则称飞机是 不稳定的。 飞机的稳定包括纵向稳 定、方向稳定和侧向稳定。 飞机的稳定性和操纵性 飞机绕横轴(z 轴)的稳定叫纵向稳定, 它反映了飞机的俯仰稳定特性。 飞机主要靠水平尾翼和机翼来保证纵向稳 定,而飞机的重心位置对飞机的纵向稳定有很 大影响。 飞机的稳定性和操纵性 当飞机受到纵向扰动后,飞机的迎角改变, 水平尾翼和机翼所产生的附加力对重心均形成 恢复力矩。 可见,飞机的重 心位置对飞机的纵向 稳定有很大影响。重 心越靠后,所产生的 恢复力矩就越小,即 稳定性就越差,甚至 有可能变为不稳定的。 飞机的稳定性和操纵性 重心与气动重心位置对稳定性的影响 (a) 重心位于焦点之前,纵向静稳定 (b) 重心位于焦点之后,纵向静不稳定 飞机的稳定性和操纵性 飞机绕立轴(y 轴) 的稳定叫方向稳定,也叫 航向稳定。 飞机主要靠垂直尾 翼来保证其方向稳定。 飞机的侧面迎风面 积、机翼后掠角、发动机 短舱等对飞机的方向稳定 也有一定的影响。 飞机的稳定性和操纵性 当飞机受到方向扰动发生偏航后,气 流与垂直尾翼之间就有了夹角,使垂直尾 翼上产生附 加侧向力, 相对于重心 形成方向稳 定力矩。 飞机的稳定性和操纵性 飞机绕纵轴 (x轴)的稳定叫侧 向稳定,它反映了 飞机的滚转稳定特 性。 保证飞机侧向 稳定的主要因素有 机翼上反角ψ、机翼 后掠角χ和垂直尾翼。 飞机的稳定性和操纵性 上反角作用 当飞机受到扰动出现侧滑后,由于存在上 反角,使左、右机翼的迎角大小不等,左、右 机翼所产生的附加升力也不等,这两个力的差 相对于重心形成恢复力 矩。 上反角越大,飞机 的侧向稳定就越好。相 反,下反角则起侧向不 稳定作用。 飞机的稳定性和操纵性 后掠角作用 当飞机受到扰动出现侧滑后,由于后掠角的存 在,使两侧机翼上的有效速度大小不等,两侧机翼所 产生的附加升力也就不等,两者之差相对于重心形成 恢复力矩。后掠角越大,侧向稳定作用也就越强。 飞机的稳定性和操纵性 ? 横侧稳定 飞机的侧向稳定和方向稳定是紧密联系且 相互影响的,因此通常合称为“横侧稳定”。 飞机的侧向稳定和方向稳定必须很好匹配。 如若匹配不当,飞机将有可能出现“螺旋不稳 定”或“荷兰滚”现象。 飞机的稳定性和操纵性 飞机的操纵是指驾驶员通过飞机的操纵机构来改 变飞机的飞行状态。 飞机的操纵性则指的是飞机对操纵的反应特性, 又可以称为飞机的操纵品质。 飞机的操纵主要是通过驾驶杆和脚蹬等操纵机构 偏转飞机的三个主操纵面——升降舵、方向舵和副翼来 实现的。 飞机的操纵包括俯仰操纵、方向操纵和侧向操纵。 飞机的稳定性和操纵性 俯仰操纵 使飞机绕横轴(z 轴)作俯仰(纵向)运动的操纵 叫俯仰操纵,也称纵向操纵。 通过推、拉驾驶杆,使飞机的升降舵(或全动平尾) 向下或向上偏转,产生俯仰力矩,从而使飞机低头或抬 头作俯仰运动。 飞机的稳定性和操纵性 方向操纵 使飞机绕立轴(y 轴)作偏航运动的操纵叫方向操 纵,也称航向操纵。 通过蹬脚蹬,使飞机的方向舵向左或向右偏转, 产生偏航力矩, 从而使飞机向左 或向右作偏航运 动。 飞机的稳定性和操纵性 侧向操纵 使飞机绕纵轴(x 轴)作滚转(倾侧)运动的操 纵叫侧向操纵。 通过左压或右压驾 驶杆(左转或右转手轮)使 飞机的左、右副翼一侧向 下另一侧向上偏转,产生 滚转(倾侧)力矩,从而使 飞机向左或向右作滚转 (倾侧)运动。 飞机的稳定性和操纵性 方向操纵与侧向操纵: 在实际飞行中,方向操纵和侧向 操纵也是不可分的,经常是相互配合、 协调进行,因此方向操纵和侧向操纵 也常合称为“横侧向操纵”。 飞机的稳定性和操纵性 飞机的操纵与飞机的稳定: 飞机的操纵与飞机的稳定之间存在着 一定的排斥关系,因此在飞机设计时必须 统筹考虑,协调处理,以满足不同飞机的 不同需要。

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