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航空概论2-14_飞机的平衡、安定性和操纵性

归档日期:06-12       文本归类:飞机安定性      文章编辑:爱尚语录

  航空概论2-14_飞机的平衡、安定性和操纵性_工学_高等教育_教育专区。飞机的平衡、安定性和操纵性 主要内容 ★ 飞机的平衡 ★ 飞机的安定性 ★ 飞机的操纵性 第三节飞机的平衡、安定性和操纵性 一.飞机的重心和机体轴 1、飞机重心 飞机各部分重力的合力着用点,称

  飞机的平衡、安定性和操纵性 主要内容 ★ 飞机的平衡 ★ 飞机的安定性 ★ 飞机的操纵性 第三节飞机的平衡、安定性和操纵性 一.飞机的重心和机体轴 1、飞机重心 飞机各部分重力的合力着用点,称为飞机 的重心。 重力作用力点所在的位置,叫重心位置。 重心具有以下特性: (1)飞行中,重心位置不随姿态改变。 (2)飞机在空中的一切运动,无论怎样错综复杂, 总可以分解为:飞机各部分随飞机重心一道的移 动和飞机各部分绕着飞机重心的转动。 2.飞机的机体轴 通过飞机重心的三条互相垂直的、以机体为基准 的坐标轴,叫机体轴。 它可分为: (1)纵轴:沿机身轴线,通过飞机重心的轴线,叫飞机 的纵轴。飞机绕纵轴的转动,叫飞机的横向滚转。 (2)横轴:沿机翼尾向通过飞机重心并垂直纵轴的轴线, 叫飞机的横轴。飞机绕横 轴的转动,叫俯仰转动。 (3)立轴:通过飞机重心并垂直于纵轴和横轴的轴线, 叫飞机的立铀。飞机绕立轴 的转动,叫方向偏转。 二。飞机的平衡 飞机处于平衡状态时,飞行速度的大小和 方向都保持不变,也不绕重心转动。飞机平衡 包括以下两种平衡: (一) 作用力平衡 包括升力和重力平衡、拉力和阻力平衡。 若飞机的升力、重力不平衡,则飞机的高度会 发生变化;若飞机的拉力、阻力不平衡,则飞 机的飞行速度会发生变化 平衡条件:Y=G P =X (二)力矩平衡 指作用于飞机的各力矩之和为零。它包括 以下三个平衡: 1。俯仰平衡: 指作用于飞机各俯仰力矩之和为零。飞机 获得俯仰平衡后,迎角不改变,不绕横轴转动。 飞机飞行时,水平尾翼也产生一定的升力并且 这个升力的大小和方向可利用升降舵的偏转来 改变。只要使尾翼上产生的升力对飞机重心的 力矩和机翼升力、发动机推力等对飞机重心的 力矩大小相等、方向相反,就可以保持飞机的 俯仰平衡。 2。方向平衡: 指作用于飞机的左偏转力矩和右偏转力矩 彼此相等,飞机不绕立轴转动。飞机的偏转力 矩主要有:机翼的阻力力矩、发动机产生的拉 力力矩、垂直尾翼和方向舵产生的力矩。 3。横侧平衡: 指作用于飞机的左滚力矩和右滚力矩彼此 相等,飞机不绕纵轴滚转。飞机的滚转力矩主 要有:左、右机翼的升力对重心形成的力矩。 三.飞机的安定性 飞机的安定性就是在飞行中,当飞机受微 小扰动(如气流波动)而偏离原来状态,并在 扰动消失以后,不经飞行员操纵,飞机能自动 恢复原来平衡状态的特性。 1、飞机的俯仰安定性(迎角安定性): 指飞机受微小扰动迎角发生变化,自动恢复 原来迎角的特性。飞机是通过水平尾翼产生的附 加升力,对飞机重心形成机头下俯或上仰的安定 力矩来获得迎角安定性的。此外,飞机的重心位 置对迎角安定性有较大影响,所以,飞机的配载 是很重要的。 2、飞机的方向安定性: 指飞机受到扰动使方向平衡遭到破坏,扰动 消失后,飞机又趋向于恢复原来的方向平衡状态。 飞机的方向安定力矩是在侧滑中产生的。 飞机的侧滑是指飞机的运动方向同飞机的对称面 不平衡,相对气流是侧前方(左、右侧)流向飞 机的飞行状态。飞机主要依靠垂直尾翼的作用、 产生一个对飞机重心的安定力矩使机头左、右偏 转来消除飞机侧滑的。 3、飞机的横侧安定性: 指在飞行中,飞机受到扰动以致横侧平衡状 态遭到破坏,而在扰动消失后,飞机又趋向于 恢复原来的横侧平衡状态。 飞机的横侧安定性主要靠机翼上的反角、后 掠角和垂直尾翼的作用产生的。 四.飞机的操纵性 飞机的操纵性是指飞机在飞行员操纵驾驶 杆、脚蹬的情况下,改变飞机飞行姿态的特性。 飞机在空中的操纵是通过三个操纵面:升 降舵、方向舵和副翼来进行的。转动这三个操 纵面,在气流的作用下就会对飞机产生操纵力 矩,使之绕横轴、立轴和纵轴转动,以改变飞 行姿态。 飞机的操纵性又可以称为飞机的操纵品质, 是指飞机对操纵的反应特性。操纵则是飞行员 通过驾驶机构改变飞机的飞行状态。 操纵主要通过驾驶杆和脚蹬等驾驶机构来 实现的。 操纵品质常以输入量和输出量的比值(操纵 性指标)来表示,这个比值不宜过小,也不宜过 大。 如果比值太小,则操纵输入量小,输出量大, 这种飞机对操纵过于敏感,不仅难于精确控制, 而且也容易因反应量过大而产生失速或结构损坏 等问题; 如果比值过大,则操纵输入量大,输出量小, 飞机对操纵反应迟钝,容易使飞行员产生错误判 断,也可能造成飞机的大幅度振荡,同样导致失 速或结构破坏。 按运动方向的不同,飞机的操纵也分为纵向、 横向和航向操纵。 (一)飞机的俯仰操纵性 指前后操纵驾驶杆、偏转升降舵时,飞机改变迎角 的特性。 改变飞机纵向运动(如俯仰)的操纵称为纵向操纵, 主要通过推、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,使飞机作俯仰运动。 (二)飞机的方向操纵性 当驾驶员只用脚蹬操纵方向舵之后,飞机绕立轴转 动而改变其侧滑等飞行状态的特性。 使飞机绕机体纵轴旋转的操纵称为横向操纵,主要 由偏转飞机的副翼来实现。 当驾驶员向右压驾驶杆时右副翼上偏、左副翼下偏, 使右翼升力减小、左翼升力增大,从而产生向右滚转的 力矩,飞机向右滚;向左压杆时,情况完全相反,飞机 向左滚转。 (三)飞机的横侧操纵性 当驾驶员操纵驾驶杆偏转副翼之后,飞机 绕纵轴滚转而改变其滚转角速度、坡度(倾斜 角)等的飞行状态的特性。 改变航向运动的操纵称为航向操纵,由驾 驶员踩脚蹬,使方向舵偏转来实现。踩右脚蹬 时,方向舵向右摆动,产生向右偏航力矩,飞 机机头向右偏转;踩左脚蹬时正相反,机头向 左偏转。实际飞行中,横向操纵和航向操纵是 不可分的,经常是相互配合、协调进行,因此 横向和航向操纵常合称为横航向操纵。 方向操纵和横侧操纵之间的联系和内部规 律是:无论蹬舵还是压杆都能同时造成偏转和 滚转。偏转和滚转的方向,同蹬舵方向和压杆 方向是一致的。 飞机操纵性的好坏与飞机的稳定性之间存在 着一定的排斥关系。 如果飞机的焦点位置过于靠后,飞机的稳定 性很好,因此飞机抵抗飞行状态变化的力和力矩 会很大,飞机对飞行员操纵的响应就会很慢,飞 机的操纵性也就不好。 反之,飞机的焦点靠前,稳定性变差,飞机 对操纵的响应变得灵敏,操纵特性变好。现代先 进战斗机为了获得优良的操纵性和机动性,都将 飞机设计成为气动不稳定的,而采用主动控制技 术来控制飞机的稳定,从而实现好的操纵性。 总结 ★ 飞机的平衡 ★ 飞机的安定性 ★ 飞机的操纵性

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