飞机的稳定性和操纵性74页PPT
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第三章飞机的稳定性和操纵性飞机的稳定性在飞行中,飞机会经常受到各种各样的扰动,如气流的波动、发动机工作不稳定、飞行员偶然触动驾驶杆等。
这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态,而在偏离以后,飞机能否自动恢复原状,这就是有关飞机的稳定或不稳定的问题。
飞机的稳定性是飞机本身的一种特性,与飞机的操纵性有密切的关系。
例如,飞行员操纵杆、舵,需要用力的大小,飞机对杆、舵操纵的反应等,都与飞机的稳定性有关。
因此,研究飞机的稳定性是研究飞机操纵性的基础。
所谓飞机的稳定性,就是在飞行中,当飞机受微小扰动而偏离原来的平衡状态,并在扰动消失以后,不经驾驶员操纵,飞机能自动恢复原来平衡状态的特性。
纵向稳定性飞机的纵向稳定性是指飞机绕横轴的稳定性。
当飞机处于平衡飞行状态时,如果有一个小的外力干扰,使它的攻角变大或变小,飞机抬头或低头,绕横轴上下摇摆(也称为俯仰运动)。
当外力消除后,驾驶员如果不操纵飞机,而靠飞机本身产生一个力矩,使它恢复到原来的平衡飞行状态,我们就说这架飞机是纵向稳定的。
如果飞机不能靠自身恢复到原来的状态,就称为纵向不稳定的。
如果它既不恢复,也不远离,总是上下摇摆,就称为纵向中立稳定的。
飞机的纵向稳定性也称为俯仰稳定性。
飞机的纵向稳定性由飞机重心在焦点之前来保证。
影响飞机纵向稳定性的主要因素有飞机的水平尾翼和飞机的重心位置。
下面,我们首先来看一下水平尾翼是如何影响飞机的纵向稳定性的。
当飞机以一定的攻角作稳定的飞行时,如果一阵风从下吹向机头,使飞机机翼的攻角增大,飞机抬头。
阵风消失后,由于惯性的作用,飞机仍要沿原来的方向向前冲一段路程。
这时由于水平尾翼的攻角也跟着增大,从而产生了一个低头力矩。
飞机在这个低头力矩作用下,使机头下沉。
经过短时间的上下摇摆,飞机就可恢复到原来的飞行状态。
同样,如果阵风从上吹向机头,使机头下沉,飞机攻角减小,水平尾翼的攻角也跟着减小。
这时水平尾翼上产生一个抬头力矩,使飞机抬头,经过短时间的上下摇摆,也可使飞机恢复到原来的飞行状态。
航空概论:飞机的平衡安定性和操纵性概述飞机的平衡安定性和操纵性是飞行器设计中最重要的问题之一。
正确的平衡和稳定性是确保飞机能够稳定飞行的关键,同时也保证了正确的操纵性,使飞机能够按照飞行员的意愿进行操作。
在本文中,我们将讨论什么是平衡和稳定性、如何设计一个平衡和稳定的飞机,以及如何操纵一个飞机。
飞机的平衡和稳定性飞机的重心和机翼的重心平衡是一架飞机在空中稳定飞行所需的基本条件之一。
为了保持平衡,飞机必须有一个正确的重心位置。
这个位置是在飞机中间的一个虚拟点,重力作用于这个点的位置使飞机保持平衡。
同时,飞机的机翼也有一个重心位置,这个重心位置是机翼所有部件的平均重心位置。
稳定性稳定性是指飞机在受到干扰之后能够自动回到原来的状态,从而保持飞行的状态。
稳定性是通过飞机的设计和材料选择来实现的。
飞机的稳定性可以分为静态稳定性和动态稳定性。
静态稳定性是指飞机在保持位置或姿态时的稳定性。
动态稳定性则指飞机对于干扰的快速反应能力。
设计一个平衡和稳定的飞机设计一个平衡和稳定的飞机需要考虑多个因素。
以下是一些参考:水平平衡设计者应该将水平平衡考虑在内,这样飞机才能在水平方向上保持平稳飞行。
水平平衡的几个主要元素包括下列部分:•重心:飞机的重心必须位于机翼重心的前方,这样才保证飞机保持稳定。
•机毂和发动机位置:机毂和发动机位置的不同会影响飞机的平衡。
•垂直尾翼:垂直尾翼能够帮助调整飞机的平衡。
垂直平衡设计者同样应该考虑垂直平衡的问题。
以下是设计者应该考虑的因素:•高度舵面:高度舵面能够帮助飞机在垂直方向上保持平稳飞行。
•垂直尾翼:与水平平衡类似,垂直尾翼也能够帮助调整飞机的平衡。
•重心:这里的重心是指沿着飞行器纵向的重量分布情况。
设计者必须考虑飞机的质心位置和操纵重心位置之间的关系。
机翼的大小和形状机翼的大小和形状会影响飞机的稳定性。
机翼面积越大,飞机的稳定性就越好,但是机翼越大,飞机的重量也会增加,从而影响飞机的性能。
第三章飞机的稳定性和操纵性飞机的稳定性在飞行中,飞机会经常受到各种各样的扰动,如气流的波动、发动机工作不稳定、飞行员偶然触动驾驶杆等。
这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态,而在偏离以后,飞机能否自动恢复原状,这就是有关飞机的稳定或不稳定的问题。
飞机的稳定性是飞机本身的一种特性,与飞机的操纵性有密切的关系。
例如,飞行员操纵杆、舵,需要用力的大小,飞机对杆、舵操纵的反应等,都与飞机的稳定性有关。
因此,研究飞机的稳定性是研究飞机操纵性的基础。
所谓飞机的稳定性,就是在飞行中,当飞机受微小扰动而偏离原来的平衡状态,并在扰动消失以后,不经驾驶员操纵,飞机能自动恢复原来平衡状态的特性。
纵向稳定性飞机的纵向稳定性是指飞机绕横轴的稳定性。
当飞机处于平衡飞行状态时,如果有一个小的外力干扰,使它的攻角变大或变小,飞机抬头或低头,绕横轴上下摇摆(也称为俯仰运动)。
当外力消除后,驾驶员如果不操纵飞机,而靠飞机本身产生一个力矩,使它恢复到原来的平衡飞行状态,我们就说这架飞机是纵向稳定的。
如果飞机不能靠自身恢复到原来的状态,就称为纵向不稳定的。
如果它既不恢复,也不远离,总是上下摇摆,就称为纵向中立稳定的。
飞机的纵向稳定性也称为俯仰稳定性。
飞机的纵向稳定性由飞机重心在焦点之前来保证。
影响飞机纵向稳定性的主要因素有飞机的水平尾翼和飞机的重心位置。
下面,我们首先来看一下水平尾翼是如何影响飞机的纵向稳定性的。
当飞机以一定的攻角作稳定的飞行时,如果一阵风从下吹向机头,使飞机机翼的攻角增大,飞机抬头。
阵风消失后,由于惯性的作用,飞机仍要沿原来的方向向前冲一段路程。
这时由于水平尾翼的攻角也跟着增大,从而产生了一个低头力矩。
飞机在这个低头力矩作用下,使机头下沉。
经过短时间的上下摇摆,飞机就可恢复到原来的飞行状态。
同样,如果阵风从上吹向机头,使机头下沉,飞机攻角减小,水平尾翼的攻角也跟着减小。
这时水平尾翼上产生一个抬头力矩,使飞机抬头,经过短时间的上下摇摆,也可使飞机恢复到原来的飞行状态。
主编:杨俊杨军利叶露第 4 章飞机的平衡、稳定性和操作性CONTENTS02目录 4.1飞机的平衡4.2飞机的稳定性4.3飞机的操作性0301飞机的平衡4.11. 飞机的重心重心可以视为整个物体全部质量的集中点,同时它也是物体的平衡点。
对于形状规则的物体,其重心就是该物体的几何形心。
物体的重心1. 飞机的重心飞机是一个多物体系统,飞机各部件、燃料、乘员、货物等重力的合力,叫做飞机的重力。
飞机重力的着力点叫做飞机重心(Center of Gravity,用 CG表示 )。
重力着力点所在的位置,叫做重心位置。
重心的前后位置,常用重心在某一特定翼弦上的投影到该翼弦前端的距离占该翼弦的百分比来表示。
这一特定翼弦,就是平均空气动力弦(Mean AerodynamicChord,用 MAC表示)。
知道平均空气动力弦的位置和长度,就可定出飞机重心的前后位置。
平均空气动力弦重心位置表示法2. 飞机的机体轴OZ 垂直于对称面,指向右。
飞机的俯仰平衡,是指作用于飞机的各俯仰力矩之和为零。
飞机取得俯仰平衡后,不绕横轴转动,迎角保持不变。
作用于飞机的俯仰力矩有很多,主要有:机翼产生的俯仰力矩、水平尾翼产生的俯仰力矩、拉力(或推力)产生的俯仰力矩。
主要的俯仰力矩机翼产生的俯仰力矩是机翼升力对飞机重心所构成的俯仰力矩,用M 翼表示。
水平尾翼产生的俯仰力矩是水平尾翼负升力对飞机重心所形成的俯仰力矩,用M尾 表示。
平尾迎角螺旋桨的拉力或喷气发动机的推力,其作用线若不通过飞机重心也会形成绕重心的俯仰力矩,这叫拉力或推力力矩,用z拉M 或z推M 表示。
对于同一架飞机来说,拉力或推力形成的俯仰力矩的大小主要受油门位置的影响。
增大油门,拉力或推力增大,俯仰力矩增大。
飞机的方向平衡,是作用于飞机的各偏转力动,侧滑角不变或侧滑角为零。
侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。
从驾驶舱方向来看,如果相对气流从左前方吹来,叫做左侧滑;如果从右前方吹来,叫做右侧滑。
基本飞行原理:飞机的稳定性和操纵性一架飞机,除了能产生足够的升力平衡重力、有足够的推力克服阻力以及具有良好飞行性能之外,还必须具有良好的稳定性和操纵性,才能在空中飞行。
否则,如果飞机的平衡特性、稳定特性和操纵特性不好,也就是说在飞行中,飞机总是偏离预定的航向;或者稍受外界偶然的扰动,飞机的平衡即遭破坏而又不能自动恢复,需要飞行员经常花费很大的精力予以纠正;在改变飞行状态的时候,飞行员操纵起来非常吃力,而且飞机反应迟钝,那么像这样的飞机就不能算是一架战术/使用性能良好的飞机。
驾驶这样的飞机,驾驶员会被搞得精疲力尽,而且不能保证飞行安全和很好地完成预定任务。
因此对于一架战术/使用性能优良的飞机来说,不仅要求它速度大、爬升快、升限高、航程远,而且要求具备良好的平衡性、稳定性和操纵性。
飞机的平衡飞机在飞行时,所有作用于飞机的外力与外力矩之和都等于零的状态称之为飞机的平衡状态。
等速直线运动是飞机的一种平衡状态。
按照机体坐标轴系,可以将飞机的平衡分为三个方向的平衡:纵向平衡、横向平衡和方向平衡。
飞机在纵向平面内作等速直线飞行,并且不绕横轴转动(俯仰)的运动状态,称为纵向平衡;飞机作等速直线飞行,并且不绕纵轴转动(滚转)的飞行状态,称为横向平衡。
飞机作等速直线飞行,并且不绕立轴转动(偏航)的飞行状态,称为方向平衡。
飞机在飞行中,其平衡状态不是一成不变的,经常会因为各种因素(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)的影响而遭到破坏,从而使飞机的平衡状态发生变化。
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。
飞机的稳定性对于飞机的配平而言,不平衡的力矩是由一些长久作用的因素(如单台发动机停车)造成的,因而驾驶员适当的偏舵就可以克服。
但除此之外,飞机在飞行过程中,还常常会碰到一些偶然的、瞬时作用的因素,例如突风的扰动或偶而触动一下驾驶杆或脚蹬等,也会使飞机的平衡状态遭到破坏。