飞行管理控制练习题
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1.三种飞机运动参数各自描述的是哪两个坐标系之间的关系？8个运动三叔的准确定义和正负规定？答：（1）姿态角（机体轴系与地轴系的关系）俯仰角q：机体纵轴与其在地平面投影线之间的夹角。
以抬头为正；偏航角y：机体纵轴在地平面上的投影与地面坐标系OX轴之间的夹角。
以机头右偏航为正（机头方向偏在预选航向的右边，即飞机航向小于预选航向）。
滚转角f：又称倾斜角，指机体竖轴（飞机对称面）与通过机体轴的铅垂面间的夹角。
飞机右倾斜时为正。
（2）飞机的轨迹角（速度坐标系与地理坐标系之间的关系）航迹倾斜角m：飞行地速矢量与地平面间的夹角，以飞机向上飞时为正；航迹偏转（方位）角j：飞行地速矢量在地平面上的投影与地理坐标系OX轴之间的夹角，以速度在地面上投影在地轴之右时为正；航迹滚转角g：飞行地速矢量的垂直分量与飞行地速矢量及其在水平面上的投影组成的平面之间的夹角，以垂直分量在平面之右为正。
（3）气流角（空速向量与机体轴系的关系）迎角a：空速向量在飞机对称面上的投影与机体轴的夹角，以速度向量的投影在机体轴之下为正（飞机的上仰角大于轨迹角为正）；侧滑角b ：速度向量与飞机对称面的夹角。
以速度向量处于飞机对称面右边时为正。
2：飞机升力的定义，方向的规定，升力的产生，升力组成部分，与空速的关系，机翼升力产生原理答：(1)升力L:飞机总的空气动力RS沿气流坐标系Za轴的分量向上为正.(2)产生升力的主要部件是飞机的机翼.(3)机翼的升力，机身的升力(只有大迎角时才有升力产生)，尾的升力(4)整个飞机的升力根据超声速飞机的CLa随Ma变化的典型曲线可以看出低速时(Ma< 0.5) CLa基本不变;当0.5<Ma< Macr时, CLa略有升高;当Ma> Macr时, CLa明显增大;当Ma>1.5时, CLa逐渐减小（5）升力的形成是由上下翼面的压力差产生.高速前进时,上翼面相当于膨胀流动,流速增大,压力减小; 下翼面相当于压缩流动,流速减小,压力增大;形成压力差，产生升力。
机翼升力与机翼面积,动压成正比3：舵面偏转及其引起的操纵力矩的方向的规定？驾驶员是如何操纵这些飞机舵面的？答：飞机的运动通常利用升降舵、方向舵、副翼及油门杆来控制。
升降舵de，规定：升降舵后缘下偏为正。
正的de产生负的俯仰力矩M，即低头力矩；副翼偏转角da，规定右副翼后缘下偏（左副翼随同上偏）为正。
+ da产生负的滚转力矩L。
方向舵偏转角dr，规定：方向舵后缘向左偏转为正。
+ dr产生负的偏航力矩N。
升降舵调整片：减小升降舵上的铰链力矩与操纵舵面的偏转极性相对应的驾驶杆,脚蹬和油门杆的定义如下:驾驶杆(We和Wa):推杆为正(DWe>0),升降舵正向偏转,产生低头力矩;左压杆为正(DWa>0),副翼”左上右下”正向偏转,产生负的滚转力矩LA,飞机向左滚转运动.脚蹬(Wr):左脚蹬前移为正(DWr>0),方向舵正向偏转,产生负的偏航力矩NA,飞机向左偏航运动.油门杆(dT):前推油门杆为正(D dT>0),发动机加大推力.后拉收油门(D dT<0),减小发动机推力.4：横侧向气动力由哪些因素会引起侧力？答：通常飞机的外形是关于面OAY对称，只有在不对称的气流作用下才会有侧力。
侧滑角b，偏转方向舵dr，滚转角速度P，偏航角速度r所引起的侧力5：侧向力矩由那些因素会引起滚转力矩？各力矩名称？产生原因?作用是什么？答：（1：侧滑角b引起的滚转力矩LA(b)滚转力矩主要由机翼和立尾在侧滑角¹b0时产生的机翼上(下)反角G的作用: 上(下) G产生-L（+L）；机翼后掠角L1/4的作用:后掠角L1/4产生-L垂尾的作用: + b产生-L:（2：副翼偏转角da引起的滚转力矩LA(da)副翼正偏转时（右副翼后缘下偏，左副翼后缘上偏），右翼升力增大，左翼升力减小，产生的滚转力矩L为负值，故Clda为负。
（3：方向舵偏转角dr引起的滚转力矩LA(dr):方向舵正偏转（方向舵后缘向左偏转）时，产生正的侧力。
由于方向舵在机身之上，此侧力对OX轴取矩得正的滚转力矩。
（4：滚转角速度P引起的滚转力矩LA(P)滚转阻尼力矩主要由机翼产生，平尾和立尾对此也有影响。
当飞机右滚时p为正，右翼下行，左翼上行。
下行翼迎角增加故升力增加，上行翼迎角减小故升力减小，形成左（负）滚转力矩L ，起到了阻止滚转的作用，称为滚转阻尼力矩。
平尾及立尾的作用原理与机翼相同，都是阻止滚转，只是作用小于机翼。
（5：偏航角速度r引起的滚转力矩LA(r)由于偏航角速度r≠0，因而左右两半翼的相对空速不同。
在r＞0时，左翼向前转，相对空速成增加，故升力增加；右翼向后转，相对空速减小，故升力减小，形成正滚转力矩。
此外，r＞0时立尾的局部侧滑角为负，将产生正的侧力。
由于一般立尾在机身之上，因而亦产生正滚转力矩。
6：飞机阻力的定义？方向的规定？组成部分及各自特点？答：阻力:阻力D是飞机总的空气动力RS沿气流坐标轴Xa轴的分量,向后为正。
与升力相似，阻力主要与飞行器的外形、飞行高度、马赫数Ma、迎角以及操纵面的偏角有关。
摩擦阻力特点：蚉流附面层的摩擦阻力比层流附面层的大得多压差阻力特点：压差阻力和附面层与翼面的分离点的位置有关。
分离点越靠前，漩涡区越大，则压差阻力越大零升波阻：飞机作超声速飞行时，机身头部、机翼和尾翼的前缘均会产生激波，气流流经激波后会使压力跃升，升高的压力阻止飞机前进，称为波阻。
升力为零时也存在，故称为零升波阻诱导阻力：亚声速飞行时，翼尖拖出的两条自由涡对机翼自身也产生下洗得影响。
使得机翼上总压力不再垂直于自由流气流，而是向后仰，垂直于翼弦平面，由后仰的总空气压力沿自由流气流方向的分量-即产生阻力CDt升致波阻：伴随升力的产生而出现的阻力7：飞机的飞行运动包括哪两类运动？飞机稳定性的含义。
答：飞机的飞行运动分为基准运动和扰动运动。
而稳定性的关键是扰动运动能否回到基准运动8：飞机纵向运动有几种模态？各运动参数的主要表现特征？物理成因？答：扰动运动存在两种模态:短周期模态:周期短,衰减快.其对应特征方程的一对大共轭复根.长周期模态:周期长,衰减慢.其对应特征方程的一对小共轭复根.两种扰动运动模态及其物理成因在扰动运动的初始阶段,飞机的角加速度变化得比飞机速度剧烈得多.一般飞机都是如此.因为一般飞机纵向静稳定力矩Ma较大,起始迎角aD0可引起较大的恢复力矩,相比之下,飞机的转动惯量Iy并不大,因而在扰动运动初瞬产生较大的角加速度值;反向的静稳定恢复力矩又使飞机向相反方向转动.于是形成迎角和俯仰角的短周期振荡.另一方面,飞机的阻尼力矩Mq较大,因而飞机短周期振荡运动的衰减较快.一般情况下,在扰动的前几秒就基本结束.飞机的力矩也基本上恢复到原有的平衡状态起始迎角a0所产生的阻力和俯仰角变化所产生重力分量,远远小于飞机质量,因而初期线加速度dDV/dt很小.但是在力矩基本恢复平衡之后,作用于飞机上的外力仍然处于不平衡状态.飞机的航迹仍未恢复到原有水平直线飞行状态,而是Dq¹0.因此,当升力大于重力沿航迹的法向分量时,产生向上的法向加速度使航迹上弯,飞机高度逐渐增加.与此同时重力沿航迹的切向的分力使飞行速度不断减小,升力也就不断减小.当升力小于重力的法向分量时,出现向下的法向加速度,航迹便转为向下弯曲,高度逐渐降低.这时重力的切向分量使飞行速度不断增大,又使升力在下降过程中不断增大,航迹再次上弯.如此反复,就形成飞行速度DV和航迹倾斜角Dq的振荡运动.一般来说,飞机质量较大,而起恢复作用的气动力ZVDV和阻尼作用的力XVDV较小,因此振荡周期较长,衰减较慢,形成长周期运动模态.此时飞机的重心时升时降,又称为浮沉运动各运动参数的主要表现特征：这些参数的变化引起的气动力和力矩始终处于飞机对称平面(纵向平面)内9：飞机横侧向运动有几种模态？各运动参数的主要表现特征？答：横侧扰动运动的三种模态:滚转模态；荷兰滚模态(震荡模态)；螺旋模态，飞机侧向扰动通常由两个非周期运动模态和一个振荡模态组成.大的负实根对应于滚转运动模态,衰减很快.小实根(可正可负)对应于螺旋运动模态,这种模态运动非常缓慢.如果具有小的正实根,则对应于缓慢发散的不稳定模态.共轭复根所对应的是振荡运动模态10.飞机“荷兰滚”运动的描述答：对于机翼带后掠角，高速飞行的飞机而言，当飞机受到扰动，如侧风干扰，飞机会产生绕其立轴及纵轴的周期性运动，即飞机产生左右偏航的同时还产生了左右滚转的运动，也就是“荷兰滚”运动11：液压舵机的种类，组成，工作原理？答：可分为液压主舵机(直接推动舵面偏转)与电液副舵机(它要通过液压主舵机，即液压助力器才能带动舵面偏转)电液副舵机的组成：电液伺服阀(包括力矩马达和液压放大器)；作动筒；和位移传感器。
力矩马达：将电气量转换成机械角位移，是一种信号转换装置。
液压放大器：将机械位移转换为控制阀液压的流向及流量。
位移传感器：将活塞杆的位移转变成电信号反馈到FCC 工作原理：当滑阀的阀芯偏离中间位置x值后，进油压力为P0的高压油通过阀芯工作凸间打开的窗口，流入作动筒的一腔，造成作动筒左右两腔的压力不平衡，在两腔压力作用下活塞移动y值。
活塞杆推动摇臂使舵面偏转。
作动筒另一腔的油液被推出，经滑阀打开的另一窗口流回油箱12：铰链力矩定义，对舵面的作用？正方向规定？答：定义：铰链力矩就是作用在舵面上的空气动力的合力对舵面铰链转轴所形成的力矩。
大小：He=-Rehe；正负：定义迫使舵面正向偏转的铰链力矩He为正。
铰链力矩对舵机的作用，相当在舵机内部引入一个包围电动舵机和液压舵机的附加反馈。
显然，会改变舵机原来的特性，13：舵回路的基本类型？各自的特点？答：硬反馈式、软反馈式和弹性反馈式三种基本类型硬反馈式舵回路近似为—个惯性环节，其中系数Kδ与Tδ值均与反馈系数Kf成反比。
因此，这种舵回路的特性与反馈系数的值密切相关，而且位置反馈舵回路的稳态输出舵偏角正比于输入电压。
飞行自动控制系统的指令可按比例控制舵偏角的大小。
软反馈式舵回路的传递函数为一个积分环节，速度反馈舵回路输出舵偏角正比于输入电压的积分，也就是说，输出舵面偏转角速度正比于输入电压，并近似地与速度反馈系数成反比。
因此，飞行自动控制系统的指令可以按比例控制舵偏角速度弹性反馈式舵回路的低频特性接近于软反馈式舵回路的特性，高频特性则接近于硬反馈式舵回路的特性。
它的输出既正比于输入，又正比于输入的积分，是一种兼有硬反馈式特性与软反馈式特性的舵回路14：舵回路按照哪两种信号去操纵舵面？答：指令模型装置；敏感元件输出15：电动舵机的机械特性和力矩特性是什么？答：电动机的机械特性(包括磁粉离合器的机械特性在内)可由一族非线性曲线来表征.工程实践中往往采用线性化处理,即:研究其在某一平衡状态附近的增量运动,其斜率B等于: B—等于电压等于常数时，输出力矩M对角速度w的偏导数；b—机械特性曲线与纵坐标的夹角电动机的力矩特性（包括磁粉离合器的力矩特性）近似为线性力矩特性，其斜率A等于：式中：a—力矩特性曲线与横坐标I的夹角；A—角速度w等于常数时，输入力矩M对输入电流I的偏导数16：自动驾驶仪对航向控制的任务？包括哪两个通道？自动驾驶仪各回路的输出信号是什么？答：自动驾驶仪对航向控制的任务是保证飞机纵轴沿航向的稳定和飞行空速向量沿航向的稳定.为达到这两个目的,自动驾驶仪可借助于:方向舵、副翼、方向舵和副翼三种方法来实现。
