航空概論214 飛機(jī)的平衡安定性和操縱性ppt課件.ppt

飛機(jī)的平衡、安定性和操縱性,主要內(nèi)容飛機(jī)的平衡飛機(jī)的安定性飛機(jī)的操縱性,第三節(jié)飛機(jī)的平衡、安定性和操縱性一飛機(jī)的重心和機(jī)體軸1、飛機(jī)重心飛機(jī)各部分重力的合力著用點(diǎn)，稱為飛機(jī)的重心。重力作用力點(diǎn)所在的位置，叫重心位置。重心具有以下特性：(1)飛行中，重心位置不隨姿態(tài)改變。(2)飛機(jī)在空中的一切運(yùn)動(dòng)，無(wú)論怎樣錯(cuò)綜復(fù)雜，總可以分解為：飛機(jī)各部分隨飛機(jī)重心一道的移動(dòng)和飛機(jī)各部分繞著飛機(jī)重心的轉(zhuǎn)動(dòng)。,2飛機(jī)的機(jī)體軸通過(guò)飛機(jī)重心的三條互相垂直的、以機(jī)體為基準(zhǔn)的坐標(biāo)軸，叫機(jī)體軸。它可分為：(1)縱軸：沿機(jī)身軸線，通過(guò)飛機(jī)重心的軸線，叫飛機(jī)的縱軸。飛機(jī)繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，叫飛機(jī)的橫向滾轉(zhuǎn)。(2)橫軸：沿機(jī)翼尾向通過(guò)飛機(jī)重心并垂直縱軸的軸線，叫飛機(jī)的橫軸。飛機(jī)繞橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，叫俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)立軸：通過(guò)飛機(jī)重心并垂直于縱軸和橫軸的軸線，叫飛機(jī)的立鈾。飛機(jī)繞立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，叫方向偏轉(zhuǎn)。,二。飛機(jī)的平衡飛機(jī)處于平衡狀態(tài)時(shí)，飛行速度的大小和方向都保持不變，也不繞重心轉(zhuǎn)動(dòng)。飛機(jī)平衡包括以下兩種平衡：(一)作用力平衡包括升力和重力平衡、拉力和阻力平衡。若飛機(jī)的升力、重力不平衡，則飛機(jī)的高度會(huì)發(fā)生變化；若飛機(jī)的拉力、阻力不平衡，則飛機(jī)的飛行速度會(huì)發(fā)生變化平衡條件：YGPX,（二）力矩平衡指作用于飛機(jī)的各力矩之和為零。它包括以下三個(gè)平衡：1。俯仰平衡：指作用于飛機(jī)各俯仰力矩之和為零。飛機(jī)獲得俯仰平衡后，迎角不改變，不繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)。飛機(jī)飛行時(shí)，水平尾翼也產(chǎn)生一定的升力并且這個(gè)升力的大小和方向可利用升降舵的偏轉(zhuǎn)來(lái)改變。只要使尾翼上產(chǎn)生的升力對(duì)飛機(jī)重心的力矩和機(jī)翼升力、發(fā)動(dòng)機(jī)推力等對(duì)飛機(jī)重心的力矩大小相等、方向相反，就可以保持飛機(jī)的俯仰平衡。,2。方向平衡：指作用于飛機(jī)的左偏轉(zhuǎn)力矩和右偏轉(zhuǎn)力矩彼此相等，飛機(jī)不繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)。飛機(jī)的偏轉(zhuǎn)力矩主要有：機(jī)翼的阻力力矩、發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拉力力矩、垂直尾翼和方向舵產(chǎn)生的力矩。3。橫側(cè)平衡：指作用于飛機(jī)的左滾力矩和右滾力矩彼此相等，飛機(jī)不繞縱軸滾轉(zhuǎn)。飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)力矩主要有：左、右機(jī)翼的升力對(duì)重心形成的力矩。,三飛機(jī)的安定性飛機(jī)的安定性就是在飛行中，當(dāng)飛機(jī)受微小擾動(dòng)（如氣流波動(dòng)）而偏離原來(lái)狀態(tài)，并在擾動(dòng)消失以后，不經(jīng)飛行員操縱，飛機(jī)能自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)平衡狀態(tài)的特性。1、飛機(jī)的俯仰安定性（迎角安定性）:指飛機(jī)受微小擾動(dòng)迎角發(fā)生變化，自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)迎角的特性。飛機(jī)是通過(guò)水平尾翼產(chǎn)生的附加升力，對(duì)飛機(jī)重心形成機(jī)頭下俯或上仰的安定力矩來(lái)獲得迎角安定性的。此外，飛機(jī)的重心位置對(duì)迎角安定性有較大影響，所以，飛機(jī)的配載是很重要的。,2、飛機(jī)的方向安定性：指飛機(jī)受到擾動(dòng)使方向平衡遭到破壞，擾動(dòng)消失后，飛機(jī)又趨向于恢復(fù)原來(lái)的方向平衡狀態(tài)。飛機(jī)的方向安定力矩是在側(cè)滑中產(chǎn)生的。飛機(jī)的側(cè)滑是指飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向同飛機(jī)的對(duì)稱面不平衡，相對(duì)氣流是側(cè)前方（左、右側(cè)）流向飛機(jī)的飛行狀態(tài)。飛機(jī)主要依靠垂直尾翼的作用、產(chǎn)生一個(gè)對(duì)飛機(jī)重心的安定力矩使機(jī)頭左、右偏轉(zhuǎn)來(lái)消除飛機(jī)側(cè)滑的。3、飛機(jī)的橫側(cè)安定性：指在飛行中，飛機(jī)受到擾動(dòng)以致橫側(cè)平衡狀態(tài)遭到破壞，而在擾動(dòng)消失后，飛機(jī)又趨向于恢復(fù)原來(lái)的橫側(cè)平衡狀態(tài)。飛機(jī)的橫側(cè)安定性主要靠機(jī)翼上的反角、后掠角和垂直尾翼的作用產(chǎn)生的。,四飛機(jī)的操縱性飛機(jī)的操縱性是指飛機(jī)在飛行員操縱駕駛桿、腳蹬的情況下，改變飛機(jī)飛行姿態(tài)的特性。飛機(jī)在空中的操縱是通過(guò)三個(gè)操縱面：升降舵、方向舵和副翼來(lái)進(jìn)行的。轉(zhuǎn)動(dòng)這三個(gè)操縱面，在氣流的作用下就會(huì)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生操縱力矩，使之繞橫軸、立軸和縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變飛行姿態(tài)。飛機(jī)的操縱性又可以稱為飛機(jī)的操縱品質(zhì)，是指飛機(jī)對(duì)操縱的反應(yīng)特性。操縱則是飛行員通過(guò)駕駛機(jī)構(gòu)改變飛機(jī)的飛行狀態(tài)。操縱主要通過(guò)駕駛桿和腳蹬等駕駛機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,操縱品質(zhì)常以輸入量和輸出量的比值(操縱性指標(biāo))來(lái)表示，這個(gè)比值不宜過(guò)小，也不宜過(guò)大。如果比值太小，則操縱輸入量小，輸出量大，這種飛機(jī)對(duì)操縱過(guò)于敏感，不僅難于精確控制，而且也容易因反應(yīng)量過(guò)大而產(chǎn)生失速或結(jié)構(gòu)損壞等問(wèn)題；如果比值過(guò)大，則操縱輸入量大，輸出量小，飛機(jī)對(duì)操縱反應(yīng)遲鈍，容易使飛行員產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，也可能造成飛機(jī)的大幅度振蕩，同樣導(dǎo)致失速或結(jié)構(gòu)破壞。按運(yùn)動(dòng)方向的不同，飛機(jī)的操縱也分為縱向、橫向和航向操縱。,（一）飛機(jī)的俯仰操縱性指前后操縱駕駛桿、偏轉(zhuǎn)升降舵時(shí)，飛機(jī)改變迎角的特性。改變飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)(如俯仰)的操縱稱為縱向操縱，主要通過(guò)推、拉駕駛桿，使飛機(jī)的升降舵或全動(dòng)平尾向下或向上偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生俯仰力矩，使飛機(jī)作俯仰運(yùn)動(dòng)。（二）飛機(jī)的方向操縱性當(dāng)駕駛員只用腳蹬操縱方向舵之后，飛機(jī)繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)而改變其側(cè)滑等飛行狀態(tài)的特性。使飛機(jī)繞機(jī)體縱軸旋轉(zhuǎn)的操縱稱為橫向操縱，主要由偏轉(zhuǎn)飛機(jī)的副翼來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)駕駛員向右壓駕駛桿時(shí)右副翼上偏、左副翼下偏，使右翼升力減小、左翼升力增大，從而產(chǎn)生向右滾轉(zhuǎn)的力矩，飛機(jī)向右滾；向左壓桿時(shí)，情況完全相反，飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)。,（三）飛機(jī)的橫側(cè)操縱性當(dāng)駕駛員操縱駕駛桿偏轉(zhuǎn)副翼之后，飛機(jī)繞縱軸滾轉(zhuǎn)而改變其滾轉(zhuǎn)角速度、坡度（傾斜角）等的飛行狀態(tài)的特性。改變航向運(yùn)動(dòng)的操縱稱為航向操縱，由駕駛員踩腳蹬，使方向舵偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。踩右腳蹬時(shí)，方向舵向右擺動(dòng)，產(chǎn)生向右偏航力矩，飛機(jī)機(jī)頭向右偏轉(zhuǎn)；踩左腳蹬時(shí)正相反，機(jī)頭向左偏轉(zhuǎn)。實(shí)際飛行中，橫向操縱和航向操縱是不可分的，經(jīng)常是相互配合、協(xié)調(diào)進(jìn)行，因此橫向和航向操縱常合稱為橫航向操縱。方向操縱和橫側(cè)操縱之間的聯(lián)系和內(nèi)部規(guī)律是：無(wú)論蹬舵還是壓桿都能同時(shí)造成偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)的方向，同蹬舵方向和壓桿方向是一致的。,飛機(jī)操縱性的好壞與飛機(jī)的穩(wěn)定性之間存在著一定的排斥關(guān)系。如果飛機(jī)的焦點(diǎn)位置過(guò)于靠后，飛機(jī)的穩(wěn)定性很好，因此飛機(jī)抵抗飛行狀態(tài)變化的力和力矩會(huì)很大，飛機(jī)對(duì)飛行員操縱的響應(yīng)就會(huì)很慢，飛機(jī)的操縱性也就不好。反之，飛機(jī)的焦點(diǎn)靠前，穩(wěn)定性變差，飛機(jī)對(duì)操縱的響應(yīng)變得靈敏，操縱