航空概論2-14-飛機的平衡、安定性和操縱性

飛機的平衡、安定性和操縱性整理課件主要內容★飛機的平衡

★飛機的安定性

★飛機的操縱性

整理課件第三節(jié)飛機的平衡、安定性和操縱性一．飛機的重心和機體軸1、飛機重心飛機各局部重力的合力著用點，稱為飛機的重心。重力作用力點所在的位置，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)飛機在空中的一切運動，無論怎樣錯綜復雜，總可以分解為：飛機各局部隨飛機重心一道的移動和飛機各局部繞著飛機重心的轉動。整理課件2．飛機的機體軸

通過飛機重心的三條互相垂直的、以機體為基準的坐標軸，叫機體軸。它可分為：

(1)縱軸：沿機身軸線，通過飛機重心的軸線，叫飛機的縱軸。飛機繞縱軸的轉動，叫飛機的橫向滾轉。

(2)橫軸：沿機翼尾向通過飛機重心并垂直縱軸的軸線，叫飛機的橫軸。飛機繞橫軸的轉動，叫俯仰轉動。

(3)立軸：通過飛機重心并垂直于縱軸和橫軸的軸線，叫飛機的立鈾。飛機繞立軸的轉動，叫方向偏轉。

整理課件二。飛機的平衡飛機處于平衡狀態(tài)時，飛行速度的大小和方向都保持不變，也不繞重心轉動。飛機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。假設飛機的升力、重力不平衡，那么飛機的高度會發(fā)生變化；假設飛機的拉力、阻力不平衡，那么飛機的飛行速度會發(fā)生變化平衡條件：Y＝GP＝X

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〔二〕力矩平衡指作用于飛機的各力矩之和為零。它包括以下三個平衡：

1。俯仰平衡：指作用于飛機各俯仰力矩之和為零。飛機獲得俯仰平衡后，迎角不改變，不繞橫軸轉動。飛機飛行時，水平尾翼也產生一定的升力并且這個升力的大小和方向可利用升降舵的偏轉來改變。只要使尾翼上產生的升力對飛機重心的力矩和機翼升力、發(fā)動機推力等對飛機重心的力矩大小相等、方向相反，就可以保持飛機的俯仰平衡。

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2。方向平衡：指作用于飛機的左偏轉力矩和右偏轉力矩彼此相等，飛機不繞立軸轉動。飛機的偏轉力矩主要有：機翼的阻力力矩、發(fā)動機產生的拉力力矩、垂直尾翼和方向舵產生的力矩。

3。橫側平衡：指作用于飛機的左滾力矩和右滾力矩彼此相等，飛機不繞縱軸滾轉。飛機的滾轉力矩主要有：左、右機翼的升力對重心形成的力矩。整理課件三．飛機的安定性飛機的安定性就是在飛行中，當飛機受微小擾動〔如氣流波動〕而偏離原來狀態(tài)，并在擾動消失以后，不經飛行員操縱，飛機能自動恢復原來平衡狀態(tài)的特性。1、飛機的俯仰安定性〔迎角安定性〕:指飛機受微小擾動迎角發(fā)生變化，自動恢復原來迎角的特性。飛機是通過水平尾翼產生的附加升力，對飛機重心形成機頭下俯或上仰的安定力矩來獲得迎角安定性的。此外，飛機的重心位置對迎角安定性有較大影響，所以，飛機的配載是很重要的。

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2、飛機的方向安定性：指飛機受到擾動使方向平衡遭到破壞，擾動消失后，飛機又趨向于恢復原來的方向平衡狀態(tài)。飛機的方向安定力矩是在側滑中產生的。飛機的側滑是指飛機的運動方向同飛機的對稱面不平衡，相對氣流是側前方〔左、右側〕流向飛機的飛行狀態(tài)。飛機主要依靠垂直尾翼的作用、產生一個對飛機重心的安定力矩使機頭左、右偏轉來消除飛機側滑的。

3、飛機的橫側安定性：指在飛行中，飛機受到擾動以致橫側平衡狀態(tài)遭到破壞，而在擾動消失后，飛機又趨向于恢復原來的橫側平衡狀態(tài)。飛機的橫側安定性主要靠機翼上的反角、后掠角和垂直尾翼的作用產生的。

整理課件四．飛機的操縱性飛機的操縱性是指飛機在飛行員操縱駕駛桿、腳蹬的情況下，改變飛機飛行姿態(tài)的特性。飛機在空中的操縱是通過三個操縱面：升降舵、方向舵和副翼來進行的。轉動這三個操縱面，在氣流的作用下就會對飛機產生操縱力矩，使之繞橫軸、立軸和縱軸轉動，以改變飛行姿態(tài)。飛機的操縱性又可以稱為飛機的操縱品質，是指飛機對操縱的反響特性。操縱那么是飛行員通過駕駛機構改變飛機的飛行狀態(tài)。

操縱主要通過駕駛桿和腳蹬等駕駛機構來實現(xiàn)的。整理課件

操縱品質常以輸入量和輸出量的比值(操縱性指標)來表示，這個比值不宜過小，也不宜過大。如果比值太小，那么操縱輸入量小，輸出量大，這種飛機對操縱過于敏感，不僅難于精確控制，而且也容易因反響量過大而產生失速或結構損壞等問題；如果比值過大，那么操縱輸入量大，輸出量小，飛機對操縱反響遲鈍，容易使飛行員產生錯誤判斷，也可能造成飛機的大幅度振蕩，同樣導致失速或結構破壞。按運動方向的不同，飛機的操縱也分為縱向、橫向和航向操縱。整理課件〔一〕飛機的俯仰操縱性指前后操縱駕駛桿、偏轉升降舵時，飛機改變迎角的特性。改變飛機縱向運動(如俯仰)的操縱稱為縱向操縱，主要通過推、拉駕駛桿，使飛機的升降舵或全動平尾向下或向上偏轉，產生俯仰力矩，使飛機作俯仰運動。

〔二〕飛機的方向操縱性當駕駛員只用腳蹬操縱方向舵之后，飛機繞立軸轉動而改變其側滑等飛行狀態(tài)的特性。使飛機繞機體縱軸旋轉的操縱稱為橫向操縱，主要由偏轉飛機的副翼來實現(xiàn)。當駕駛員向右壓駕駛桿時右副翼上偏、左副翼下偏，使右翼升力減小、左翼升力增大，從而產生向右滾轉的力矩，飛機向右滾；向左壓桿時，情況完全相反，飛機向左滾轉。

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〔三〕飛機的橫側操縱性當駕駛員操縱駕駛桿偏轉副翼之后，飛機繞縱軸滾轉而改變其滾轉角速度、坡度〔傾斜角〕等的飛行狀態(tài)的特性。改變航向運動的操縱稱為航向操縱，由駕駛員踩腳蹬，使方向舵偏轉來實現(xiàn)。踩右腳蹬時，方向舵向右擺動，產生向右偏航力矩，飛機機頭向右偏轉；踩左腳蹬時正相反，機頭向左偏轉。實際飛行中，橫向操縱和航向操縱是不可分的，經常是相互配合、協(xié)調進行，因此橫向和航向操縱常合稱為橫航向操縱。

方向操縱和橫側操縱之間的聯(lián)系和內部規(guī)律是：無論蹬舵還是壓桿都能同時造成偏轉和滾轉。偏轉和滾轉的方向，同蹬舵方向和壓桿方向是一致的。整理課件

飛機操縱性的好壞與飛機的穩(wěn)定性之間存在著一定的排斥關系。如果飛機的焦點位置過于靠后，飛機的穩(wěn)定性很好，因此飛機抵抗飛行狀態(tài)變化的力和力矩會很大，飛機對飛行員操縱的響應就會很慢，飛機的操縱性也就不好。反之，飛機的焦點靠前，穩(wěn)定性變差，飛機對操縱的響應變得靈敏，操縱特性變好。現(xiàn)代先進戰(zhàn)斗機為了獲得優(yōu)良的操