課件：飛機(jī)的平衡與穩(wěn)定性講解

AIRCRAFTAUTOMATICFLIGHTSYSTEM飛機(jī)自動(dòng)飛行系統(tǒng)飛機(jī)的平衡與穩(wěn)定性知識(shí)導(dǎo)入/引入飛機(jī)為什么能夠在空中平飛呢？直升機(jī)為什么可以在空中懸停呢？想一想飛機(jī)平衡的概念01CONTENTS目錄飛機(jī)的穩(wěn)定性02AIRCRAFTAUTOMATICFLIGHTSYSTEMPart01飛機(jī)的平衡飛機(jī)的平衡飛機(jī)的平衡是指作用于飛機(jī)上的所有外力的代數(shù)和等于零，且各力對(duì)重心所構(gòu)成的力矩的代數(shù)和也等于零的飛行狀態(tài)。飛機(jī)的平衡包括俯仰平衡、方向平衡和橫側(cè)平衡。勻速直線運(yùn)動(dòng)是飛機(jī)的一種平衡狀態(tài)。飛機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的第一個(gè)條件是發(fā)動(dòng)機(jī)推力或拉力等于阻力，以保持飛機(jī)的速度不變；第二個(gè)條件是升力等于飛機(jī)的重力，以保持飛機(jī)的高度不變；第三個(gè)條件是作用于飛機(jī)重心的所有力矩之和等于零，以保持姿態(tài)不變。飛機(jī)勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的平衡條件1.1飛機(jī)的俯仰平衡飛機(jī)的俯仰平衡是指作用于飛機(jī)上的各俯仰力矩之和為零。影響俯仰平衡的因素很多，主要包括：加減油門、收放襟翼、收放起落架和重心變化。01加減油門會(huì)改變拉力或推力的大小，從而改變拉力力矩或推力力矩的大小，影響飛機(jī)的俯仰平衡。02收放襟翼會(huì)引起飛機(jī)升力和俯仰力矩的變化，從而影響俯仰平衡。03收放起落架會(huì)引起飛機(jī)重心位置的前后移動(dòng)，飛機(jī)將產(chǎn)生附加的俯仰力矩。04飛行中，人員和貨物的移動(dòng)、燃油的消耗等都可能會(huì)引起飛機(jī)重心位置的前后變動(dòng)。重心位置的改變勢(shì)必引起各俯仰力矩的改變，主要是影響機(jī)翼產(chǎn)生的力矩變化。1.2飛機(jī)的方向平衡飛機(jī)的方向平衡是指作用于飛機(jī)的各偏轉(zhuǎn)力矩之和為零。飛機(jī)取得方向平衡后，不繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)滑角不變或側(cè)滑角為零。影響飛機(jī)方向平衡的因素主要有機(jī)翼變形，左、右兩翼阻力不等，左、右兩邊發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不同等。飛機(jī)繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏航運(yùn)動(dòng)方向1.3飛機(jī)的橫側(cè)平衡飛機(jī)的橫側(cè)平衡是指作用于飛機(jī)的各滾轉(zhuǎn)力矩之和為零。飛機(jī)取得橫側(cè)平衡后，不繞縱軸滾轉(zhuǎn)，坡度不變或坡度為零。影響飛機(jī)橫側(cè)平衡的因素主要有機(jī)翼變形、兩翼升力不等、油門改變導(dǎo)致螺旋的反作用力矩隨之改變、重心左右移動(dòng)（如兩翼的油箱、耗油不均）、兩翼升力作用點(diǎn)至重心的力臂改變等形成的滾轉(zhuǎn)力矩的改變。飛機(jī)繞縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)的橫滾運(yùn)動(dòng)方向AIRCRAFTAUTOMATICFLIGHTSYSTEMPart02飛機(jī)的穩(wěn)定性飛機(jī)的穩(wěn)定性

穩(wěn)定性的定義穩(wěn)定性是指物體在受到微小擾動(dòng)后能夠自動(dòng)回到原平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定不穩(wěn)定中立穩(wěn)定飛機(jī)的穩(wěn)定性只有在穩(wěn)定力矩和阻尼力矩的共同作用下，才能充分保證物體具有穩(wěn)定性。一是有穩(wěn)定力矩，即物體受擾偏離原平衡狀態(tài)后，自動(dòng)出現(xiàn)的、力圖使物體回到原平衡狀態(tài)的力矩。

穩(wěn)定性的條件要具有穩(wěn)定性，必須具備兩個(gè)條件：二是有阻尼力矩，即物體受擾后的運(yùn)動(dòng)過程中，自動(dòng)出現(xiàn)的、力圖使物體最終回到原平衡狀態(tài)的力矩，稱為阻尼力矩。飛機(jī)的穩(wěn)定性靜穩(wěn)定性：如果物體受擾后出現(xiàn)穩(wěn)定力矩，具有回到原平衡狀態(tài)的趨勢(shì)，則稱該物體是靜穩(wěn)定的。

穩(wěn)定性的分類按時(shí)間響應(yīng)的特點(diǎn)，可將穩(wěn)定性分為靜穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。動(dòng)穩(wěn)定性：擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程中如果出現(xiàn)阻尼力矩，能最終使物體回到原平衡狀態(tài)，則稱物體是動(dòng)穩(wěn)定的。2.2飛機(jī)的穩(wěn)定性飛機(jī)的靜穩(wěn)定性研究飛機(jī)受擾后的最初響應(yīng)問題。即研究飛機(jī)是否具有回到原穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢(shì)問題。飛機(jī)的靜穩(wěn)定性飛機(jī)的靜穩(wěn)定性和靜不穩(wěn)定性飛機(jī)的穩(wěn)定性飛機(jī)的動(dòng)穩(wěn)定性研究飛機(jī)受擾運(yùn)動(dòng)的時(shí)間響應(yīng)歷程問題。擾動(dòng)過程中如果出現(xiàn)阻尼力矩，最終使飛機(jī)回到原平衡狀態(tài)，則稱飛機(jī)是動(dòng)穩(wěn)定的。如果出現(xiàn)的力矩使擾動(dòng)進(jìn)一步加劇，則稱飛機(jī)是動(dòng)不穩(wěn)定的。如果不存在阻尼力矩，飛機(jī)的擾動(dòng)始終保持恒定，則稱飛機(jī)是動(dòng)中立穩(wěn)定的。飛機(jī)的動(dòng)穩(wěn)定性飛機(jī)平衡的概念01SUMMARY小結(jié)飛機(jī)的穩(wěn)定性02飛機(jī)的穩(wěn)定性是飛機(jī)本身必須具有的一種特性，而飛機(jī)的穩(wěn)定性不是一成不變的，而是隨著飛行條件的改變而變化的。在一定的飛行條件下，飛機(jī)具有足夠的穩(wěn)定性；而