航空飞行器飞行动力学部分课后习题答案单元PPT学习教案

1、会计学1航空飞行器飞行动力学部分课后习题答航空飞行器飞行动力学部分课后习题答案单元案单元7.2 7.2 何谓飞行器的纵向定速静稳定性和定何谓飞行器的纵向定速静稳定性和定载静稳定性？载静稳定性？ 定速静稳定性：给定速度和升降舵偏角，飞机在某一平衡状态受到扰动，迎角发生变化，扰动消除后，飞行器将产生使迎角恢复到原有平衡状态迎角的力矩。 定速静稳定条件：0,0mmLCCC焦点LCCGMbx第1页/共14页 定载静稳定性：飞机受扰动后，迎角和速度均发生变化，在满足1g过载的情形下，飞机是否具有恢复原有平衡状态的趋势。 定载静稳定条件：7.27.2跨音速时此项为大的负值 0120mLmLLmndCdCC

2、CMaCCMa 跨音速时，dCm/dCL0，飞机为定载静不稳定第2页/共14页7.3 7.3 说明飞行器在跨声速区飞行时出现说明飞行器在跨声速区飞行时出现“自自动俯冲动俯冲”现象的物理原因。现象的物理原因。 在跨音速区域飞行时，飞机速度增加时，气动压力中心迅速后移，产生大的低头力矩，而飞机此时为定载静不稳定，低头后会产生使低头趋势进一步加剧的气动低头力矩，因而会出现“自动俯冲”现象。1()2nmmamnLLLadCCMCdCCCMmaCM1()0nmnLdCdC跨音速区为大的负值， 静载定不稳定飞机在高空进入超音速飞行的过程中，飞行员一般不会刻意操纵升降舵使飞机配平，飞机经历自动俯冲加速后，待

3、速度增加到一定程度时自动恢复平衡。（P220图7.13）第3页/共14页7.4 7.4 根据风洞数据确定飞机的静稳定导数；根据风洞数据确定飞机的静稳定导数； 求质心的相对移动量。求质心的相对移动量。由于纵向力矩系数与迎角成线性关系：0mmmCCC代入迎角为4和6时的气动力矩系数：004/57.30.0056/57.30.025mmmmCCCC可解得：00.57301 rad0.0350mmCC 零迎角俯仰力矩系数纵向静不稳定静稳定导数：0.1632mLmLCCCC第4页/共14页7.47.4mLcgCCxcgxLC0mCacxcgxcgx如果迎角为0时升力系数CL0=0，则迎角为4：飞机质心移

4、动时，升力特性并不会发生变化。0044/57.30.2450LLLLLCCCCC压力中心第5页/共14页7.47.4重心移动量为：0.0250.0050.2450.0816cgmLxCC 由于重心移动使俯仰力矩增大，因此可推测，重心向前移动了0.0816如果迎角为0时升力系数CL0不为零，则计算结果会有所变化，但方法一样。重心移动后，变化的量：与力矩有关的量Cm 不变的量：焦点位置、升力曲线第6页/共14页8.1 8.1 方向舵固定在中立位置时，方向舵固定在中立位置时，Cn曲线为什曲线为什么常通过原点，呈反对称变化？偏转方向舵时，么常通过原点，呈反对称变化？偏转方向舵时，如在气动力线形变化范围

5、，则曲线如何变化？如在气动力线形变化范围，则曲线如何变化？ 方向舵固定在中立位置时，通常情况飞机左右完全对称，=0时不产生偏航力矩，因此Cn曲线常通过原点。 飞机航向静稳定时，0时产生正的偏航力矩；0时，航向静稳定，该稳定性导数主要由垂尾提供。无尾飞翼布局飞机,无垂尾,可能呈航向弱静不稳定。第10页/共14页8.2 8.2 横向静稳定性横向静稳定性 横向静稳定性：飞机在平衡状态下受到非对称的外界扰动，产生小量滚转角,若0，扰动消失后，重力和升力的分量使飞机产生右侧滑0，驾驶员不施加操纵时，飞机上将产生负的滚转力矩使飞机机翼保持水平。第11页/共14页8.2 8.2 横向静稳定性横向静稳定性LMC注意：滚转角的消除是通过侧滑间接消除的，因为滚转角并不直接引起气动力矩的变化。 影响因素：Cl0时，横向静稳定，该稳定性导数受机翼的上反角、后掠角及垂尾的影响。第12页/共14页8.4 8.4 试推导因非对称装载在飞行器上作用有不对试推导因非对称装载在飞行器上作用有不对称滚转力矩称滚转力矩L L时，为保持定直飞行所需要的副时，为保持定直飞行所需要的副翼、方向舵偏角的表达式翼、方向舵偏角的表达式( (设设C Cn na a可忽略可忽略) )。sin000rarrrarrCCLLLLLNN sin000rarrccrLllalrl LnnrCCCCCCCCCrnrnCC rraa