飞行力学课件：第9章 非对称飞行时的横航向力矩、静稳定性和静操纵性

1、第九章 非对称飞行时的横航向力矩、 静稳定性和静操纵性飞行力学内容 引言9-1,2,5 侧力、横航向力矩与静稳定性9-3、4 定直侧滑飞行时的平衡和操纵9-6 正常盘旋的平衡和操纵9-7 稳定滚转和副翼操纵小结北航509第九章 ：引言本章研究机体轴系中的侧力和横航向力矩的特点、数学描述（模型）及其应用。一般描述它们为三部分之和侧滑引起、操纵面偏转引起、旋转运动引起。各部分又是M, , Re等的函数。量纲关系近似考虑9-1/2/5 侧力、横航向力矩与静稳定性航向静稳定性横向静稳定性侧滑引起的侧力与横航向力矩偏转副翼产生的横航向力矩角运动产生的横航向力矩偏转方向舵产生的横航向力矩全机横航向气动力模

2、型V航向静稳定性如果:则:设:故:飞机能自动改变机头指向消除侧滑,称为航向静稳定性或风标静稳定性=0 ,My=0My09-1 侧力、横航向力矩与静稳定性横向静稳定性:作用一 0M x 0Gsin 如果:则:设:侧滑 为中介飞机能通过侧滑消除倾斜。称为横向静稳定性或上反效应非通常意义的静稳定性9-1 侧力、横航向力矩与静稳定性横向静稳定性:作用二 V z0, 0M x00:Cz 0 机身为航向静不稳部件9-1 侧力、横航向力矩与静稳定性侧滑引起的侧力与横航向力矩:机翼后掠作用0Vn右 Vn左(+)(-)0:Cz 0mx 0my0:Cz 0mx 0Vsin V 9-1 侧力、横航向力矩与静稳定性侧

3、滑引起的侧力与横航向力矩:机翼上反作用0:Cz 0mx 0my 0 0:Cz 0mx 0my0 主要的航向静稳定部件。一般通过调节垂尾容积（必要时加背鳍、腹鳍）改变9-1 侧力、横航向力矩与静稳定性侧滑引起的侧力与横航向力矩:翼身干扰对于上单翼和高平尾，0:Cz 0mx 0右副翼下偏左副翼上偏(+)(-)影响副翼操纵效能的因素9-2 侧力、横航向力矩与静稳定性副翼效能在超音速时下降。大速压下弹性变形更降低其效能，至临界速压出现操纵反效。故高速飞行常使用内侧副翼或差动平尾。副翼效能在大迎角或大偏转时下降。改善措施包括延迟气流分离的方法如使用涡流发生器增加附面层能量、锯齿形前缘或机翼上表面翼刀阻止

4、展向流动等；或用扰流板产生滚转力矩。 的不利影响:Q0偏转方向舵产生的横航向力矩则:设:9-2 侧力、横航向力矩与静稳定性y 0方向舵右偏方向舵效能在超音速、大迎角或大偏转时亦下降；弹性变形同样具有不利影响。9-5 侧力、横航向力矩与静稳定性旋转运动产生的横航向力矩：滚转角速度滚转角速度 无量纲化 滚转阻尼，主要由机翼产生，其次是垂尾及平尾 交叉阻尼，小导数，符号不定。主要由机翼及垂尾产生 超音速时，随M数增加，阻尼导数值逐渐下降9-5 侧力、横航向力矩与静稳定性相对大小决定正负 决定了全机的正负 0YYV9-5 侧力、横航向力矩与静稳定性旋转运动产生的横航向力矩：偏航角速度偏航角速度 无量纲

5、化 偏航阻尼，主要由垂尾产生，其次是机翼及机身 交叉阻尼，小导数。主要由机翼及垂尾产生。 超音速时，随M数增加，阻尼导数值逐渐下降 (+)(-)9-5 侧力、横航向力矩与静稳定性全机横航向气动力模型9-3 定直侧滑飞行时的平衡和操纵特殊情况需主动带侧滑飞行：侧风起落、非对称推力等 方程定直侧滑飞行的平衡（横航向平衡条件） 侧滑产生侧力、横航向力矩，将由舵偏力矩及倾斜飞机获得重力在侧向的分量，从而得到平衡。 Gcos GcoscosGcossin规范要求9-3 定直侧滑飞行时的平衡和操纵9-3 定直侧滑飞行时的平衡和操纵侧风着陆 规范规定：当右侧风风速w1015m/s时，横侧操纵效能应保证飞机能

6、用定直侧滑方式着陆 垂尾（方向舵）设计依据之一 机身顺跑道飞行9-3 定直侧滑飞行时的平衡和操纵不对称推力飞行 规范规定：出现非对称推力及相应的偏航力矩，飞机应能定直飞行。 my方程方向舵偏角与选择的有关。向工作一侧发动机侧滑可以抵消偏航力矩，用舵量将减少。 9-3 定直侧滑飞行时的平衡和操纵蹬舵反倾斜现象 规范规定：蹬右舵，飞机右倾斜。否则，出现“蹬舵反倾斜”现象 分析9-6 正常盘旋的平衡和操纵正常盘旋：回顾 定义基本关系在体轴系投影 注意： 符号对应9-6 正常盘旋的平衡和操纵 cosx sinxt cos z-sin ycos ytzt9-6 正常盘旋的平衡和操纵无量纲化盘旋附加舵偏角 09-6 正常盘旋的平衡和操纵讨论构成了用正常盘旋试飞确定机动点的依据 1.2.3. 右盘旋则左压杆、蹬右舵、后拉杆。 单自由度操纵稳态增量特点 纵向：是气流角，航向：是气流角，横向：不是气流角，角度操纵角速度操纵单自由度横滚 可以用滚转角速度衡量副翼操纵效能。 规范要求：1秒内能滚过一定坡度角。 V减小，滚转角速度值减小。 9-7 稳定滚转和副翼操纵横航向静稳定性概念及飞机各部件的影响横航向操纵导数概念及