航空飞行器飞行动力学部分课后习题答案78单元市公开课金奖市赛课一等奖课件

7.1何谓飞行器全机焦点？分析影响焦点位置主要原因。

全机焦点取决于机翼焦点以及机身和平尾引发焦点改变量，机身使焦点前移，平尾使焦点后移，所以焦点位置与飞机气动布局相关。焦点位置还与Ma相关，亚音速时焦点位于平均气动弦前缘0.23～0.24，Ma数改变，全机焦点改变不大；跨音速时，Ma增加，全机焦点快速后移；超音速时焦点靠近平均气动弦中点，Ma改变时机翼焦点改变不大。

全机焦点（气动中心）为迎角改变时全机升力增量作用点。当迎角改变时，气动力对焦点力矩不变。第1页7.2何谓飞行器纵向定速静稳定性和定载静稳定性？

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，迎角发生改变，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力矩。定速静稳定条件：焦点CG第2页

定载静稳定性：飞机受扰动后，迎角和速度均发生改变，在满足1g过载情形下，飞机是否含有恢复原有平衡状态趋势。定载静稳定条件：7.2跨音速时此项为大负值跨音速时，dCm/dCL>0，飞机为定载静不稳定第3页7.3说明飞行器在跨声速区飞行时出现“自动俯冲”现象物理原因。

在跨音速区域飞行时，飞机速度增加时，气动压力中心快速后移，产生大低头力矩，而飞机此时为定载静不稳定，低头后会产生使低头趋势深入加剧气动低头力矩，因而会出现“自动俯冲”现象。跨音速区为大负值，静载定不稳定飞机在高空进入超音速飞行过程中，飞行员普通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，待速度增加到一定程度时自动恢复平衡。（P220图7.13）第4页7.4①依据风洞数据确定飞机静稳定导数；②求质心相对移动量。①因为纵向力矩系数与迎角成线性关系：代入迎角为4°和6°时气动力矩系数：可解得：零迎角俯仰力矩系数纵向静不稳定静稳定导数：第5页7.4假如迎角为0°时升力系数CL0=0，则迎角为4°：②飞机质心移动时，升力特征并不会发生改变。压力中心第6页7.4重心移动量为：因为重心移动使俯仰力矩增大，所以可推测，重心向前移动了0.0816假如迎角为0°时升力系数CL0不为零，则计算结果会有所改变，但方法一样。重心移动后，改变量：与力矩相关量Cmα

不变量：焦点位置、升力曲线第7页8.1方向舵固定在中立位置时，Cn～β曲线为何常经过原点，呈反对称改变？偏转方向舵时，如在气动力线形改变范围，则曲线怎样改变？

方向舵固定在中立位置时，通常情况飞机左右完全对称，β=0时不产生偏航力矩，所以Cn～β曲线常经过原点。飞机航向静稳定时，β>0时产生正偏航力矩；β<0时产生负偏航力矩，因为飞机外形左右完全对称，所以有Cn

(β)=-Cn

(-β)，即呈反对称改变。第8页假如气动力在线性改变范围内，若8.1方向舵正偏转产生负偏航力矩假设为零第9页8.2何谓飞行器航向静稳定性和横向静稳定性？影响横航向静稳定性主要原因？

航向静稳定性：飞机在平衡状态下受到外界非对称瞬时干扰，产生侧滑，在驾驶员不施加操纵条件下，干扰消失瞬时，飞机将产生使侧滑角减小偏航力矩，则称飞机在原平衡状态含有航向静稳定性。第10页8.2航向静稳定性xbVa注意：扰动消失后，飞机产生力矩含有消除侧滑角趋势，即使机头沿来流方向趋势，而并非保持航向（χ）不变。所以，航向静稳定性亦称风标稳定性。影响原因：Cnβ>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11页8.2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外界扰动，产生小量滚转角,若Δφ>0，扰动消失后，重力和升力分量使飞机产生右侧滑Δβ>0，驾驶员不施加操纵时，飞机上将产生负滚转力矩使飞机机翼保持水平。第12页8.2横向静稳定性LMC注意：滚转角消除是经过侧滑间接消除，因为滚转角并不直接引发气动力矩改变。

影响原因：Clβ<0时，横向静稳定，该稳定性导数受机翼上反角、后掠角及垂尾影响。第13页8.4试推导因非对称装载在飞行器上作用有不对称滚转力矩ΔL时，为保持定