飞机的横侧向静稳定性飞行原理课件

飞机的横侧向静稳定性主讲人：徐峰《飞行原理》01.飞机的横侧向运动02.飞机的侧向静稳定性03.飞机的方向静稳定性目录contents飞机的横侧向运动1飞机的侧滑和侧滑角飞机沿机体横轴Ozt，方向产生移动叫侧滑。由于飞机侧滑，来流方向不再与飞机对称面平行，而是形成了一个夹角，叫侧滑角。侧滑角用β表示，并以气流（空速向量）从机身右侧吹来为正。侧滑时，作用在飞机上的气动力左右不对称，产生了沿Ozq的侧向力、绕Oxt轴的滚转力矩Mx和绕Oyt轴的偏航力矩My。飞机的横侧向运动从图中可以看到，飞机受扰动绕Oxt轴转动，产生滚转角γ后，由于飞机重力在机体Ozt轴上的分量，使飞机产生沿Ozt轴的侧向移动，产生侧滑和侧滑角；同样，从图中也可以看到，飞机受扰动，绕Oyt轴转动，产生偏航后，由于运动惯性，飞机沿原飞行方向继续向前飞行，也使飞机产生了沿Ozt轴的侧向移动，产生侧滑和侧滑角。

飞机右滚转引起右侧滑

飞机左偏航引起右侧滑飞机的横侧向运动1滚转力矩和偏航力矩作用在飞机机体上的气动载荷产生的使机体绕纵轴xt转动的力矩叫滚转力矩，用Mx表示。规定滚转力矩Mx矢量方向指向xt正方向，也就是使机体向右滚转，Mx为正。作用在飞机机体上的气动载荷产生的使机体绕立轴yt转动的力矩叫偏航力矩，用My表示。规定偏航力矩My矢量方向指向yt正方向，也就是使飞机机头向左转动，My为正。飞机的横侧向运动公式如下:Mx=mx(1/2)ρυ²SLMy=my(1/2)ρυ²SLmx=Mx/

(1/2)ρυ²SL；my=My/

(1/2)ρυ²SL；所以:式中:mx——滚转力矩系数；my——偏航力矩系数；(1/2)ρυ²

——飞机飞行的动压;S——机翼面积;L——机翼展长。飞机的侧向静稳定性从飞机的侧向静稳定性定义可以看出：飞机受到扰动，绕机体Oxt轴转动，产生了滚转角γ，造成侧滑时，如果由于侧滑角引起的滚转力矩与飞机滚转的方向相反，有使飞机恢复原飞行姿态的趋势，是飞机具有侧向静稳定性的必要条件。1飞机侧向静稳定性的条件飞机的侧向静稳定性2机翼上反角对飞机侧向稳定性的贡献

机翼上反角与侧向稳定如图，表示机翼上反角ψ对侧向稳定性的影响。飞机的侧向静稳定性主要由机翼的上反角来提供。飞机的横侧向运动图中飞机受扰动向右滚转产生正侧滑角β。气流由飞机右前方吹来，产生了沿机体Ozt轴的气流分量υsinβ。流过上扬机翼(左翼)时，产生向下的气流υsinβsinψ流量，从而使下沉机翼迎角增加，升力也增大，使上扬机翼迎角减小，升力也减少，两侧机翼的升力差，产生了使飞机向左滚转的恢复力矩Mx所以机翼上反角为飞机提供了侧向静稳定性。由于机翼有上反角ψ，υsinβ气流流过下沉机翼(右翼)时，产生向上的气流υsinβsinψ流量；机翼上反角不但为飞机提供了侧向静稳定性，而且通过改变上反角ψ的大小，可定量地调整飞机侧向静稳定性的大小，所以，侧向静稳定性也称为“上反效应”飞机的横侧向运动飞机的侧向静稳定性当飞机滚转产生侧滑时，无论是机翼的上反角还是后掠角，都为飞机提供了侧向静稳定性。除了机翼的上反角、后掠角对飞机的侧向静稳定性起重要作用外，垂直尾翼对飞机的侧向静稳定性也有影响，机体纵轴上方的垂尾增加侧向静稳定性，下方的垂尾（腹鳍）减少侧向静稳定性。另外，机翼和机身的相对位置也对侧向静稳定性有影响，上单翼起侧向静稳定作用，下单翼起侧向静不稳定作用。3机翼后掠角对飞机侧向静稳定性的影响飞机的方向静稳定性12飞机方向静稳定性的条件垂尾对飞机方向静稳定性的贡献飞机的方向静稳定性主要是由垂直尾翼提供的。垂直尾翼为飞机提供了方向静稳定性。从以上分析可以看出，垂尾为飞机提供的方向静稳定性，总是让飞机机头对准来流，消除侧滑角。所以，垂尾所起的作用是风向标的作用。从飞机方向