91113-飞行力学-第8章：飞机的横侧静稳定与静操纵性
内容
绪言
8.1 横侧静稳定性
8.5 横侧静操纵性
小结
本章作业：8.1；8.2 ；8.4
1.横侧运动的定义
飞机的非对称运动，包括飞机质心的侧向移动（侧滑），绕轴的滚转和偏航转动运动。
2.横侧运动与纵向运动的差异
（1）纵向运动：
只绕一根轴转动（大迎角运动除外）；（2）横侧运动：
气动力和力矩耦合：即侧滑角、滚转角速度和偏航角速度都同时产生侧力、滚转力矩和偏航力矩。
横航向变量均产生横向和航向的力和力矩！ 横侧操纵耦合
副翼：主要产生滚转力矩、较大的偏航力矩、所产生的侧力可略去；
方向舵：产生侧力、偏航力矩、也产生滚转力矩。
9不能将飞机的横向和航向运动分开考虑，不能仅考虑横向运动或航向运动。
3.配平
（1）纵向运动：
操纵变量（升降舵和油门）均需操纵，运动变量有配平值；
（2）横侧运动：
定常直线飞行时，所有的横侧运动变量、力和力矩都为零，不存在基本配平问题。
内容绪言
8.1 横侧静稳定性8.5 横侧静操纵性
小结
8.1.1偏航静稳定力矩及航向静稳定性
1.偏航静稳定力矩
由侧滑角引起的飞机航向力矩。
2.航向静稳定性
飞机在平衡状态下受到外界非对称瞬时扰动，产生小的侧滑，则飞机产生右偏航力矩，使飞机机头向右偏，以减小的趋势，称飞机在原平衡状态具有航向静稳定性。否则，则为航向静不稳定。
设:如果:则:
故
:0
n C β>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V Δβ>00n C Δ>
航向静稳定性判据
用平衡点处的偏航力矩系数的导数作为判据：
偏航静稳定；
偏航静不稳定；
偏航中立静稳定。
3.影响航向静稳定性的飞机部件:
机身作用
β>0:
C<0
N < 0
—机身为航向静不稳定部件
小RCS和航向静不稳定性。
垂尾作用
β>0:
C< 0
L< 0
N>0
β>0
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；
运输机改装预警机时增加二片腹鳍。
4.影响因素分析
—大迎角气动特性限制：机翼和机身涡流对飞机尾部的影响，的值会减小。
—飞行速度限制：由于垂尾和机身的弹性变形，随飞行速度的增大而减小。
米格21飞机的最大使用速度(M<2.05)就受航向静稳定性要求的限制，否则将出现航向静稳定性不足的现象。
现代超声速飞机采用双立尾，增加航向静稳定性，又减小RCS 。
5.航向静稳定性与纵向静稳定性的差别
—纵向静稳定性是指恢复到原状态的趋势。
—航向静稳定性并不能保证飞机在受
到侧风扰动时，自动保证其固有的航向。相反，它使飞机偏向侧风方向，故又称为“风标静稳定性”。
8.1.2横向静稳定力矩及横向静稳定性
1.横向静稳定力矩
由侧滑角引起的飞机横向力矩。
2.横向静稳定性
飞机在平衡状态下受到外界非对称瞬时扰动，产生小的左倾斜，升力和重力的合力作用使飞机向左侧滑，，飞机产生右滚力矩，具有减小，使飞机保持机翼水平的趋势，称飞机在原平衡状态具有横向静稳定性。否则，为横向静不稳定。
设:如果:
则:横向静稳定性
Δ?→0
ΔL <0
Δβ> 0W sin Δ?
Δ?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
横向静稳定性判据
用平衡点处的滚转力矩系数的导数作为判据：
横向静稳定:
横向静不稳定:
横向中立静稳定:
不要误认为是，滚转力矩不是滚转角的函数。=0
垂尾作用
β>0:C < 0L
< 0
N >0β>0—主要的横向静稳定部件，约
占全机横向静稳定性的1/2
—一般通过调节垂尾容积（必
要时加背鳍、腹鳍？）改变3.影响横向静稳定性的飞机部件:
n 左
β>0:
C ≈0
L < 0N >0—机翼后掠产生横向和航向静稳定作用。但后掠角一般由升阻特性决定。
—机翼前掠对横向静稳定性的作用?
β>0:C ≈0L < 0
N>0Δα> 0
Δα< 0 (-)
(+)ψβ—机翼上反产生横向和航向静稳定作用；—一般可通过调节上反角改变。
翼身干扰
对于上单翼或高平尾，β
>0:
C≈0
L< 0
N≈0
—机翼、平尾的上下位置由其他因素决定。其与机身的干扰对横航向静稳定性有影响；—上单翼飞机一般不采用上反角。
(+)
(-)
飞机的稳定性
飞机的稳定性 飞机的稳定性是飞机设计中衡量飞行品质的重要参数，它表示飞机在受到扰动之后是否具有回到原始状态的能力。如果飞机受到扰动（例如突风）之后，在飞行员不进行任何操纵的情况下能够回到初始状态，则称飞机是稳定的，反之则称飞机是不稳定的。 飞机的稳定性包括纵向稳定性，反映飞机在俯仰方向的稳定特性；航向稳定性，反映飞机的方向稳定特性；以及横向稳定性，反映飞机的滚转稳定特性。 关于稳定与不稳定的概念可以形象的加以说明。例如，我们将一个小球放在波浪型表面的波峰上然后轻轻的推一下，小球就会离开波峰掉入波谷，我们将小球处在波峰位置的状态称为不稳定状态。反之，如果我们将小球放在波谷并且轻轻地推一下，球在荡漾一段时间之后，仍然能够回到谷底，我们称小球处在波谷的状态为稳定状态。 飞机的稳定与否对飞行安全尤为重要，如果飞机是稳定的，当遇到突风等扰动时，飞行员可以不用干预飞机，飞机会自动回到平衡状态；如果飞机是不稳定的，在遇到扰动时，哪怕是一丁点扰动，飞行员都必须对飞机进行操纵以保持平衡状态，否则飞机就会离初始状态越来越远。不稳定的飞机不仅极大地加重了飞行员的操纵负担，使飞行员随时随地处于紧张状态，而且飞行员对飞机的操纵与飞机自身运动的相互干扰还容易诱发飞机的振荡，造成飞行事故。从现代飞机设计理论来看，莱特兄弟发明的飞机是纵向不稳定的。然而他们却成功了，这主要是因为当时飞机的速度低，飞行员有足够的时间来调整飞机的平衡。莱特兄弟曾经说过他们在试飞时曾多次失控，飞机不住地振荡，最后以滑橇触地而结束。随着飞行速度越来越快，飞行员越来越难以控制不稳定的飞机，所以一般在飞机设计中要求将飞机设计成稳定的，飞机稳定性设计也变得越来越重要了。 虽然越稳定的飞机对于提高安全性越有利，但是对于操纵性来说却越来越不利。因为越稳定的飞机，要改变它的状态就越困难，也就是说，飞机的机动性越差。所以如何协调飞机的稳定性和操纵性之间的关系，对于现代战斗机来说是一个非常值得权衡的问题。实际上为了获得更大的机动性，目前最先进的战斗机都已经被设计成不稳定的飞机。当然这样的飞机不能再通过飞行员来保持平衡，而是通过一系列其他的增稳措施，比如电传操纵等主动控制手段来自动实现飞机的稳定性。
91108-飞行力学-第10章：飞机的横航向动稳定性和操纵性
第10章 飞机的横航向动稳定性和动操纵性 作业： 10.1 10.2 10.4 10.5
内容10.1 飞机横航向动稳定性10.1.2 典型的横航向运动模态10.1.3 滚转模态 10.1.4 螺旋模态 10.1.5 滚转--螺旋模态 10.1.6 荷兰滚模态 10.2 飞机横航向动操纵性10.2.1 副翼的操纵反应 10.2.2 方向舵的操纵反应 小结
由组成的四阶方程，对于正常布局的飞机，它由一个负的大实根、一对实部为负的共轭复根和一个小的实根（可正可负）组成。 10.1.2 典型的横航向运动模态 ,,,p r βφ滚转模态 荷兰滚模态 螺旋模态负的大实根负的共轭复根 小的实根
对应于特征方程中的一个大的负实根； 其特征是衰减很快的非周期运动，其振幅衰减一半的时间仅为零点几秒； 受横侧扰动后，飞机绕机体轴的单自由度滚转，收敛过程很快。运动变量是滚转角速度和滚转角； 飞机具有较大的横向阻尼（来源机翼），运动衰减快，一般均能满足品质要求。 1.滚转模态 ,p φlp C
飞机横航向运动中最重要的模态； 对应特征方程中的一对共轭复根，滚转角、侧滑角和偏航角的量级相同； 偏航运动略超前滚转，即左偏航时右滚转。飞机重心沿直线轨迹前进，颇似荷兰人的滑冰动作而得名； 模态频率高，周期约为数秒至十几秒，介于纵向长、短周期之间。品质规范对其特性有严格要求。 ,,βφψ荷兰？
3.螺旋模态 对应特征方程中的一个小实根； 特征是衰减缓慢的非周期运动，运动变量为偏航角和滚转角； 允许其特征根为一小的正根，由于运动不 稳定时呈螺旋状而得名； 运动缓慢，半幅或倍幅时间长，约上百秒，易于纠正，对其模态特性要求不高。 ,ψφ
航空基础知识
航空基础知识系列之一：飞机的分类 飞机的分类 由于飞机构造的复杂性，飞机的分类依据也是五花八门,我们可以按飞机的速度来划分，也可以按结构和外形来划分，还可以按照飞机的性能年代来划分，但最为常用的分类法为以下两种： 按飞机的用途分类: 飞机按用途可以分为军用机和民用机两大类。军用机是指用于各个军事领域的飞机,而民用机则是泛指一切非军事用途的飞机（如旅客机、货机、农业机、运动机、救护机以及试验研究机等)。军用机的传统分类大致如下: 歼击机：又称战斗机,第二次世界大战以前称驱逐机。其主要用途是与敌方歼击机进行空战,夺取制空权,还可以拦截敌方的轰炸机、强击机和巡航导弹。 强击机:又称攻击机,其主要用途是从低空和超低空对地面(水面)目标(如防御工事、地面雷达、炮兵阵地、坦克舰船等）进行攻
击,直接支援地面部队作战。 轰炸机：是指从空中对敌方前线阵地、海上目标以及敌后的战略目标进行轰炸的军用飞机。按其任务可分为战术轰炸机和战略轰炸机两种。 侦察机:是专门进行空中侦察,搜集敌方军事情报的军用飞机。按任务也可以分为战术侦察机和战略侦察机。 运输机:是指专门执行运输任务的军用飞机。 预警机:是指专门用于空中预警的飞机。 其它军用飞机：包括电子干扰机、反潜机、教练机、空中加油机、舰载飞机等等。 当然，随着航空技术的不断发展和飞机性能的不断完善,军用飞机的用途分类界限越来越模糊,一种飞机完全可能同时执行两种以上的军事任务，如美国的1１7战斗轰炸机，既可以实施对地攻击，又可以进行轰炸,还有一定的空中格斗能力。 按飞机的构造分类：
由于飞机构造复杂,因此按构造的分类就显得种类繁多。比如我们可以按机翼的数量可以将飞机分为单翼机、双翼机和多翼机;也可以按机翼的形状分为平直翼飞机、后掠翼飞机和三角翼飞机；我们还可以按飞机的发动机类别分为螺旋桨式和喷气式两种。 航空基础知识系列之二:飞机的结构 飞机的结构 飞机作为使用最广泛、最具有代表性的航空器,其主要组成部分有以下五部分: 推进系统：包括动力装置(发动机及其附属设备)以及燃料。其主要功能是产生推动飞机前进的推力(或拉力）; 操纵系统:其主要功能是形成与传递操纵指令,控制飞机的方向舵及其它机构，使飞机按预定航线飞行;
飞机的稳定性和操纵性
第三章飞机的稳定性和操纵性 飞机的稳定性 在飞行中，飞机会经常受到各种各样的扰动，如气流的波动、发动机工作不稳定、飞行员偶然触动驾驶杆等。这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态，而在偏离以后，飞机能否自动恢复原状，这就是有关飞机的稳定或不稳定的问题。 飞机的稳定性是飞机本身的一种特性，与飞机的操纵性有密切的关系。例如，飞行员操纵杆、舵，需要用力的大小，飞机对杆、舵操纵的反应等，都与飞机的稳定性有关。因此，研究飞机的稳定性是研究飞机操纵性的基础。 所谓飞机的稳定性，就是在飞行中，当飞机受微小扰动而偏离原来的平衡状态，并在扰动消失以后，不经驾驶员操纵，飞机能自动恢复原来平衡状态的特性。 纵向稳定性 飞机的纵向稳定性是指飞机绕横轴的稳定性。 当飞机处于平衡飞行状态时，如果有一个小的外力干扰，使它的攻角变大或变小，飞机抬头或低头，绕横轴上下摇摆(也称为俯仰运动)。当外力消除后，驾驶员如果不操纵飞机，而靠飞机本身产生一个力矩，使它恢复到原来的平衡飞行状态，我们就说这架飞机是纵向稳定的。如果飞机不能靠自身恢复到原来的状态，就称为纵向不稳定的。如果它既不恢复，也不远离，总是上下摇摆，就称为纵向中立稳定的。飞机的纵向稳定性也称为俯仰稳定性。 飞机的纵向稳定性由飞机重心在焦点之前来保证。影响飞机纵向稳定性的主要因素有飞机的水平尾翼和飞机的重心位置。下面，我们首先来看一下水平尾翼是如何影响飞机的纵向稳定性的。
当飞机以一定的攻角作稳定的飞行时，如果一阵风从下吹向机头，使飞机机翼的攻角增大，飞机抬头。阵风消失后，由于惯性的作用，飞机仍要沿原来的方向向前冲一段路程。这时由于水平尾翼的攻角也跟着增大，从而产生了一个低头力矩。飞机在这个低头力矩作用下，使机头下沉。经过短时间的上下摇摆，飞机就可恢复到原来的飞行状态。 同样，如果阵风从上吹向机头，使机头下沉，飞机攻角减小，水平尾翼的攻角也跟着减小。这时水平尾翼上产生一个抬头力矩，使飞机抬头，经过短时间的上下摇摆，也可使飞机恢复到原来的飞行状态。 除水平尾翼外，飞机的重心位置对纵向稳定性也有较大的影响。重心靠后的飞机，其纵向稳定性要比重心靠前的差。其原因是：重心与焦点距离小攻角改变时产生的附加力矩减小。对于重心靠后的飞机，当飞机受扰动而增大攻角时，机翼产生的附加升力是使机头上仰，攻角进一步增大，形成不稳定力矩。这时主要靠水平尾翼的附加升力，使机头下俯，攻角减小，保证飞机的纵向稳定性。 方向稳定性 飞机的方向稳定性是指飞机绕立轴的稳定性。 飞机的方向稳定力矩是在侧滑中产生的。所谓侧滑是指飞机的对称面与相对气流方向不一致的飞行。它是一种既向前、又向侧方的运动。 飞机带有侧滑时，空气则从飞机侧方吹来。这时，相对气流方向与飞机对称面之间的夹角称为“侧滑角”，也称“偏航角”。 对飞机方向稳定性影响最大的是垂直尾翼。另外，飞机机身的侧面迎风面积也起相当大的作用。其它如机翼的后掠角、发动机短舱等也有一定的影响。 当飞机稳定飞行时，不存在偏航角，处于平衡状态。如果有一阵风突然吹来，使机头向右偏(此时，相对气流从左前方吹来，称为左侧滑)，便有了偏航角。阵风消除后，由于惯性作用，飞机仍然保持原来的方向，向前冲一段路程。这时相对风吹到偏斜的垂
飞机稳定性和操作性分析(2)
毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计(论文)题目： 飞机稳定性和操作性分析 II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 原始资料： 给定某飞机原始数据 设计技术要求： 1．进行飞机稳定性和操纵性等因素计算。 2．用C或Matlab语言编制计算程序。 3．用给定某飞机机型调试程序； 4．进行理论计算：计算结果以数据表和曲线形式给出。 5．对计算结果进行分析，写出分析报告。 III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间： 1．收集有关资料，并完成开题报告； 3.10.－3.17 1周2．相关外文文献资料的阅读与翻译（6000字符以上） 3.17－3.31 2周3．用C或Matlab语言编制计算程序； 3.31－4.28 4周4．调试程序，进行理论计算； 4.28－5.26 4周5．对计算结果进行分析，整理分析报告； 5.26－6.14 3周6．撰写毕业论文及答辩准备； 6.14－6.20 1周
Ⅳ、主要参考资料： [1].飞机设计手册总编委会编，飞机设计手册，航空工业出版社，2005.10； [2]．李为吉编，现代飞机总体综合设计，西北工业大学出版社，2001.12； [3]．李为吉编，飞机总体设计，西北工业大学出版社，2005.1； [4]．顾诵芬编，飞机总体设计，北京航空航天大学出版社，2006.12；； [5]．潭浩强编，C程序设计，清华大学出版社，1991.7； [6]．Proceedings of the International Symposium on, Advancement of Aerospace Education and Collaborative Research in the 21st Century, June 17-19,2004,HANKUK AVIATION UNIVERSITY. 飞行器工程学院（系）飞行器设计与工程专业类班 学生（签名）： 日期：自2016 年 3 月10 日至2016 年 6 月20日 指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 飞行器设计工程系（室）主任（签名）：何国毅 附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。
航空基础知识
航空基础知识系列之一:飞机得分类 飞机得分类 由于飞机构造得复杂性,飞机得分类依据也就是五花八门,我们可以按飞机得速度来划分,也可以按结构与外形来划分,还可以按照飞机得性能年代来划分,但最为常用得分类法为以下两种: 按飞机得用途分类: 飞机按用途可以分为军用机与民用机两大类。军用机就是指用于各个军事领域得飞机,而民用机则就是泛指一切非军事用途得飞机(如旅客机、货机、农业机、运动机、救护机以及试验研究机等)。军用机得传统分类大致如下: 歼击机:又称战斗机,第二次世界大战以前称驱逐机。其主要用途就是与敌方歼击机进行空战,夺取制空权,还可以拦截敌方得轰炸机、强击机与巡航导弹。 强击机:又称攻击机,其主要用途就是从低空与超低空对地面(水面)目标(如防御工事、地面雷达、炮兵阵地、坦克舰船等)进行攻击,直接支援地面部队作战。 轰炸机:就是指从空中对敌方前线阵地、海上目标以及敌后得战略目标进行轰炸得军用飞机。按其任务可分为战术轰炸机与战略轰炸机两种。 侦察机:就是专门进行空中侦察,搜集敌方军事情报得军用飞机。按任务也可以分为战术侦察机与战略侦察机。 运输机:就是指专门执行运输任务得军用飞机。 预警机:就是指专门用于空中预警得飞机。 其它军用飞机:包括电子干扰机、反潜机、教练机、空中加油机、舰载飞机等等。 当然,随着航空技术得不断发展与飞机性能得不断完善,军用飞机得用途分类界限越来越模糊,一种飞机完全可能同时执行两种以上得军事任务,如美国得F-117战斗轰炸机,既可以实施对地攻击,又可以进行轰炸,还有一定得空中格斗能力。 按飞机得构造分类: 由于飞机构造复杂,因此按构造得分类就显得种类繁多。比如我们可以按机翼得数量可以将飞机分为单翼机、双翼机与多翼机;也可以按机翼得形状分为平直翼飞机、后掠翼飞机与三角翼飞机;我们还可以按飞机得发动机类别分为螺旋桨式与喷气式两种。 航空基础知识系列之二:飞机得结构 飞机得结构 飞机作为使用最广泛、最具有代表性得航空器,其主要组成部分有以下五部分: 推进系统:包括动力装置(发动机及其附属设备)以及燃料。其主要功能就是产生推动飞机前进得推力(或拉力); 操纵系统:其主要功能就是形成与传递操纵指令,控制飞机得方向舵及其它机构,使飞机按预定航线飞行; 机体:我们所瞧见得飞机整个外部都属于机体部分,包括机翼、机身及尾翼等。机翼用来产生升力;同时机翼与机身中可以装载燃油以及各种机载设备,并将其它系统或装置连接成一个整体,形成一个飞行稳定、易于操纵得气动外形; 起落装置:包括飞机得起落架与相关得收放系统,其主要功能就是飞机在地面停放、滑行以及飞机得起飞降落时支撑整个飞机,同时还能吸收飞机着陆与滑行时得撞击能量并操纵滑行方向。 机载设备:就是指飞机所载有得各种附属设备,包括飞行仪表、导航通讯设备、环境控制、生命保障、能源供给等设备以及武器与火控系统(对军用飞机而言)或客舱生活服务设施(对民用飞机而言)。 从飞机得外面瞧,我们只能瞧见机体与起落装置这两部分。下面我们着重来瞧一瞧机体得结
飞机结构设计中的稳定性研究及分析 焦振双
飞机结构设计中的稳定性研究及分析焦振双 发表时间：2018-09-10T15:50:15.327Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：焦振双 [导读] 摘要：本文针对飞机结构设计中稳定性的研究，将从飞机结构设计相关概述入手，对飞机结构设计中的稳定性进行深入分析，以此推动飞机设计行业的发展。 中航通飞研究院有限公司 摘要：本文针对飞机结构设计中稳定性的研究，将从飞机结构设计相关概述入手，对飞机结构设计中的稳定性进行深入分析，以此推动飞机设计行业的发展。通过文章分析得知，飞机结构设计稳定性应从三个方面入手，希望本文的研究，能为飞机结构设计提供参考性意义。 关键词：飞机结构；稳定性；机身结构 前言： 作为飞机设计的重点内容，结构是否稳定对飞行安全具有重要影响，一旦结构的稳定性出现问题，不仅会增加飞机设计的风险，而且会影响飞行安全，进而威胁机组人员和乘客的生命安全。目前，机身结构一般采用半硬壳形式，但此种结构仍然存在着一定的稳定性风险，需要对结构设计中的稳定性进行深入分析，方能完善飞机的稳定性能和安全性能。 1 飞机结构设计相关概述 何谓飞机结构设计，即对飞机承受荷载和传递荷载的系统进行设计，既是飞机的基础部分，也是飞机设计的重点内容，其不仅影响飞机设计的成本和安全，而且对飞机的多种功能也有一定程度的影响。结构设计的内容较为复杂，主要对以下六个方面进行分析：一为飞机的安全系数；二为空气动力学的具体要求；三为结构的完整性；四为飞机的寿命周期费用；五为飞机的劳损性；六为飞机的稳定性。在此六个方面中，一旦有一个方面未达到飞机结构设计的标准，便会干扰飞机的正常运行，进而使飞机的整体性能下降，飞行的安全性也无法得到有效保障。另外，在飞机的基本结构中，机身壁板的稳定性、机身蒙皮的稳定性一旦无法保证，便会对飞机的性能造成严重影响，甚至会发生飞机解体的情况，从而引发安全事故。 2 飞机结构设计中的稳定性研究 2.1机身结构稳定性 飞机结构设计的关键为机身结构的稳定性，对机身结构设计的稳定性进行分析，不仅能够明确保障飞机在多种荷载下的工作应力，具体了解飞机失稳的客观条件，而且能够对结构形式进行适当的选择。机身结构稳定性研究主要分为两点，具体内容如下：（1）对记忆结构的断裂、疲劳、损伤容限进行研究，并依据实际情况进行适当地调整，这样做主要是为了加强机身的承载能力；（2）对机身结构的临界失稳应力进行研究，依据具体的材料参数，对结构的临界失稳应力进行塑性调整，继而根据调整后的材料参数，最终得出结构的承载能力和临界失稳应力，到此才算是完成了结构的调整工作，这样做一是为了提升结构材料的利用率，二是为了降低结构的自身重量，从而提高整体稳定性。 2.2机身壁板结构稳定性 机身壁板结构的稳定性直接决定着机身结构的稳定性，间接决定着飞机结构的稳定性，因此，机身壁板结构的稳定性研究也尤为重要。关于机身壁板结构稳定性研究的理论主要有两个，一为小挠度稳定性理论，二为大挠度稳定性理论，在对机身壁板稳定性进行研究的过程中，应以以上两种理论为基础，再结合飞机设计的实际情况，依据机身蒙皮、长桁之间的连接特点，将机身壁板分为四种：一种是整体壁板，一种是胶结壁板，一种为复合材料壁板，另一种为铆接壁板。本文选用机身壁板结构中的铆接壁板对结构稳定性进行分析。 铆接壁板稳定性主要通过薄板弯曲微分方程进行计算，具体公式如下： 根据上述临界应力公式，再结合HJB830102进行壁板与蒙皮临界应力的塑性调整及修正，进而得出一个具体的数值[1]。另外，在飞机壁板结构的设计中，不仅要对临界应力进行研究，而且还要对各种材料参数、具体失稳情况进行研究，并根据以往的飞机结构设计经验，确定壁板的尺寸大小。对于铆接壁板而言，控制应力的关键为壁板总体的失稳临界应力，因此，控制好壁板的总体失稳情况，能够保证铆接壁板的稳定性，从而保证飞机整体结构的稳定。 2.3飞机下部框缘稳定性 对飞机下部框缘进行改进和优化，能够提升飞机整体的稳定性，保障飞机结构的性能得到稳定发挥。本文以某水上飞机船体结构为例，对飞机下部框缘稳定性进行分析。
空间飞行器动力学与控制
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Spacecraft Dynamics and Control Teacher：Han-qing Zhang College of Astronautics
Spacecraft Dynamics and Control Text book: Spacecraft Dynamics and Control：A Practical Engineering Approach https://www.360docs.net/doc/bd3342652.html,/s/1o6BF32U (1) Wertz, J. R. Spacecraft Orbit and Attitude Systems, Springer. 2001 (2) 刘墩.空间飞行器动力学，哈尔滨工业大学出版社，2003. (3) 章仁为.卫星轨道姿态动力学与控制，北京航空航天大学出版社，2006. (4) 基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用，清华大学出版社，2002。 2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control
Spacecraft Dynamics and Control 1. Introduction Space technology is relatively young compared to other modern technologies, such as aircraft technology. In only forty years this novel domain has achieved a tremendous level of complexity and sophistication. The reason for this is simply explained: most satellites, once in space, must rely heavily on the quality of their onboard instrumentation and on the design ingenuity of the scientists and engineers. 2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control
3第三章 飞机的稳定性和操纵性上课讲义
第三章飞机的稳定性和操纵性 3.1 飞机的稳定性 在飞行中，飞机会经常受到各种各样的扰动，如气流的波动、发动机工作不稳定、飞行员偶然触动驾驶杆等。这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态，而在偏离以后，飞机能否自动恢复原状，这就是有关飞机的稳定或不稳定的问题。 飞机的稳定性是飞机本身的一种特性，与飞机的操纵性有密切的关系。例如，飞行员操纵杆、舵，需要用力的大小，飞机对杆、舵操纵的反应等，都与飞机的稳定性有关。因此，研究飞机的稳定性是研究飞机操纵性的基础。 所谓飞机的稳定性，就是在飞行中，当飞机受微小扰动而偏离原来的平衡状态，并在扰动消失以后，不经驾驶员操纵，飞机能自动恢复原来平衡状态的特性。 3.1.1 纵向稳定性 飞机的纵向稳定性是指飞机绕横轴的稳定性。 当飞机处于平衡飞行状态时，如果有一个小的外力干扰，使它的攻角变大或变小，飞机抬头或低头，绕横轴上下摇摆(也称为俯仰运动)。当外力消除后，驾驶员如果不操纵飞机，而靠飞机本身产生一个力矩，使它恢复到原来的平衡飞行状态，我们就说这架飞机是纵向稳定的。如果飞机不能靠自身恢复到原来的状态，就称为纵向不稳定的。如果它既不恢复，也不远离，总是上下摇摆，就称为纵向中立稳定的。飞机的纵向稳定性也称为俯仰稳定性。 飞机的纵向稳定性由飞机重心在焦点之前来保证。影响飞机纵向稳定性的主要因素有飞机的水平尾翼和飞机的重心位置。下面，我们首先来看一下水平尾翼是如何影响飞机的纵向稳定性的。 当飞机以一定的攻角作稳定的飞行时，如果一阵风从下吹向机头，使飞机机翼的攻角增大，飞机抬头。阵风消失后，由于惯性的作用，飞机仍要沿原来的方向向前冲一段路程。这时由于水平尾翼的攻角也跟着增大，从而产生了一个低头力矩。飞机在这个低头力矩作用下，使机头下沉。经过短时间的上下摇摆，飞机就可恢复到原来的飞行状态。 同样，如果阵风从上吹向机头，使机头下沉，飞机攻角减小，水平尾翼的攻角也跟着减小。这时水平尾翼上产生一个抬头力矩，使飞机抬头，经过短时间的上下摇摆，也可使飞机恢复到原来的飞行状态。 除水平尾翼外，飞机的重心位置对纵向稳定性也有较大的影响。重心靠后的飞机，其纵向稳定性要比重心靠前的差。其原因是：重心与焦点距离小攻角改变时产生的附加力矩减小。对于重心靠后的飞机，当飞机受扰动而增大攻角时，机翼产生的附加升力是使机头上仰，攻角进一步增大，形成不稳定力矩。这时主要靠水平尾翼的附加升力，使机头下俯，攻角减小，保证飞机的纵向稳定性。
飞机横航向稳定性分析
编号 毕业设计题目飞机横航向稳定性分析 学生姓名 学号 学院 专业 班级 指导教师 二〇一六年六月
本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名：年月日 （学号）：
飞机横航向稳定性分析 摘要 飞机的稳定性是保证飞行安全的最基本要求，本文主要目的是对常规布局飞机的横航向稳定性进行分析，并利用Matlab编写程序来实现飞行器横航向稳定性分析；我们首先建立飞行器的运动学方程和动力学方程，得到飞行器正常飞行的力学模型，利用模型充分研究影响飞行器横航向稳定性的因素后，为了利用矩阵工具对方程进行求解，我们采用合理方法使飞行器运动方程线性化；线性化后我们发现飞机的横、纵向方程并不耦合，我们把飞机横向线性方程分离出来，并将其整理成矩阵形式，然后求出矩阵的特征值和特征向量，利用特征值与飞行模态的对应关系就可以确定飞机的稳定性 关键词：稳定性，运动方程，建模，线性化
Aircraft lateral and directional stability Analysis System Abstract The stability of the aircraft is the most basic requirements to ensure flight safety, the main purpose of this article is lateral and directional stability of the general layout of the aircraft for analysis and programming using Matlab to achieve the aircraft lateral and directional stability analysis; we first establish the kinematics of the aircraft equation and dynamic equation, the mechanical model of aircraft normal flight, the full study using the model aircraft after the impact factors of stability cross course, in order to take advantage of tools matrix equation is solved, we have adopted a reasonable approach enables linear equations of motion of the aircraft; linearization we found that the aircraft's horizontal and vertical coupling equation does not, we separated the plane transverse linear equations, and organized into a matrix, and then find the eigenvalues and eigenvectors using the eigenvalues and the corresponding flight modes relations can determine the stability of the aircraft Key Words：Stability; Equations of motion; Modeling; Linearization
飞机基本知识
1，中文名称：超临界翼型 英文名称：supercritical aerofoil profile 定义：一种上翼面中部比较平坦，下翼面后部向里凹的翼型，在超过临界M 数飞行时，虽有激波但很弱，接近无激波状态，故称超临界翼型。 超临界翼型（Supercritical airfoil）是一种高性能的超音速翼型。它是由美国国家航空航天局（NASA）兰利研究中心的理查德.惠特科姆（Richard T.Whitcomb 1921-）在1967年提出的。这种翼型属于双凸翼型的一种，但样子看起来像一个倒置的层流翼型，即下表面鼓起，而上表面较为平坦。超临界翼型的最大优势是可以将临界马赫数大大提高，一般可以提高0.06-0.1，因此可以获得较好的跨音速和超音速飞行性能。 20世纪70年代以来，超临界翼型开始在大型运输机上进行试验。 现在主要用于大型客机和超音速轰炸机上。关于在战斗机上使用超临界 翼型的研究也早已展开。 2，中文名称：展弦比 英文名称：aspect ratio 定义：机翼或其他升力面的翼展平方与翼面积的比值。
展弦比即机翼翼展和平 均几何弦之比，常用以下 公式表示： λ=l/b=l^2/S 这里l为机翼展长， b为几何弦长，S为机翼 面积。因此它也可以表述 成 翼展（机翼的长度） 的平方除以机翼面积，如 圆形机翼就是直径的平 方除以圆面积，用以表现机翼相对的展张程度。 展弦比的大小对飞机飞行性能有明显的影响。展弦比增大时，机翼的诱导阻力会降低，从而可以提高飞机的机动性和增加亚音速航程，但波阻就会增加，以致会影响飞机的超音速飞行性能，所以亚音速飞机一般选用大展弦比机翼；而超音速战斗机展弦比一般选择2.0～4.0。 如大航程、低机动性飞机——B-52轰炸机展弦比为6.5，U-2侦察机展弦比10.6，全球鹰无人机展弦比25；小航程、高机动性飞机——J-8展弦比2，Su-27展弦比3.5，F-117展弦比1.65。 展弦比还影响机翼产生的升力，如果机翼面积相同，那么只要飞机 没有接近失速状态，在相同条件下展弦比大的机翼产生的升力也大，因 而能减小飞机的起飞和降落滑跑距离和提高机动性。 3，中文名称：压力中心 英文名称：pressure center 定义：作用在物体上的空气动力合力的作用点。 4中文名称：临界马赫数 英文名称：critical Mach number 定义：物体表面上最大流速达到当地声速时所对应的自由流的马赫数。 当来流以亚声速度v∞（相应的流动马赫数Ma∞，比如小于0.6）流过翼型时， 上翼面的最大速度点c的vc>v∞，因为有可压缩性的影响，点c处的温度最低， 该点处的声速也最小，故点c的局部马赫数Mac是流场中最大的，比如说现在 Mac<1.0。这时全流场都是亚声速流动。随着来流速度v∞或来流马赫数Ma∞的 增加，Mac也会跟着增加。当Mac=1.0相应此时的来流马赫数Ma∞就称为该翼 型的临界马赫数，用符号Macr表示
飞机维护基本知识总结
第一章 第一节 基本技能：是指机务人员对飞机进行维护的基本技术能力。包括：擦洗涂油、充添加挂、拆装分解、焊接测量、加固保险和校验调整等，通常被称为机务人员的“六项技能”。 一、常工量具： 1、解刀：主要用来紧固或拆卸螺钉。按刀口形状分为一字解刀和十字解刀；按外形分为直解刀、弯解刀、丁字解刀；按构造分为木柄解刀、夹柄解刀、串心解刀和塑柄解刀。 2、钳子：是用来夹持或切断金属丝的工具。飞机上使用的有：尖嘴钳、克丝钳、平口钳、鱼嘴钳、铅钳和剥线钳。 3、扳手：是用来紧固或拆卸螺栓、螺帽的工具。常用的有：开口扳手、梅花扳手、套筒扳手、内六角扳手、钩形扳手、测力矩扳手、活动扳手和棘轮扳手。 三、工具的保管和使用要求： 1、立清单、做标记、专人保管； 2、勤清点、不乱放、防止丢失； 3、不乱用、不抛掷、以防损坏； 4常擦洗、防锈蚀、保证良好。 四、常用量具： 1、塞尺:又称千分垫，由薄厚不同、数量不等的港片组成。主要用来测量机件平面之间的间隙。 2、游标卡尺：又称钢卡尺。可用来测量零件的长度、内径和外径，带深度尺的还能测量零件的深度，待划线脚的还可以用来划线。（0.1；0.05；0.02） 3、钢索张力计：又称钢索张力表，是用来测量钢索张力的专用工具。 4、气压表：又称压力表，是用来测量某些机件内部空气压力的专用量具。 五、量具的保管及使用要求： 1、各种量具应立清单，做标记，妥善保管。 2、在使用前应查明量具是否准确，并明确其用途及使用方法，按照不同的用途及使用要求雅格执行规定。使用中轻拿轻放，严禁抛掷。 3、使用后应擦洗干净，及时存放，不随意放置。 4、对压力表与飞机上各种仪表一样，要定期检验，保证指示的准确性。 六、地面设备：是飞机进行维护工作的重要保障。 1、工作梯：是专供机务人员进行飞机检修和飞行准备时使用的攀登设备。 2、千斤顶：是飞机的起重设备，有机械式和液压式两种。 3、轮挡：飞机停放时挡住机轮，以防飞机滑动。 第二节 一、机件的连接：（不可拆卸连接和可拆卸连接） 1、不可拆卸的连接：焊接、铆接、胶接。 2、可拆卸的连接：螺钉连接、螺栓连接、罗桩连接、销子连接、卡箍连接、螺纹接头连接、铰链连接、夹布胶管连接、锁扣连接、插销接头连接、导线连接。 3、螺钉连接：主要用来连接和固定蒙皮、盖板等较薄的机件。连接方法：将螺钉穿过机件的安装孔，然后噢再拧入另一机件的螺纹孔内，这样机件就被连接起来。 4、螺栓连接：飞机上采用较多的一种受力较大的连接方法。通常与垫片、螺帽、开口销配合使用。
飞行器飞行力学
题号：839 《飞行器飞行力学》 考试大纲 一、考试内容 根据我校教学及该试题涵盖专业的特点，对考试范围作以下要求： 1．基本概念：压力中心；焦点；静稳定性；失速；瞬时平衡假设；纵向运动；攻击禁区；相对弹道；绝对弹道；理想弹道；理论弹道；基准运动；扰动运动；附加运动；强迫扰动运动；自由扰动运动；动态稳定性；操纵性；超调量；调节规律；特征方程及特征根。 2．坐标系及其转换：惯性坐标系；弹道坐标系；速度坐标系；弹体坐标系；坐标转换方程；迎角、侧滑角、弹道倾角、弹道偏角、姿态角、速度滚转角；作用在导弹上的力和力矩。 3.导弹运动方程的建立：导弹作为刚体的六自由度运动方程的建立方法；导弹作为可操纵质点的运动方程的建立；纵向运动方程的建立；平面运动方程的建立；轴对称和面对称导弹的操纵方法；理想操纵关系式。 4．过载：过载的概念；过载的投影；过载与运动参数之间的关系；过载与机动性的关系；过载与导弹结构强度设计之间的关系；过载与弹道形状的关系；需用过载；可用过载；极限过载；最大过载；过载与轨道半径的关系。 5．导引规律与弹道：导引弹道的研究方法、特点；相对运动方程的建立；追踪法；平行接近法；比例导引法；三点法；角度法；复合制导。 6.方案制导：方案制导的弹道方程；按要求给出方案弹道的具体方案。 7.干扰力和干扰力矩：风的干扰；发动机安装偏差；弹身对接偏差；弹翼安装偏差；控制系统误差。 8．扰动运动方程：扰动运动方程的建立；扰动运动方程与扰动源性质的关系；“系数”冻结法；扰动运动方程的拉氏解析求解方法；扰动运动方程特征根与扰动运动形态和稳定性的关系。 9．纵向扰动运动：纵向扰动运动动态特性的分析方法；纵向短周期扰动运动特性的分析；纵向短周期扰动运动的动态稳定条件的推导；纵向短周期扰动运动的动稳定性与静稳定性的关系；纵向短周期扰动运动的传递函数；舵面阶跃偏
飞行基础知识
迎角(Angle of attack) 对于固定翼飞机，机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确定机翼在气流中姿态的基准。 对于直升机和旋翼机，迎角的表示方法与固定翼飞机略有不同，它是指与前进方向垂直的轴和旋翼的控制轴之间的夹角。 侧滑角（side slip angle） 是指飞机的轴线与飞机的飞行速度方向在水平面内的夹角。侧滑角是确定飞机飞行姿态的重要参数。
过载（overload） 作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比称为飞机的过载。飞机所能承受过载的大小是衡量飞机机动性的重要参数。过载越大，飞机的受力越大，为保证飞机的安全，飞机的过载不能过大。飞行员在机动飞行中也会因为过载大于一或者小于一而承受超重和失重。飞行员所能承受的最大过载一般不能超过8G（8倍重力加速度）。 边条(Strake) 边条是指附加于机身或机翼机身结合处的小翼面，包括机身边条和机翼边条两种。机身边条位于机身左右两侧，宽度相等；而机翼边条则是位于机翼机身结合处近似三角形的小翼面。采用边条翼结构可以减少阻力，改善飞机的操作性。 上反角(Dihedral angle) 上反角是指机翼基准面和水平面的夹角，当机翼有扭转时，则是指扭转轴和水平面的夹角。当上反角为负时，就变成了下反角(Cathedral angle)
三角翼(Delta wing) 指平面形状呈三角形的机翼。三角翼的特点是后掠角大，结构简单，展弦比小，适合于超音速飞行。 副油箱(Droppable fuel tank) 是指挂在机身或机翼下面的中间粗、两头尖呈流线型的燃油箱。挂副油箱可以增加飞机的航程和续航时间，而飞机在空战时又可以扔掉副油箱，以较好的机动性投入战斗。 马赫数(Mach number) 常写作M数，它是高速流的一个相似参数。我们平时所说的飞机的M数是指飞机的飞行速度与当地大气(即一定的高度、温度和大气密度)中的音速之比。比如M1.6表示飞机的速度为当地音速的1.6倍。 推力重量比(Thrust-weight ratio) 表示发动机单位重量所产生的推力，简称为推重比，是衡量发动机性能优劣的一个重要指标，推重比越大，发动机的性能越优良。当前先进战斗机的发动机推重比一般都在10以上。 翼载(Wing loading) 翼载是指飞机的满载重量W和飞机的机翼面积S的比值W/S。翼载的大小直接影响到飞机的机动性能、爬升性能以及起飞着陆性能等。 襟翼(Flap) 襟翼是安装在机翼后缘附近的翼面，是后缘的一部分。襟翼可以绕轴向后下方偏转，从而增大机翼的弯度，提高机翼的升力。襟翼的类型有很多，如简单襟翼、开缝襟翼、多缝襟翼、吹气襟翼等等。 配平片(Trim)
航空安全基础知识(三篇)
航空安全基础知识(三篇) 方案计划参考范本 目录： 航空安全基础知识一 设备安全基础知识二 道路运输安全基础知识三 - 1 -
航空安全基础知识一 飞机是在空中飞行的。它比空气重，因此它必须在空气中以相当大的速度运动，才能获得托举它在空气中飞行的能力。这种由于飞机与空气之间的相对运动而产生的力称为空气动力。围绕空气动力而展开的飞行原理研究，决定了飞机在各种环境条件下的安全运行和飞机的设计与制造标准。然而，实际飞行情况要复杂得多，飞机构形和外界条件是千变万化的，其组合有可能形成多种困难的临界情况，而安全飞行原理阐明的正是在各种安全临界情况下，在尽可能考虑人机系统实际特性的条件下，如何按照基本飞行原理正确的使用和操纵飞机；分析各种特殊情况下可能发生的问题及应采取的措施。 2．航空安全的基本理论和保障安全的主要方法 航空安全的基础是优秀的飞行人员、适航的航空器、安全的交通运行和无暴力干扰的运行环境。人为因素失事仍然是到目前为止一个尚未解决的安全问题，但使人们能够理解的是国际民航组织的积极倡导并发布了一系列研究成果，民航界各个层次都重视并采取了积极反映。人为因素方面的任何进步均可望对促进飞行安全发挥重大作用。 航空安全管理同样沿用了泰罗的科学管理，即通过收集数据分析研究，明确责任分工，制定工作标准，有效地利用人力、物力、财力的一整套管理理论和方法。充分利用其科学管理的成果，又要利用现代数学手段和信息论、控制论、系统工程等学科的分析方法，发展了以系统观点为核心的现代管理科学。按照科学所揭示的客观规律来对航空生产的安全进行计划、决策、组织、控制和协调，把生产者、生产工具和生产对象构成的生产力三要素有机、协调的组织在一起，来 3 / 3
飞机基础知识
主题：飞机基础知识 飞机概况 排row（如：第5排译作row 5） 飞机A/C（是aircraft 的英文缩写形式）机头nose 机腹belly 蒙皮skin 机身airframe 翼肋rib 翼梁spar 机翼wing 翼尖wing tip 前缘leading edge 后缘trailing edge 客舱cabin 或passenger compartment 货舱cargo compartment 轮舱wheel well 缩写W/W 驾驶舱cockpit/ flight deck 设备舱equipment bay 窗window 滑窗sliding window 门窗door mounted window 旅客窗passenger cabin window 座位seat 过道aisle 地板floor 天花板ceilin 行李架stowage bin 杆lever or stick or column 操纵面control surface 操纵杆control column 控制面板control panel 手柄handle 开关/电门switch 正常位NORM 备用位ALTN 人工manual 自动auto 选择select (注：通常也用缩写形式SEL）按钮button 旋钮knob
方位描述 左left 缩写L 或LH 右right 缩写R 或RH 前部forward 缩写fwd 后部afterward 缩写aft 上面upper 下面lower 左上upper left 右下lower right 左前left forward 右后right afterward 内侧inboard 缩写I/B 外侧outboard 缩写O/B 左内侧left inboard 在…之间between…and… 航材 胶adhesive 销子pin 例如安全销safety pin 插头plug 插座socket 插针pin 电阻resistor 线路wire 引线lead 螺帽nut 螺栓bolt 螺钉screw 跳开关circuit breaker 继电器relay 隔离垫spacer 遮光板glare shield 消耗航材consumable material 故障描述 航前检查preflight (PF)check 航后检查after flight (AF)check 过站检查transit(TR) check 定检scheduled maintenance 发现find或reveal 故障trouble 或failure 或fault 失效fail 或malfunction
飞机的稳定性能
飞机的稳定性能 飞机在空中飞行，要求纵向运动应具有静稳定性，即绕飞机横轴的运动静稳定性;而且也要求飞机绕横轴和竖轴运动也具有静稳定性。从机头贯穿机身到机尾的轴叫纵轴（Ox轴），从左翼通过重心到右翼并与纵轴垂直的轴叫横轴（Oy轴）。这两根轴同处在一个平面内，比如水平面内。通过重心并和上述两根轴相垂直到轴叫竖轴（Oz轴）。飞机在铅垂平面（即Oxz平面）内的运动，称为纵向运动；绕横轴Oy的转动叫俯仰运动；绕竖轴Oz的转动叫偏航运动；绕纵轴Ox的转动叫滚转运动。 为了满足飞机的纵向静稳定性，飞机焦点位置和飞机重心位置之间的关系必须满足ΔCm/ΔCL>0。当飞机外形一定时，飞机焦点位置是确定的，反过来就要求在飞机使用过程中的重心位置必须位于允许重心变化的范围内才行。重心的后限是由静稳定性要求确定的，它不能跑到飞机焦点位置的后面去。重心也有前限，重心前移可以增加飞机的静稳定性，但并不是静稳定性越大越好。例如，静稳定性过大，升降舵的操纵力矩就难以使飞机抬头增加迎角获得CL,max。换句话讲，是操纵性要求限制了重心前限。 同要求飞机绕横轴的运动具有纵向静稳定性一样，要求飞机绕竖轴和纵轴运动也应具有静稳定性，并分别称为方向静稳定性和横向静稳定性。 飞机具有横向静稳定性是指处于纵向平衡状态的飞机，一旦受到外界的干扰，打破了原先对飞机纵轴的力矩平衡，产生绕纵轴Ox的倾斜角φ；当外界干扰消除后，飞机靠自身产生的一个恢复力矩，有自动减小倾斜角φ和恢复原先平衡的趋势。保证飞机具有横向静稳定性的主要外形参数是机翼的后掠角和上反角。 跨声速或超声速飞机，为了减小激波阻力，大都采用了后掠角比较大的机翼，因此后掠角的横向静稳定性作用可能过大。所以，可以采用下反角（负的上反角）的外形来削弱后掠机翼的横向静稳定性。低、亚声速飞机大都为梯形直机翼，为了保证飞机的横向静稳定性要求，或多或少都有几度大小的上反角。