飞行动力学习题课(二) ppt课件

的副翼、方向舵偏角的表达式(设 Cna可忽略)。
C Crr L sin 0
L Laa Lrr L 0
N
Nr r
0
Cc Ccrr CL sin 0
写成无因次形式： Cl Claa Clrr ClL 0
Cn Cnrr 0
得：
r
Cn Cnr
a
ClL Cla
平衡升降舵偏角随升力系数（迎角） 飞行速度的变化规律； 6、定常拉升时飞机的平衡特性及平衡舵偏角的变化规律。
Flight Dynamics
7.1 何谓飞行器全机焦点？分析影响焦 点位置的主要因素。
全机焦点为迎角变化时全机升力增量的作用点，在 焦点处当迎角变化时，气动力对该点的力矩不变。
全机焦点取决于翼身组合体的焦点位置和平尾所引 起的焦点后移量，因此影响焦点位置的因素有飞机
的气动布局。另外Ma 影响焦点的位置，亚音速时 Ma 增大，全机焦点变化不大；跨音速全机焦点迅
速后移；超音速机翼焦点变化不大，但是机翼引起 的下洗减小，使平尾引起的焦点后移显著增加。
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7.2 纵向定速静稳定性和定载静稳定性
定速静稳定性（迎角静稳定性）：给定速度和升降
舵偏角，飞机在某一平衡状态，受瞬时扰动，Δα增加 ，能够产生小于0的恢复力矩ΔM，趋于减小Δα 。具 有恢复到原平衡状态的趋势。称飞机在原平衡状态是 定速静稳定的。
定载静稳定性：飞机受扰动后，会引起迎角和飞行
速度均发生变化，但二者的变化满足 nn 1 的约束。 即研究飞机作定直水平飞行时，受到瞬态扰动，飞机 有无恢复原平衡状态的趋势，称之为定载静稳定性。
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7.3 说明飞行器在跨声速区飞行时出现 “自动俯冲”现象的物理原因。
在跨音速区，出现自动俯冲现象主要原因是由于 空气压缩性使全机焦点迅速后移，产生低头力矩， 使得飞机失去了定载静稳定性。
Cn
r 0
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8.2何谓飞行器的航向静稳定性和横向静稳 定性？影响横航向静稳定性的主要因素是什 么？
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Δβ>0，则飞机产生右偏航 力矩，使飞机机头向右偏，以减小Δβ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。
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 时产生负的偏航力矩，因飞机左右完全对称， 因此有 Cn ( ) Cn ( ) ，即呈反对称变化。
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偏转方向舵时，若 r 0
(
dCm dCL
)
nn
1
Cm CL
Ma 2CL
Cm M a
跨音速区全机焦点迅速后移
Cm M a
为大的负值，使
(
dCm dCL
)nn
1
0百度文库
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7.4 在风洞中测得某机纵向力矩参数与迎角成线性关系， 且测得α1=4°时，Cm1=0.005; α2=6°时，Cm2=0.025。已知
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9.1试说明纵向动稳定性和静稳定性的区别 与联系
动稳定性：飞机在受扰作用后，会偏离其平衡状 态的基准状态，扰动作用停止后，飞机能否恢复 到它基准状态的一种全过程特性。
主 ➢ 机身作用：航向静不稳定部件 要 影 响 因 素
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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Δϕ<0，升力和重力 的合力作用使飞机向左侧滑，Δβ<0，飞机产生右 滚力矩，具有减小Δϕ，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。
CLα=3.5 1/rad，试确定该机的静稳定导数Cm CL 。又如只
改变飞机的质心位置，测得α3=4°时，Cm3=0.025。试求质 心的相对移动量。
（1）
Cm
Cm1
1
Cm2
2
0.005 0.025 (4 6) / 57.3
0.573(1/ rad )
静不稳定！
（2）
Cm Cm 0.573 0.16325 CL CL 3.51
飞行动力学习题课(二)
Flight Dynamics
第七章知识要点
1、几个特征点：质心、压心、焦点（中性点）、 握杆机动点的定义及其位置关系；
2、静稳定性定义：定速静稳定性、速度静稳定性、 定载静稳定性
3、零升力矩的含义及飞机配平飞行的二个条件； 4、静操纵性的概念、正操纵与反操纵； 5、配平对飞机升力特性的影响；
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第八章知识要点
横航向静稳定性定义 飞机构形和飞行状态对飞机横航向静稳定性的
影响规律 方向舵和副翼的操纵定义 定直侧滑飞行的平衡 侧风着陆的平衡 不对称推力的平衡
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8.1方向舵固定在中立位置时，Cn ~ 曲线为 什么常通过原点，呈反对称变化？偏转方向 舵时，如在气动力线形变化范围，则曲线如 何变化？
重心移动后 ➢ 变化的量： ➢ 不变的量：
Cm
Cm CL
焦点位置、升力曲线 Flight Dynamics
Cm
Cm0
Cm CL
CL
Cm0
CL (xcg
xac )
Cm CL xcg
CL
xcg
xc' g
xcg
➢ 定义：
CL CL0 CL
CL CL
Cm0
xac
来流与机体X轴的夹角 来流与零升力线的夹角
Clr Cn Cl Cnr C C la nr
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第九章知识要点
1、纵向动稳定性和静稳定性的区别与联系 2、飞机扰动运动模态的概念和主要特征参数 3、纵向两种典型模态及其物理成因 4、短、长周期模态简化分析的依据及方法 5、纵向动操纵性和静操纵性的概念 6、飞机对升降舵和油门操纵的响应特性
主
要
影 ➢ 机翼后掠作用:产生横向和航向静稳定作用
响 ➢ 机翼上反作用:机翼上反产生横向和航向静稳定作用
因 ➢ 翼身干扰:翼身干扰对横航向静稳定性有影响；上单翼
素 飞机一般不采用上反角。
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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L 时，为保持定直飞行所需要