航空飞行器飞行动力学答案
高等飞行动力学试题解答
目录1.请推导飞机小扰动运动方程，并分析其使用条件。
(2)2.什么是驾驶员操纵期望参数，分析其含义。
(12)3.请列写敏捷性尺度并对其含义进行分析说明。
(13)4.试说明评估飞机飞行性能的基本内容和基本方法。
(16)1.请推导飞机小扰动运动方程，并分析其使用条件。
一、小扰动法简介（1）基本概念研究飞行器的稳定性和操纵性问题时，一般把飞机运动分为基准运动和扰动运动。
基准运动（或称未扰动运动）是指在理想条件下，飞行器不受任何外界干扰，按预定规律进行的运动，如定直平飞、定常盘旋等。
基准运动参数用下标“*”表示，如V、*α、*θ等。
*由于各种干扰因素，使飞行器的运动参数偏离了基准运动参数，因而运动不按预定的规律进行，这种运动称为扰动运动。
受扰运动的参数，不附加任何特殊标记，例如V、α、θ等。
与基准运动差别甚小的扰动运动称为小扰动运动。
（2）基本假设在小扰动假设条件下，一般情况就能将飞行器运动方程进行线性化。
但为了便于将线性扰动运动方程组分离为彼此独立的两组，即纵向和横侧小扰动方程组，以减少方程组阶次而解析求解，还需要做下列假设：1）飞行器具有对称平面（气动外形和质量分布均对称），且略去机体内转动部件的陀螺力矩效应。
2）在基准运动中，对称平面处于铅垂位置（即0φ=），且运动所在平面且运动所在平面与飞行器对称平面相重合（即0β=）。
在满足上述条件下，可以认为，在扰动运动中，纵向气动力和力矩只与纵向运动参数有关，而横侧向气动力和力矩也只与横侧运动参数有关。
有了这些推论，就不难证明扰动运动方程可以分离为彼此独立的两组。
其中一组只包含纵向参数，即飞行器在铅垂平面内作对称飞行时的运动参数,,,,,,,,,g g e p u w q x z αθγδδ等，称为纵向扰动运动方程组；另一组只包含横侧参数，即飞行器在非对称平面内的运动参数,,,,,,,,,,g a r v p r y βψχφμδδ等，称为横侧向扰动运动方程组。
飞行器相关试题及答案高中
飞行器相关试题及答案高中一、选择题（每题2分，共20分）1. 世界上第一架成功飞行的飞机是由谁设计的？A. 莱特兄弟B. 达芬奇C. 牛顿D. 爱因斯坦答案：A2. 飞行器的升力主要来源于：A. 空气阻力B. 空气压力差C. 重力D. 推力答案：B3. 以下哪个不是飞行器的组成部分？A. 机翼B. 发动机C. 起落架D. 太阳能板答案：D4. 飞行器的飞行原理中，伯努利定律描述的是：A. 流体的压强与流速的关系B. 物体的浮力C. 能量守恒D. 牛顿第二定律答案：A5. 飞行器的稳定性主要依靠：A. 机翼的形状B. 发动机的推力C. 飞行员的控制D. 起落架的支撑答案：A6. 飞行器的控制系统主要包括：A. 导航系统B. 动力系统C. 通信系统D. 所有选项答案：D7. 飞行器的起飞速度通常由什么决定？A. 机翼面积B. 发动机推力C. 飞行器质量D. 空气密度答案：B8. 飞行器的飞行高度通常受到哪些因素的限制？A. 氧气供应B. 温度C. 发动机性能D. 所有选项答案：D9. 飞行器的航向控制主要依靠：A. 机翼的调整B. 尾翼的调整C. 发动机的推力方向D. 起落架的转向答案：B10. 飞行器的降落过程通常需要：A. 减速B. 增加升力C. 增加阻力D. 增加推力答案：C二、填空题（每空1分，共10分）11. 飞行器的升力主要由机翼的______面产生。
答案：上12. 飞行器的起飞和降落过程中，需要使用到______来控制飞行速度。
答案：襟翼13. 飞行器的飞行姿态可以通过调整______来改变。
答案：尾翼14. 飞行器的飞行距离可以通过调整______来增加。
答案：发动机推力15. 飞行器的飞行高度可以通过调整______来控制。
答案：机翼的攻角三、简答题（每题5分，共30分）16. 简述飞行器的飞行原理。
答案：飞行器的飞行原理主要基于伯努利定律和牛顿第三定律。
机翼的特定形状导致空气在机翼上下表面流速不同，从而产生压力差，形成升力。
第一章-4 飞行动力学-飞机方程
可得
dV 1v iu jv kw dt
又有
i V p u
j q v
k r w
展开：
V i wq vr j ur wp k (vp uq )
Hale Waihona Puke F 按各轴分解，表示为：
各轴分量：
F iX jY kZ
飞机的力方程
I xy I zy 0
二、动力学方程(锁定舵面)
飞行器动力学方程可由牛顿第二定律导出
i
d 力方程： F dt (mV )
式中：F — 外力，m —飞行器质量 V —飞行器质心速度， M — 外力矩 H — 动量矩， i — 对惯性空间 依据假设1，m=常数； 依据假设2，地面为惯性系，去掉 i 得 dV
zg
-sin cos sin cos cos
表中，oxayaza为气流轴系点， oxgygzg为地轴系点 xg 设方向余弦表为矩阵Mag xa y M y 速度坐标与地轴坐标可以互相转换 ag g a T z za M ag1 M ag Mag是复共轭矩阵，满足： g 地速与空速： x V cos cos
表中，oxayaza为气流轴系点， oxyz为机体轴系点 满足关系：
xa x y M y ab a za z
T M ab1 M ab
四、飞机运动方程的线性化及分组
飞机动力学的力与力矩方程是联立的非线性方程，气动力、 气动力矩等都是运动参数的非线性函数，分析与求解方法 复杂。
x0 ,u0
第二章-3 飞行动力学-飞机的横侧运动+飞机方程
四、气动导数变化对横侧动力学特性的影响
1.滚转阻尼模态 时间常数与飞机横滚阻尼气动导数Clp成反比 Clp大，滚转阻尼特性好；过大，副翼操纵滚转困难，飞机进 入盘旋太慢，影响盘旋机动性能； 超音速飞机一般都是小展弦比机翼，Clp小，滚转阻尼特性不 好，因此有必要加人工阻尼。 2.荷兰滚模态 航向静稳定性越大，荷兰滚模态固有频率越高； Cl太大，会降低荷兰滚阻尼。 3.螺旋模态
重力 倾斜 产生 的侧 力
横侧向方程
偏航角不产生力或力矩，仅为几何关系
写成p算子形式
式中各大导数：
二、横侧向扰动运动与三种模态
纵向运动时的同一飞机，以M=0.9.高度h=11000m作定常平飞， 各参数及气动导数如下(对稳定轴系》:
代入方程
扰动运动 控制输入为0：a=r=0
拉氏变换后得代数方程:
三、空速、高度变化对横侧动力学的影响
1.荷兰滚模态
荷兰滚模态的简化特征方程 由于 ，荷兰滚模态的固有频率为：
与空速成正比
阻尼比： 2.滚转阻尼模态
都正比于
滚转阻尼模态传递函数的时间常数为： TL与V0成反比。
3.螺旋模态 螺旋模态小实根的近似表示式
由于 远远大于其他项，所以 螺旋模态时间常数与飞行速度成正比
特征多项式：
特征根：
扰动运动的解
一对共挽复根代表振荡运动模态 大负根代表滚转快速阻尼模态 小根(可正可负)代表缓慢螺旋运动的模态 飞机横侧扰动运动由此三种典型模态线性叠加而成
经拉氏反变换，（设0=1）得
都受振荡模 态影响
1.滚转阻尼模态
飞机受扰后的滚转运动，受到机翼产生的较大阻尼力矩的阻 止而很快结束。这是由于大展弦比机翼的滚转阻尼导数Clp大， 而转动惯量Ix较小所致。对应一个大的负实根。
中国大学mooc《飞行力学(北京理工大学) 》满分章节测试答案
title飞行力学(北京理工大学) 中国大学mooc答案100分最新版content部分章节作业答案，点击这里查看第一章作用在飞行器上的力和力矩（下）测验（单元一）1、对于机（弹）体坐标系，英式和俄式定义是不同的，其中()。
答案: 飞行器的立轴正方向定义相反2、在地面坐标系中，确定速度矢量的方向可以通过()。
答案: 弹道倾角和弹道偏角3、俄式弹道坐标系和英式航迹坐标系之间存在以下哪种关系，()。
答案: 英式航迹坐标系绕其轴旋转-90°可与俄式弹道坐标系重合4、若某矢量在坐标系A和坐标系B中的投影之间存在，则坐标系A与B之间的关系是（）。
答案: 两个坐标系的轴重合5、判断飞行器是否具有纵向静稳定性，可以根据()。
答案: 焦点和质心相对于飞行器头部的前后位置6、飞行器的弹道倾角是指()。
答案: 飞行器的速度矢量与水平面的夹角7、飞行器的侧滑角是指()。
答案: 飞行器速度矢量与飞行器纵向对称面之间的夹角8、研究飞行力学问题时，将地面坐标系当成惯性坐标系，需要()。
答案: 忽略地球的自转和公转，将其视为静止不动9、飞行器的俯仰角是指()。
答案: 飞行器的纵轴与水平面之间的夹角10、如果坐标系A和坐标系B的原点重合，且坐标系A的某坐标轴被坐标系B的某两个坐标轴形成的平面所包含，则由坐标系A向坐标系B进行旋转变换时，()。
答案: 经过2次初等旋转变换，即可使两个坐标系完全重合11、飞行器绕质心转动的动力学方程一般投影到()中。
答案: 弹体坐标系12、在建立导弹动力学基本矢量方程时，用到了()。
答案: 固化原理13、关于纵向运动和侧向运动，()是正确的。
答案: 导弹的纵向运动可以独立存在，但侧向运动不能独立存在14、民航飞机在一定的高度上平飞，关于其运动特点，下述描述错误的是（）。
答案: 飞机主要通过侧滑形成侧向力，从而进行水平面内的转弯15、在水平面内飞行的两个飞行器，速度相同，则()。
答案: 法向过载大的飞行器的曲率半径较小，飞行器越容易转弯16、关于过载下列说法错误的是()。
飞行力学部分作业答案(1)
+
Lga
−D
C
−L
+
0 0 mg
cosθ cosψ
Lgb
=
cosθ
sinψ
− sinθ
sinθ sinφ cosψ − cosφ sinψ sinθ sinφ sinψ + cosφ cosψ
sinφ cosθ
sinθ cosφ cosψ + sinφ sinψ
补充：试解释飞行包线的形状？ 最大平飞速度：
Vmax =
2Ta CD ρ S
Ta 、 ρ 、 CD 都随高度变化
航空飞行器飞行动力学
对于跨音速飞机：可用推力随高度的增加而降低，其主导作用，这样组合参
数
Ta CD ρ
随高度的增加而降低，因而Vmax
随高度的增加一直减小；
对于超音速飞机：通常在对流层内Vmax 随高度的增加而增大，在平流层中则 随高度的增加而减小。原因：对流层中，音速降低，使同一速度所对应的 M
Ta
=
D
=
CD
1 2
ρV
2S
= 13133N
航空飞行器飞行动力学
补充：跃升时间的计算：
dH = V sin γ dt
dt
=
V
dH sin
γ
∫ 积分： ∆t = H1 dH 通过数值积分求
H0 V sin γ
sin θ
cosφ
sinψ
− sinφ
cosψ
cosφ cosθ
Lga
=
ccoossθθaa
cosψ a sinψ a
− sinθa
航空飞行器飞行动力学
航空飞行器飞行动力学航空飞行器飞行动力学是研究航空飞行器在飞行过程中所受到的各种力和力矩的学科。
它主要涉及飞行器的运动学和动力学，研究飞行器的姿态变化、飞行轨迹和飞行稳定性等问题。
在航空飞行器飞行动力学中，最基本的概念是力和力矩。
力是指物体受到的作用，它可以是推力、阻力、升力、重力等。
力矩则是力对物体产生的转动效应，它是通过物体上的力矩臂和力的大小来计算的。
在飞行动力学中，有几个重要的力和力矩需要特别关注。
首先是重力，它是指地球对飞行器的引力作用，是飞行器保持在大气层内的重要力量。
其次是升力，它是指飞行器在飞行过程中产生的垂直向上的力，使得飞行器能够克服重力并保持在空中。
升力是由飞行器的机翼产生的，其大小和方向与飞行器的速度、空气密度和机翼形状等因素有关。
另外，还有阻力和推力，阻力是指飞行器在飞行中所受到的阻碍运动的力，而推力则是飞行器产生的向前推动的力，它可以是发动机产生的推力或者是飞行器的推进系统产生的推力。
除了力和力矩外，航空飞行器飞行动力学还研究飞行器的运动学和动力学。
运动学研究飞行器的运动状态，包括位置、速度和加速度等；动力学则研究飞行器受到的力和力矩对其运动状态的影响。
飞行器的运动学和动力学可以通过牛顿定律和欧拉角等理论来描述和计算。
在航空飞行器飞行动力学中，还有一些重要的概念需要了解。
例如，飞行器的姿态是指飞行器在空中的方向和姿势，它可以通过欧拉角来描述。
飞行器的飞行轨迹是指飞行器在空中的运动路径，可以是直线飞行、曲线飞行或者其他复杂的轨迹。
此外，飞行器的飞行稳定性也是飞行动力学中一个重要的问题，它涉及到飞行器的稳定性和控制性能。
航空飞行器飞行动力学是研究飞行器在飞行过程中所受到的各种力和力矩的学科。
它研究飞行器的运动学和动力学，以及飞行器的姿态变化、飞行轨迹和飞行稳定性等问题。
了解和掌握航空飞行器飞行动力学对于飞行器的设计、飞行控制和飞行安全都具有重要的意义。
北航飞行力学试卷及答案
2）
飞机平飞时，有：
dV T D W g dt L W
（c） （4 分）
其中， g 为重力加速度，取为 9.8 kg m s 2 。则由式（b）和（c）可得:
W Ta dV K 2.2098 m s 2 dt W g
（3 分）
3） 若飞机收油门在该高度和速度下定直平飞，则:
班号
学号
姓名
成绩
《飞 行 力 学 》期末考试卷
注意事项：1、请认真读题，按照题目要求做答。 2、请将答案写在答题纸上。 一、(本题 20 分，每题 4 分) 解释下列概念： (1) 极曲线 (4) 纵向静稳定力矩 (2) 机体坐标系 (5)航向静稳定性 (3) 翼载荷
二、(本题 30 分，其中第 1 小题 20 分，第 2 小题 10 分) 通过计算回答下列问题： (1) 某飞机重量 W=51000N, 在某高度以速度 V=800km/h 飞行。 若此时发 动机推力为 Ta=20000N, 升阻比 K=6。求飞机进行下列运动时的有关参 数： 1)等速上升角; 2)平飞加速度; 3)若收油门使飞机在该高度和速度下定 直平飞，此时耗油率 cf=0.11kg/(N.h), 发动机效率系数=0.98，求千米耗 油量。 (2) 设飞机质心位于平均气动弦上，且当前 C L 0.2 ，飞机重心位置为 x c. g ，原焦点位置为 x ac ，全机零升力矩系数为 Cm 0 。试求下列情况下力 矩系数的变化量 C m 及静稳定裕度的变化量 K n ：1) 全机焦点位置不 变，质心向后移动 5%；2) 全机焦点向后移动 5%，质心向前移动 10%。 三、 （本题 15 分） 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。 四、 （本题 20 分） 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 线飞行所需要的副翼、方向舵偏角的表达式（设 Cn a 可忽略） 。 五、(本题 15 分，每小题 5 分) (1) 分析飞机纵向扰动运动的典型模态特点； (2) 分析对纵向快变化模态影响较大的气动导数； (3) 说明衡量升降舵偏转操纵的飞机响应特性的常用参数；
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航空飞行器飞行动力学答案【篇一：尔雅航空与航天考试答案】 class=txt>a、脱壳而出b、气垫着陆c、乘伞而降d、网捕而归正确答案： d 我的答案：d2第一颗人造卫星发射于（）。
1.0 分a、1957年8月4日b、1958年8月4日c、1957年10月4日d、1958年10月4日正确答案： c 我的答案：c3鱼鹰属于（）1.0 分a、歼击机b、无人机c、运输机d、轰炸机正确答案： c 我的答案：c4飞机低速飞行时的马赫数可能是（）。
1.0 分a、53c、0.3d、正确答案： c 我的答案：c5在飞机飞行速度约为每小时800-900公里时（）。
1.0 分a、涡扇发动机油耗率高于涡轮发动机b、涡轮发动机油耗率高于涡扇发动机c、涡轮发动机和涡扇发动机油耗率基本相等d、涡轮发动机和涡扇发动机的油耗率波动较大正确答案： b 我的答案：b6脱离速度是（）。
1.0 分a、第一宇宙速度b、第二宇宙速度c、第三宇宙速度d、第四宇宙速度正确答案： b 我的答案：b7飞机的外部部件连接的方式主要以（）为主。
1.0 分 a、拼接b、胶水c、d、铆接正确答案： d 我的答案：d8关于采用无线遥控方式操作的无人机，下列说法错误的是（）。
1.0 分a、飞机成本较高b、飞机灵活性较高c、受到距离限制d、存在电子干扰正确答案： a 我的答案：a9我国的高级教练机包括（）。
0.0 分a、“运-8”b、c、“歼-10”d、“猎鹰”正确答案： d 我的答案：c10惯性导航平台能够精确给出的数据不包括（）。
1.0 分a、速度b、姿态c、方位数据d、加速度正确答案： d 我的答案：d11飞机机身是通过（）区分上下结构的。
1.0 分支柱b、横梁c、地板d、桁梁正确答案： c 我的答案：c12扰动源在静止空气中以亚音速做等速直线运动，那么m值0.0 分 a、等于0b、大于0小于1c、等于1d、大于1正确答案： b 我的答案：a13旋翼系统由（）构成。
1.0 分a、桨叶和桨环b、桨叶和桨毂c、桨边和桨环d、正确答案： b 我的答案：b14对飞机盘旋性能影响不大的是（）。
1.0 分a、盘旋半径b、盘旋高度c、盘旋过载盘旋角速度正确答案： b 我的答案：b15飞机飞行过程中的升力主要是由（）最终承受的。
1.0 分 a、机翼b、机身c、副翼d、结构正确答案： d 我的答案：d16地球到月球大约有（）。
1.0 分a、12万公里b、27万公里c、38万公里d、44万公里正确答案： c 我的答案：c17电火箭发动机的工质一般是（）。
0.0 分a、气体b、固体c、液体d、固液混合正确答案： a 我的答案：c18（）已经实现了《天方夜谭》中的飞毯设想。
1.0 分a、b、中国c、俄罗斯d、德国正确答案： a 我的答案：a19一般来说，机翼的典型结构是（）。
1.0 分a、梁式结构b、塔式结构c、平行结构d、横向结构正确答案： a 我的答案：a20“协和”飞机被淘汰的原因不包括（）。
1.0 分a、高耗油率b、经济性差c、噪声大d、速度低正确答案： d 我的答案：d21一般来说，飞机的主操纵面不包括（）。
1.0 分 a、方向舵b、升降舵c、主翼副翼正确答案： c 我的答案：c22（）是最古老的飞行器。
1.0 分a、风筝b、飞机c、【篇二：飞行动力学与控制大作业】txt>院（系）专业名称学号航空科学与工程学院飞行器设计学生姓名目录一．飞机本体动态特性计算分析............................................................ 2 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6飞机本体模型数据............................................................................2 模态分析............................................................................................ 2 传递函数............................................................................................ 3 升降舵阶跃输入响应 (3)频率特性分析....................................................................................5 短周期飞行品质分析 (6)二．改善飞行品质的控制器设计............................................................ 7 2.1sas控制率设计 (7)2.1.1 控制器参数选择................................................................................ 8 2.1.2 数值仿真验证.................................................................................. 12 2.2cas控制率设计 (13)三．基于现代控制理论的飞行控制设计方法......................................16 3.1特征结构配置问题描述 (16)3.1.1 特征结构的可配置性...................................................................... 16 3.1.2 系统模型.......................................................................................... 16 3.2系统的特征结构配置设计 (17)3.2.1 设计过程.......................................................................................... 17 3.2.2 具体的设计数据..............................................................................17 3.2.3 结果与分析...................................................................................... 18 四．附录.. (20)1一．飞机本体动态特性计算分析1.1飞机本体模型数据本文选取f16飞机进行动态特性分析及控制器设计，飞机的纵向状态方程形式如下：状态变量为：x??u??控制变量为：u??e基准状态选择为v?120ms,h?2000m的定直平飞。
选取状态向量x??u??q?,控制量为升降舵偏角，则在此基准状态下线化全量方程所得tx=ax+bu y=cxq?t.(1.1)到的矩阵数据如下：?-0.0312-1.1095-9.8066-0.5083??-0.0013-0.65430 0.9185?? 000 1.0000???0-0.38280-0.6901??b??-0.0167-0.0014-0.0956?t(1.2)1.2(1.3) (1.4)c?diag?1.000057.2958模态分析57.295857.2958?矩阵a的特征值算出为：?1,2?对应的特征向量如下：?3,4??0.9874 0.9874-1.0000-1.0000 ??0.1137 - 0.0053i0.1137 + 0.0053i0.0011 - 0.0000i0.0011 +0.0000i?? v???0.0521 - 0.0629i0.0521 + 0.0629i0.0021 + 0.0078i 0.0021 - 0.0078i???0.0019 + 0.0735i 0.0019 - 0.0735i -0.0006 + 0.0001i -0.0006 - 0.0001i??由系统特征值可知，系统具有两对共轭复根，也即具有两种运动模态：长周期模态与短周期模态，其对应的模态频率及阻尼比如下： 2表一飞机长短周期模态特征可以看出，在此飞行状态下，飞机纵向具有明显的长周期模态，但不具备明显的短周期的模态特征，模态频率过低，需要使用纵向增稳系统，改善阻尼比和自然频率。
1.3传递函数飞机迎角与俯仰角速度对应于升降舵输入下的传递函数如下： ?0.08021s3?5.088s2?0.1615s?0.06983g??s??4s?1.376s3?0.8436s2?0.02432s?0.00488?5.477s3?3.724s2?0.10 34s?9.536e?016gq?s??4s?1.376s3?0.8436s2?0.02432s?0.00488(1.5)(1.6)1.4 升降舵阶跃输入响应由上述传递函数可得迎角与俯仰角速度在升降舵单位阶跃输入下的响应分别如下：3迎角对升降舵输入的阶跃响应t(s) (seconds)图1 升降舵单位阶跃输入迎角时域响应上面阶跃响应的性能指标为：稳态值为- 14.3090，调节时间为332.0859s,超调量是37.6120%，上升时间是40.9400s。
俯仰角速率对升降舵的单位阶跃响应q(deg/s)t(s) (seconds)图2 升降舵单位阶跃输入俯仰角速度时域响应上面阶跃响应的性能指标为：稳态值为0，调节时间为558.8424s,超调量是2.9663/0，上升时间是42.4104s。
4【篇三：飞行动力学知识点】t>第一章掌握知识点如下：1）现代飞机提高最大升力系数采取的措施包括边条翼气动布局或近耦鸭式布局2）飞行器阻力可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力和激波阻力等3）试描述涡喷发动机的三种特性：转速（油门）特性，速度特性，高度特性并绘出变化曲线. p8 答：转速特性是在给定调节规律下，高度和速度一定时，发动机推力和耗油率随转速的变化关系。
速度特性是在给定调节规律下，高度和转速一定时，发动机推力和耗油率随飞行速度或ma的变化关系。
高度特性是在发动机转速和飞行速度一定时，发动机推力和耗油率随飞行高度的变化关系。
第二章掌握知识点如下：1）飞机飞行性能包括平飞性能、上升性能、续航性能和起落性能。
2）飞机定直平飞的最小速度受到哪些因素的限制？答：允许升力系数，抖动升力系数，最大平尾偏角，发动机可用推力。