第四章-飞机的稳定性和操纵性.ppt

空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司第四章第四章 飞机的机的稳定性和操定性和操纵性性 空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机的机的稳定性和操定性和操纵性性 4.1 飞机运动参数4.2 飞机稳定必和操纵性的概念4.3 飞机的纵向稳定性4.4 飞机的纵向操纵性4.5 飞机的横侧向静稳定性4.6 飞机的横侧向动稳定性4.7 飞机的横侧向操纵性4.8 飞机主操纵面上的附设装置空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.1 飞机运动参数4.1.1 4.1.1 飞机在空机在空间的姿的姿态4.1.1 4.1.1 空速向量相空速向量相对机体的方位机体的方位空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.1.1 4.1.1 飞机在空机在空间的姿的姿态飞飞机在空机在空机在空机在空间间的姿的姿的姿的姿态态可用机体坐可用机体坐可用机体坐可用机体坐标标系与地面坐系与地面坐系与地面坐系与地面坐标标系之系之系之系之间间的关的关的关的关系来确定，并用姿系来确定，并用姿系来确定，并用姿系来确定，并用姿态态角表示出来角表示出来角表示出来角表示出来 地面坐地面坐地面坐地面坐标标系：系：系：系：固定在地球表面的一种坐固定在地球表面的一种坐固定在地球表面的一种坐固定在地球表面的一种坐标标系。系。系。系。原点原点原点原点A A A A位于地面任意位于地面任意位于地面任意位于地面任意选选定的某一固定点。定的某一固定点。定的某一固定点。定的某一固定点。AyAyAyAyd d d d轴轴：铅铅垂向上。垂向上。垂向上。垂向上。AxAxAxAxd d d d轴轴：在：在：在：在地面内某一地面内某一地面内某一地面内某一选选定的方向。定的方向。定的方向。定的方向。AzAzAzAzd d d d轴轴：与与与与AxAxAxAxd d d d轴轴在水平面内并互相垂直。在水平面内并互相垂直。在水平面内并互相垂直。在水平面内并互相垂直。y yd dA Ax xd dz zd d空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司5.空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司俯仰角俯仰角偏航角偏航角滚转角角y yd dx xd dz zd dz zt tz zt ty yt t空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司 描述描述描述描述飞飞机在空中姿机在空中姿机在空中姿机在空中姿态态的姿的姿的姿的姿态态角：角：角：角：1.1.1.1.俯仰角俯仰角俯仰角俯仰角 ：机体坐机体坐机体坐机体坐标标系系系系纵轴纵轴OxOxOxOxt t t t与水平面与水平面与水平面与水平面AxAxAxAxd d d dz z z zd d d d之之之之间间的的的的夹夹角，角，角，角，规规定上仰定上仰定上仰定上仰为为正正正正。2.2.2.2.偏航偏航偏航偏航角角角角 ：机体坐机体坐机体坐机体坐标标系系系系纵轴纵轴OxOxOxOxt t t t在水平面在水平面在水平面在水平面AxAxAxAxd d d dz z z zd d d d上的投影与上的投影与上的投影与上的投影与地面坐地面坐地面坐地面坐标标系系系系AXAXAXAXd d d d轴轴之之之之间间的的的的夹夹角，角，角，角，规规定定定定飞飞机左偏航机左偏航机左偏航机左偏航为为正正正正。3.3.3.3.滚转滚转角角角角 ：飞飞机机机机对对称面称面称面称面OxOxOxOxt t t ty y y yt t t t与包含与包含与包含与包含OxOxOxOxt t t t轴轴的的的的铅铅垂面之垂面之垂面之垂面之间间的的的的夹夹角，角，角，角，规规定定定定飞飞机右机右机右机右滚为滚为正。正。正。正。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.1.24.1.2 空速向量相空速向量相对机体的方位机体的方位空速向量相空速向量相空速向量相空速向量相对对机体的方位可用两个方位角表示出来：机体的方位可用两个方位角表示出来：机体的方位可用两个方位角表示出来：机体的方位可用两个方位角表示出来：1.1.1.1.机身迎角机身迎角机身迎角机身迎角 ：空速空速空速空速向量在向量在向量在向量在飞飞机机机机对对称面称面称面称面OxOxOxOxt t t ty y y yt t t t上的投影与机体坐上的投影与机体坐上的投影与机体坐上的投影与机体坐标标系系系系纵轴纵轴OxOxOxOxt t t t之之之之间间的的的的夹夹角，角，角，角，规规定投影定投影定投影定投影线线在在在在OxOxOxOxt t t t轴轴下方下方下方下方时时，为为正。正。正。正。2.2.2.2.侧侧滑角：滑角：滑角：滑角：空速向量与空速向量与空速向量与空速向量与飞飞机机机机对对称面称面称面称面OxOxOxOxt t t ty y y yt t t t之之之之间间的的的的夹夹角。角。角。角。规规定定定定空速向量偏向右空速向量偏向右空速向量偏向右空速向量偏向右侧时为侧时为正，正，正，正，飞飞行行行行中，空速向量一般都在中，空速向量一般都在中，空速向量一般都在中，空速向量一般都在飞飞机机机机对对称面内，称面内，称面内，称面内，侧侧滑角滑角滑角滑角=0=0=0=0，以防止增加阻力，以防止增加阻力，以防止增加阻力，以防止增加阻力。但但但但由于外界由于外界由于外界由于外界扰动扰动或水平或水平或水平或水平转转弯操弯操弯操弯操纵纵不当会不当会不当会不当会产产生生生生侧侧滑滑滑滑。在在在在有些情况下，采用适当的有些情况下，采用适当的有些情况下，采用适当的有些情况下，采用适当的侧侧滑角有利滑角有利滑角有利滑角有利飞飞行。比如行。比如行。比如行。比如侧风侧风着着着着陆陆、不、不、不、不对对称称称称动动力力力力飞飞行等。行等。行等。行等。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空速向量相空速向量相对机体的方位机体的方位空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.24.2飞机机稳定性和操定性和操纵性的概念性的概念空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2.1 4.2.1 飞机的机的稳定性定性1.1.物体物体物体物体的的的的稳稳定性定性定性定性：处处于于于于平衡状平衡状平衡状平衡状态态的物体受到外界的物体受到外界的物体受到外界的物体受到外界扰动扰动偏离偏离偏离偏离平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置，当当当当扰动扰动消失后，物体能否恢复原来消失后，物体能否恢复原来消失后，物体能否恢复原来消失后，物体能否恢复原来平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置的特的特的特的特性叫物体的性叫物体的性叫物体的性叫物体的稳稳定性。定性。定性。定性。2.2.物体物体物体物体的三种不同平衡的三种不同平衡的三种不同平衡的三种不同平衡稳稳定状定状定状定状态态：稳稳定定定定、不、不、不、不稳稳定和中立。定和中立。定和中立。定和中立。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司a a a a、图图中的小球中的小球中的小球中的小球经过经过振振振振荡荡会自会自会自会自动动回到原始平衡位置，回到原始平衡位置，回到原始平衡位置，回到原始平衡位置，它的平衡状它的平衡状它的平衡状它的平衡状态态具有具有具有具有稳稳定性定性定性定性；原始平衡位置原始平衡位置空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司b b b b、图图中的小球会越来越偏离原始平衡位置，它的平中的小球会越来越偏离原始平衡位置，它的平中的小球会越来越偏离原始平衡位置，它的平中的小球会越来越偏离原始平衡位置，它的平衡状衡状衡状衡状态态具有具有具有具有不不不不稳稳定性定性定性定性；原始平衡位置原始平衡位置空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司C C C C、图图中的小球会停留在任意一个外界中的小球会停留在任意一个外界中的小球会停留在任意一个外界中的小球会停留在任意一个外界扰动扰动使它达到使它达到使它达到使它达到的位置，它的平衡状的位置，它的平衡状的位置，它的平衡状的位置，它的平衡状态态具有具有具有具有中立中立中立中立稳稳定性定性定性定性。原始平衡位置原始平衡位置空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司3.3.静静稳定性与定性与动稳定性定性静静静静稳稳定性：定性：定性：定性：外界外界外界外界扰动扰动消失后，物体是否具有回到原始平衡位置的消失后，物体是否具有回到原始平衡位置的消失后，物体是否具有回到原始平衡位置的消失后，物体是否具有回到原始平衡位置的趋势趋势。也就是也就是也就是也就是扰动扰动消失后，物体的瞬消失后，物体的瞬消失后，物体的瞬消失后，物体的瞬间间运运运运动动 。动稳动稳定性：定性：定性：定性：指外界指外界指外界指外界扰动扰动消失后，物体回到原来平衡位置的运消失后，物体回到原来平衡位置的运消失后，物体回到原来平衡位置的运消失后，物体回到原来平衡位置的运动过动过程。程。程。程。扰动扰动运运运运动动是收是收是收是收敛敛的，物体最的，物体最的，物体最的，物体最终终回到原始平衡位置，物体平回到原始平衡位置，物体平回到原始平衡位置，物体平回到原始平衡位置，物体平衡状衡状衡状衡状态态就具有就具有就具有就具有动稳动稳定性否定性，否定性，否定性，否则则就是就是就是就是动动不不不不稳稳定的定的定的定的 空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司动稳定定t to o参数参数空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司中立中立动稳定定o o参数参数t t空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司动不不稳定定o o参数参数t t空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司稳定性的充分、必要条件定性的充分、必要条件静静静静稳稳定性是平衡状定性是平衡状定性是平衡状定性是平衡状态态具有具有具有具有稳稳定性的必要条件。定性的必要条件。定性的必要条件。定性的必要条件。动稳动稳定性是平衡状定性是平衡状定性是平衡状定性是平衡状态态具有具有具有具有稳稳定性的充分条件。定性的充分条件。定性的充分条件。定性的充分条件。静静稳定定必要条件必要条件动稳定定充分条件充分条件 空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4 4、飞机机为什么要有什么要有稳定性定性飞飞机的机的机的机的稳稳定性：定性：定性：定性：当当当当扰动扰动消失后消失后消失后消失后 ，驾驶员驾驶员不施加操不施加操不施加操不施加操纵纵的情况下的情况下的情况下的情况下 ，飞飞机能自机能自机能自机能自动动回到原平衡状回到原平衡状回到原平衡状回到原平衡状态态 ，这这架架架架飞飞机就具有机就具有机就具有机就具有稳稳定性定性定性定性 ，否，否，否，否则则就是就是就是就是不不不不稳稳定或中立的。定或中立的。定或中立的。定或中立的。不不不不稳稳定或中立的定或中立的定或中立的定或中立的飞飞机是不适合机是不适合机是不适合机是不适合飞飞行的：行的：行的：行的：它需要它需要它需要它需要驾驶员驾驶员不断地操不断地操不断地操不断地操纵飞纵飞机，机，机，机，飞飞行也极其危行也极其危行也极其危行也极其危险险。严严重重重重威威威威胁飞胁飞行安全。行安全。行安全。行安全。所以，所以，所以，所以，执执行行行行飞飞行任行任行任行任务务的的的的飞飞机必机必机必机必须须具有一定的具有一定的具有一定的具有一定的稳稳定性，定性，定性，定性，这这点点点点对飞对飞行安全来行安全来行安全来行安全来说说是至关重要的。是至关重要的。是至关重要的。是至关重要的。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司5 5、飞机机稳定性分定性分为三个方面三个方面1.1.1.1.纵纵向向向向稳稳定性定性定性定性：绕绕横横横横轴轴OZOZOZOZt t t t的俯仰的俯仰的俯仰的俯仰转动转动，也叫俯仰，也叫俯仰，也叫俯仰，也叫俯仰稳稳定性。定性。定性。定性。表表表表现为飞现为飞机迎角的机迎角的机迎角的机迎角的变变化。化。化。化。Zt空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司2.2.侧侧向向向向稳稳定性：定性：定性：定性：绕纵轴绕纵轴OXOXOXOXt t t t的的的的滚动滚动，也叫横，也叫横，也叫横，也叫横侧侧向向向向稳稳定性。定性。定性。定性。表表表表现为飞现为飞机机机机滚转滚转角的角的角的角的变变化。化。化。化。X Xt t空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司3.3.方向方向方向方向稳稳定性：定性：定性：定性：绕绕立立立立轴轴OYOYOYOYt t t t的偏的偏的偏的偏转转，也叫航向，也叫航向，也叫航向，也叫航向稳稳定性。定性。定性。定性。表表表表现为飞现为飞机偏航角的机偏航角的机偏航角的机偏航角的变变化。化。化。化。Yt空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2.24.2.2 飞机的操机的操纵性性副翼副翼升降舵升降舵方向舵方向舵副翼副翼操操纵系系统介介绍空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司主操主操纵机构机构驾驶盘驾驶杆杆脚蹬脚蹬空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2.24.2.2 飞机的操机的操纵性性1.1.1.1.飞飞机的机的机的机的操操操操纵纵性性性性在在在在驾驶员驾驶员操操操操纵纵下，下，下，下，飞飞机从一种机从一种机从一种机从一种飞飞行状行状行状行状态过态过渡到另一种渡到另一种渡到另一种渡到另一种飞飞行状行状行状行状态态的特性的特性的特性的特性。2.2.2.2.驾驶员驾驶员操操操操纵飞纵飞机，机，机，机，飞飞机能立即随着机能立即随着机能立即随着机能立即随着驾驶员驾驶员的操的操的操的操纵纵改改改改变飞变飞行状行状行状行状态态，叫，叫，叫，叫飞飞机机机机反反反反应应灵敏灵敏灵敏灵敏；如果；如果；如果；如果飞飞行状行状行状行状态态改改改改变缓变缓慢，叫慢，叫慢，叫慢，叫飞飞机机机机反反反反应迟钝应迟钝。3.3.3.3.灵敏性灵敏性灵敏性灵敏性对飞对飞行操行操行操行操纵纵的影响：的影响：的影响：的影响：过过于灵敏，很于灵敏，很于灵敏，很于灵敏，很难难精确控制精确控制精确控制精确控制飞飞机，也会因机，也会因机，也会因机，也会因对对操操操操纵纵反反反反应过应过大而造成失大而造成失大而造成失大而造成失速或速或速或速或结结构的构的构的构的损损坏坏坏坏；过过于于于于迟钝迟钝，驾驶员驾驶员不得不加大操不得不加大操不得不加大操不得不加大操纵纵量，操量，操量，操量，操纵纵起来十分的吃力起来十分的吃力起来十分的吃力起来十分的吃力。所以所以所以所以只有具只有具只有具只有具备备一定操一定操一定操一定操纵纵性的性的性的性的飞飞机才适合机才适合机才适合机才适合飞飞行。行。行。行。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司操操纵性可以分性可以分为三个方面三个方面1.1.1.1.纵纵向向向向操操操操纵纵性性性性：飞飞机机机机按照按照按照按照驾驶员驾驶员的操的操的操的操纵纵指令，指令，指令，指令，绕绕横横横横轴转动轴转动，增大或减少，增大或减少，增大或减少，增大或减少迎角，改迎角，改迎角，改迎角，改变变原原原原飞飞行姿行姿行姿行姿态态的能力的能力的能力的能力。2.2.2.2.侧侧向操向操向操向操纵纵性性性性：飞飞机机机机按照按照按照按照驾驶员驾驶员的操的操的操的操纵纵指令，指令，指令，指令，绕纵轴滚转绕纵轴滚转，改，改，改，改变变原原原原飞飞行行行行姿姿姿姿态态的能力的能力的能力的能力。3.3.3.3.方向操方向操方向操方向操纵纵性性性性：飞飞机机机机按照按照按照按照驾驶员驾驶员的操的操的操的操纵纵指令，指令，指令，指令，绕绕立立立立轴转动轴转动，向左或向右，向左或向右，向左或向右，向左或向右偏偏偏偏转转，改，改，改，改变变原原原原飞飞行姿行姿行姿行姿态态的能力。的能力。的能力。的能力。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.3 4.3 飞机的机的纵向定性向定性空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司43.14.3.1 飞机的机的纵向向稳定性定性1 1 1 1、飞飞机的机的机的机的纵纵向力矩和向力矩和向力矩和向力矩和纵纵向平衡向平衡向平衡向平衡飞飞机的机的机的机的纵纵向力矩向力矩向力矩向力矩：绕绕横横横横轴轴OZOZOZOZt t t t转动转动的力矩，用的力矩，用的力矩，用的力矩，用MzMzMzMz表示。表示。表示。表示。使使使使飞飞机抬机抬机抬机抬头头的的的的MzMzMzMz为为正，使正，使正，使正，使飞飞低低低低头头的力矩的力矩的力矩的力矩MzMzMzMz为负为负 。Zt31.空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机的机的纵向平衡：向平衡：飞飞机的俯仰力矩平衡条件：机的俯仰力矩平衡条件：机的俯仰力矩平衡条件：机的俯仰力矩平衡条件：Mz=0Mz=0Mz=0Mz=0，也就是也就是也就是也就是C C C Cmzmzmzmz=0=0=0=0对飞对飞机机机机纵纵向力矩起主要作用的是机翼向力矩起主要作用的是机翼向力矩起主要作用的是机翼向力矩起主要作用的是机翼 、水平尾翼的气水平尾翼的气水平尾翼的气水平尾翼的气动动升力升力升力升力 和和和和发动发动机的推力。机的推力。机的推力。机的推力。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机重心机重心机翼机翼压力中心力中心L机翼L平尾机翼上的气机翼上的气动升力升力对飞机机产生使机生使机头向下的俯仰力矩向下的俯仰力矩(Mz)Mz)。水平尾翼上的气水平尾翼上的气动升力升力对飞机机产生使机生使机头向上的俯仰力矩向上的俯仰力矩(MzMz)。当两个力矩互相抵消当两个力矩互相抵消时，飞机的机的纵向力向力Mz=0Mz=0，飞机保持机保持纵向平衡。向平衡。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机的机的纵向配平向配平空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机的机的纵向配平向配平飞飞机定常直机定常直机定常直机定常直线飞线飞行行行行时时，不同的，不同的，不同的，不同的飞飞行速度要求不同的迎角。行速度要求不同的迎角。行速度要求不同的迎角。行速度要求不同的迎角。迎角不同，机翼升力的大小及迎角不同，机翼升力的大小及迎角不同，机翼升力的大小及迎角不同，机翼升力的大小及压压力中心的位置也不同，力中心的位置也不同，力中心的位置也不同，力中心的位置也不同，对飞对飞机重心会机重心会机重心会机重心会产产生大小不同的生大小不同的生大小不同的生大小不同的低低低低头头力矩力矩力矩力矩，这这就必就必就必就必须须通通通通过过改改改改变变升降舵的偏升降舵的偏升降舵的偏升降舵的偏转转角，使水平尾翼角，使水平尾翼角，使水平尾翼角，使水平尾翼产产生与之相平衡的抬生与之相平衡的抬生与之相平衡的抬生与之相平衡的抬头头力矩来力矩来力矩来力矩来维维持持持持飞飞机的机的机的机的纵纵向平衡，向平衡，向平衡，向平衡，这这个个个个过过程就叫做程就叫做程就叫做程就叫做飞飞机的机的机的机的纵纵向配平向配平向配平向配平。对对于每一个迎角下的定常直于每一个迎角下的定常直于每一个迎角下的定常直于每一个迎角下的定常直线飞线飞行，都有一个升降舵的行，都有一个升降舵的行，都有一个升降舵的行，都有一个升降舵的偏偏偏偏转转角与之角与之角与之角与之对应对应。这这个迎角就叫做个迎角就叫做个迎角就叫做个迎角就叫做该该升降舵偏升降舵偏升降舵偏升降舵偏转转角角角角对应对应的平衡角。的平衡角。的平衡角。的平衡角。飞飞机水平尾翼的一个重要作用就保机水平尾翼的一个重要作用就保机水平尾翼的一个重要作用就保机水平尾翼的一个重要作用就保证飞证飞机在不同速度下机在不同速度下机在不同速度下机在不同速度下进进行定常直行定常直行定常直行定常直线飞线飞行的行的行的行的纵纵向平衡。向平衡。向平衡。向平衡。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司2 2、全机焦点、全机焦点飞飞机的焦点：机的焦点：机的焦点：机的焦点：由于迎角的改由于迎角的改由于迎角的改由于迎角的改变变而引起的而引起的而引起的而引起的飞飞机气机气机气机气动动升力增量的作用点。升力增量的作用点。升力增量的作用点。升力增量的作用点。也叫也叫也叫也叫飞飞机的机的机的机的气气气气动动中心中心中心中心。机身、机翼、尾翼机身、机翼、尾翼机身、机翼、尾翼机身、机翼、尾翼对对全机焦点位置的影响全机焦点位置的影响全机焦点位置的影响全机焦点位置的影响全机焦点的位置主要取决于机翼的焦点位置。全机焦点的位置主要取决于机翼的焦点位置。全机焦点的位置主要取决于机翼的焦点位置。全机焦点的位置主要取决于机翼的焦点位置。机身的焦点靠近机机身的焦点靠近机机身的焦点靠近机机身的焦点靠近机头头部位，部位，部位，部位，所以所以所以所以翼翼翼翼 -身身身身组组合体的焦点位合体的焦点位合体的焦点位合体的焦点位置，比机翼焦点靠前。置，比机翼焦点靠前。置，比机翼焦点靠前。置，比机翼焦点靠前。水平尾翼的升力在全机重心之后，且力臂水平尾翼的升力在全机重心之后，且力臂水平尾翼的升力在全机重心之后，且力臂水平尾翼的升力在全机重心之后，且力臂较长较长，所以加，所以加，所以加，所以加上尾翼之后，全机焦点位置明上尾翼之后，全机焦点位置明上尾翼之后，全机焦点位置明上尾翼之后，全机焦点位置明显显后移后移后移后移 空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司在在在在Ma MMa MMa MMa M临临界界界界时时，机翼的焦点位置基本保持不，机翼的焦点位置基本保持不，机翼的焦点位置基本保持不，机翼的焦点位置基本保持不变变。和机翼。和机翼。和机翼。和机翼焦点的性焦点的性焦点的性焦点的性质质一一一一样样，低速，低速，低速，低速飞飞行行行行时时，全机焦点的位置也保持不，全机焦点的位置也保持不，全机焦点的位置也保持不，全机焦点的位置也保持不变变 飞飞机焦点机焦点机焦点机焦点机翼焦点机翼焦点机翼焦点机翼焦点重 心37.空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司3 3、飞机机纵向静向静稳定的条件定的条件小迎角下，小迎角下，小迎角下，小迎角下，飞飞机的机的机的机的纵纵向静向静向静向静稳稳定性只取决于全机焦点和重定性只取决于全机焦点和重定性只取决于全机焦点和重定性只取决于全机焦点和重心之心之心之心之间间的位置关系。的位置关系。的位置关系。的位置关系。全机焦点和重心的位置：全机焦点和重心的位置：全机焦点和重心的位置：全机焦点和重心的位置：空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机机纵向静向静稳定的条件定的条件当焦点位于重心之后当焦点位于重心之后当焦点位于重心之后当焦点位于重心之后时时：X X X XF F F FX X X XWWWW；L L L L对对重心的力矩是低重心的力矩是低重心的力矩是低重心的力矩是低头头力矩，使力矩，使力矩，使力矩，使飞飞机有低机有低机有低机有低头头趋势趋势，是恢复力矩，是恢复力矩，是恢复力矩，是恢复力矩，飞飞机具有静机具有静机具有静机具有静稳稳定性。定性。定性。定性。焦点位于重心之前：焦点位于重心之前：焦点位于重心之前：焦点位于重心之前：X X X XF F F FX X X XWWWW；L L L L对对重心的力矩是抬重心的力矩是抬重心的力矩是抬重心的力矩是抬头头力矩，使力矩，使力矩，使力矩，使飞飞机有抬机有抬机有抬机有抬头头趋势趋势，使，使，使，使飞飞机更加偏离原来的平衡状机更加偏离原来的平衡状机更加偏离原来的平衡状机更加偏离原来的平衡状态态，飞飞机不机不机不机不稳稳定。定。定。定。焦点位于重心焦点位于重心焦点位于重心焦点位于重心处处：X X X XF F F F=X=X=X=XWWWW，；，；，；，；L L L L对对重心力矩重心力矩重心力矩重心力矩为为零，零，零，零，飞飞机具有中立静机具有中立静机具有中立静机具有中立静稳稳定定定定性。性。性。性。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司重力L飞机机纵向静向静稳定分析定分析空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司全机静全机静稳定裕量定裕量全机焦点与重心之全机焦点与重心之全机焦点与重心之全机焦点与重心之间间的距离称的距离称的距离称的距离称为飞为飞机机机机纵纵向静向静向静向静稳稳定裕量。定裕量。定裕量。定裕量。设计飞设计飞机机机机时时，要求，要求要求，要求K K K KF F F F0 0 0 0，且，且，且，且K K K KF F F F要达到一定的量要达到一定的量要达到一定的量要达到一定的量值值，以，以，以，以保保保保证飞证飞机具有足机具有足机具有足机具有足够够的的的的纵纵向静向静向静向静稳稳定性。定性。定性。定性。民用民用民用民用飞飞机，机，机，机，K K K KF F F F大大大大约为约为平均气平均气平均气平均气动动力弦力弦力弦力弦长长的的的的10%10%10%10%15%15%15%15%。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司水平尾翼的重要作用之一水平尾翼的重要作用之一水平尾翼的又一个重要的作用水平尾翼的又一个重要的作用水平尾翼的又一个重要的作用水平尾翼的又一个重要的作用为飞为飞机提供必机提供必机提供必机提供必要的要的要的要的纵纵向静向静向静向静稳稳定性。定性。定性。定性。亚亚音速音速音速音速飞飞行行行行时时，机翼的焦点一般在，机翼的焦点一般在，机翼的焦点一般在，机翼的焦点一般在飞飞机重心之前，所以机重心之前，所以机重心之前，所以机重心之前，所以单单有机翼的有机翼的有机翼的有机翼的飞飞机是机是机是机是纵纵向静不向静不向静不向静不稳稳定的。定的。定的。定的。机身机身机身机身对纵对纵向力矩的影响，使焦点向前移，所以，翼身向力矩的影响，使焦点向前移，所以，翼身向力矩的影响，使焦点向前移，所以，翼身向力矩的影响，使焦点向前移，所以，翼身组组合合合合体的体的体的体的纵纵向静不向静不向静不向静不稳稳定性更大。定性更大。定性更大。定性更大。将水平尾翼的作用考将水平尾翼的作用考将水平尾翼的作用考将水平尾翼的作用考虑进虑进去以后，焦点大大向后移，形成去以后，焦点大大向后移，形成去以后，焦点大大向后移，形成去以后，焦点大大向后移，形成了在了在了在了在飞飞机重心之后的全机焦点，机重心之后的全机焦点，机重心之后的全机焦点，机重心之后的全机焦点，所以水平尾翼所以水平尾翼所以水平尾翼所以水平尾翼为飞为飞机提供机提供机提供机提供了了了了纵纵向静向静向静向静稳稳定性。定性。定性。定性。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4 4、影响、影响飞机机纵向静向静稳定性的因素定性的因素 （1 1 1 1）握杆和松杆）握杆和松杆）握杆和松杆）握杆和松杆对飞对飞机机机机纵纵向静向静向静向静稳稳定性的影响：定性的影响：定性的影响：定性的影响：假假假假设设松杆松杆松杆松杆时时升降舵可以自由升降舵可以自由升降舵可以自由升降舵可以自由摆动摆动，纵纵向静向静向静向静稳稳定性减小。定性减小。定性减小。定性减小。在在在在实际飞实际飞行中行中行中行中 ：飞飞机操机操机操机操纵纵系系系系统统存在着摩擦存在着摩擦存在着摩擦存在着摩擦 ；传动传动机构的机构的机构的机构的弹弹性性性性间间隙和装配隙和装配隙和装配隙和装配间间隙隙隙隙 。理想的握杆理想的握杆理想的握杆理想的握杆飞飞行状行状行状行状态态也是不存在的也是不存在的也是不存在的也是不存在的 。尽量减少升降舵随气流的自由尽量减少升降舵随气流的自由尽量减少升降舵随气流的自由尽量减少升降舵随气流的自由摆动摆动是必要的是必要的是必要的是必要的 ，目的是减少在，目的是减少在，目的是减少在，目的是减少在松杆和握杆两种松杆和握杆两种松杆和握杆两种松杆和握杆两种飞飞行状行状行状行状态态下下下下 ，飞飞机机机机纵纵向静向静向静向静稳稳定的差异定的差异定的差异定的差异 。对对于装有于装有于装有于装有无回力助力器无回力助力器无回力助力器无回力助力器的的的的飞飞机机机机 ，如果助力器安装在距升降舵，如果助力器安装在距升降舵，如果助力器安装在距升降舵，如果助力器安装在距升降舵较较近的地方近的地方近的地方近的地方 ，升降舵就不能自由升降舵就不能自由升降舵就不能自由升降舵就不能自由摆动摆动 。因此。因此。因此。因此 ，可以，可以，可以，可以认为这认为这种种种种飞飞机的松杆机的松杆机的松杆机的松杆飞飞行与握杆行与握杆行与握杆行与握杆飞飞行的行的行的行的纵纵向静向静向静向静稳稳定性是相同的定性是相同的定性是相同的定性是相同的 空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司（2 2）飞机机实用重心和用重心和飞机焦点位置的机焦点位置的变化：化：影响影响影响影响飞飞机机机机实实用童心的位置的因素用童心的位置的因素用童心的位置的因素用童心的位置的因素 :a.a.a.a.货货物的装物的装物的装物的装载载情况情况情况情况 b.b.b.b.乘客的位置乘客的位置乘客的位置乘客的位置 c.c.c.c.燃油的数量及消耗情况燃油的数量及消耗情况燃油的数量及消耗情况燃油的数量及消耗情况d.d.d.d.飞飞机的构型等等机的构型等等机的构型等等机的构型等等空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司影响影响影响影响飞飞机焦点位置的因素：机焦点位置的因素：机焦点位置的因素：机焦点位置的因素：a.a.a.a.飞飞行行行行MaMaMaMa数：超音速数：超音速数：超音速数：超音速时时，焦点后，焦点后，焦点后，焦点后移。移。移。移。b.b.b.b.水平尾翼：升降舵的偏水平尾翼：升降舵的偏水平尾翼：升降舵的偏水平尾翼：升降舵的偏转转角和水平安定面的配平角和水平安定面的配平角和水平安定面的配平角和水平安定面的配平角。角。角。角。c.c.c.c.飞飞机构型：襟翼、机构型：襟翼、机构型：襟翼、机构型：襟翼、缝缝翼、起落架等的位置。翼、起落架等的位置。翼、起落架等的位置。翼、起落架等的位置。d.d.d.d.纵纵向操向操向操向操纵纵系系系系统统的安装的安装的安装的安装间间隙和隙和隙和隙和弹弹性性性性间间隙。隙。隙。隙。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.3.24.3.2 飞机的机的纵向向动稳定性定性 飞飞机的机的机的机的纵纵向向向向动稳动稳定性研究的是定性研究的是定性研究的是定性研究的是飞飞机受到机受到机受到机受到扰动扰动后，恢复原后，恢复原后，恢复原后，恢复原飞飞行姿行姿行姿行姿态态的运的运的运的运动过动过程。程。程。程。运运运运动过动过程是由程是由程是由程是由飞飞机的静机的静机的静机的静稳稳定力矩、在俯仰定力矩、在俯仰定力矩、在俯仰定力矩、在俯仰摆动摆动中中中中产产生的生的生的生的转转动惯动惯量以及俯仰阻尼力矩相互作用的量以及俯仰阻尼力矩相互作用的量以及俯仰阻尼力矩相互作用的量以及俯仰阻尼力矩相互作用的结结果来确定。果来确定。果来确定。果来确定。空气动力学空气动力学空气动力学空气动力学第四章第四章第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公