BUK445-400A飞机的操纵性,操纵性是指飞机在驾驶员操纵下,从一种飞行状态过渡到另一种飞行状态的特性。对于驾驶员的操纵反应过于灵敏或过于迟钝的飞机都会给飞机的飞行操纵带来困难。对操纵反应过于灵敏会使驾驶员很难精确控制飞机,也会因对操纵反应过大而造成失速或结构的损坏;对操纵反应过于迟钝的飞机,驾驶员不得不加大操纵量,操纵起来十分的吃力,所以只有具备一定操纵性的飞机才适合飞行。和稳定性一样,为了便于讲述,我们也把操纵性分为纵向操纵性、侧向操纵性和方向操纵性。

纵向操纵性――飞机按照驾驶员的操纵指令,绕横轴转动,增大或减少迎角,改变原飞行姿态的能力。

侧向操纵性――飞机按照驾驶员的操纵指令,绕纵轴滚转,改变原飞行姿态的能力。

方向操纵性――飞机按照驾驶员的操纵指令,绕立轴转动,向左或向右偏转,改变原飞行姿态的能力。

飞机的纵向稳定性,飞机的纵向静稳定性

飞机的纵向力矩和纵向平衡,飞机的纵向力矩:纵向力矩就是使飞机绕横轴ozt转动的俯仰力矩,用mz示。

规定使飞机抬头uz为正值,否则为负值。

飞机是由机翼、机身、尾翼以及动力装置等部件组成,其中,每个部件上的气动力及发动机推力都将对飞机产生纵向力矩。全机纵向力矩就等于机翼、机身、尾翼等部件上的气动力及发动机推力产生的纵向力矩之和。用公式表示为:

Mz=Cmz(1/2)pu2SbA                (4-1)

式中:Cmz――俯仰力矩系数;

(1/2)pu2――飞机飞行的动压;

S――机翼面积;

bA――平均空气动力弦长。

飞机的纵向平衡:这里讨论的纵向平衡主要是针对与飞机纵向稳定性有关的俯仰运动的。它是指飞机的纵向力矩Mz=0,即俯仰力矩系数Cmz=0,没有外界扰动的话,飞机不会绕横轴ozt产生俯仰运动,飞行迎角不会变化。

对飞机纵向力矩起主要作用的是机翼、水平尾升力和发动机的推力。如果不考虑发动机,机翼和水平尾翼的飞机纵向平衡的影响如图4-5所示。在一般情况下,机翼的压力中心在飞机重心之后,机翼上的气动升力对飞机产生使机头向下的俯仰力矩(-mz)。水平尾翼上的气动升力向下作用,对飞机产生使机头向上的俯仰力矩(+mz)。当两个力矩互相抵消时,飞机的纵向力mz=0,飞机保持纵向平衡。为了使水平尾翼的气动升力能产生抬头力矩,水平尾翼的安装角一般采取负值,机翼安装角与水平尾翼安装角之差,称为纵向上反角(见第2章图2-13)。

飞机重心机翼压力中心,主要的俯仰力矩.

飞机定常直线飞行时,不同的飞行速度要求不同的迎角。迎角不同,机翼升力的大小及压力中心的位置也不同,对飞机重心会产生大小不同的低头力矩,这就必须通过改变升降舵的偏转角(有的飞机还可以通过改变水平安定面的配平角),使水平尾翼产生与之相平衡的抬头力矩来维持飞机的纵向平衡,这个过程就叫做飞机的纵向配平。所以,对于每一个迎角下的定常直线飞行,都有一个升降舵的偏转角与之对应。这个迎角就叫做该升降舵偏转角对应的平衡迎角。飞机水平尾翼的一个重要作用就是保证飞机在不同速度下进行定常直线飞行的纵向平衡。

全机焦点,当飞机受到扰动使迎角发生改变时,机翼、机身和水平尾翼的迎角都会随着发生变化,也都会产生附加的气动升力。这些附加气动升力之和就是迎角改变时全机气动升力的增量。用符号L表示。由于迎角的改变而引塑的飞机气动升力增量的作用点,就叫做全机焦点(气动中心)。

因为在全机的气动升力中,机翼的升力占主要部分,尾翼上的升力虽然比机翼的升力小很多,但它作用在全机重心之后,而且力臂较长,所以加上水平尾翼之后,形成的全机焦点明显地后移,如图4-6所示。

从第2章图2-41(c)中可以看到,各部件升力增量对飞机焦点的影响

在同m<m临界时,机翼的焦点位置基本保持不变。和机翼焦点的性质一样,低速飞行时,全机焦点的位置也保持不变。

飞机纵向静稳定性的条件,在小迎角下(α<αl临界),飞机纵向静稳定性只取决于全机焦点和重心之间的相对位置(见图4-7)。全机焦点和重心的位置分别用亓F和Xw表示。分别等于全机焦点和重心在平均气动力弦上投影到该弦前缘距离与平均气动力弦长之比。

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