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时间:2011-02-10 15:42来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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横向静稳定性;反之,就没有横向静稳定性;
保证飞机横向静稳定性的主要因素是机翼的上反角、后掠角和垂直尾翼,其作用分述如下。
+机翼上反角 的作用
当飞机受到微小扰动而向右倾斜时(反之亦然),总升力也随之倾斜而产生向右的侧力 ’,促使飞机向右侧滑而形成侧滑角 "。分速 *,-."对左右机翼的作用相同,而分速 *./0"在上反角的作用下,又可分解为平行于及垂直于机翼弦面的两个分速
*./0",-.和 1./0"./0。前者因平行弦面流动故对机翼表面的压力分布无影响,而后者却在左机翼上叠加了一个向下的速度分量使其迎角减小,在右机翼则因叠加了一个向上的速度分量而使实际迎角增加,致使右翼升力增加而左翼升力减小,因而产生了恢复力矩。所以说机翼的上反角有增加横向稳定性的作用。
&+机翼后掠角 2的作用
当飞机由于扰动向右倾斜而引起右侧滑时,气流对右机翼的有效分速 *(即垂直焦点线的分速)就比左机翼分速 *3大得多。显然,右机翼的升力也就大,所以也能产生恢复力矩,从而起到增加横向稳定性的作用。
3+垂直尾翼对横向稳定性的作用
当飞机(不论何种原因)出现侧滑角 "时,在垂直尾翼上就会派生出侧力 ’,它不但能为航向提供恢复力矩,而且由于垂直尾翼一般都装在机身的上面,所以还有滚转力矩。不难看出它也是一个横向恢复力矩,因此也具有横向稳定的作用。
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五、横向、航向静稳定性的比值对动稳定性的影响
在讨论平衡问题时,曾经谈到飞机的航向平衡和横向平衡具有密切关系。同样,飞机的航向静稳定性和横向静稳定性之间也有着密切的联系。不能一个静稳定度很大,另一个却很小,二者之间需要保持一定的关系,否则有可能在动稳定性上出现问题。
"航向静稳定性过大而横向静稳定性过小将造成螺旋不稳定运动
当飞机受到扰动向右倾斜随之向右侧滑时,由于过大的航向静稳定性产生的航向恢复力矩过大将使飞机迅速向右偏航,因而左翼升力就大于右翼的升力。而此时过小的横向静稳定性又不能产生足够的滚转恢复力矩,飞机就进一步向右倾斜。此后,更大的右侧滑又引起更大右倾斜,倾斜后的升力垂直分量将小于飞机重量,最后使飞机一方面下降一方面机头向右偏转而形成螺旋运动。
螺旋运动发展较慢,周期长,对于具有轻微螺旋不稳定性的飞机,驾驶员有充裕的时间可以纠正,一般不致于造成危险。
"横向静稳定性大而航向静稳定性过小将引起振荡不稳定运动。
当飞机受扰动而向右倾斜时,由于机翼横向静稳定性过大,稍一侧滑飞机就恢复正常姿式,之后在惯性的作用下飞机继续向右侧滑,因此出现反向倾斜。这时,升力的水平分量又使飞机开始往左侧滑,左倾斜迅速减小,已恢复到正常姿式后,又在惯性的作用下继续侧滑而出现右倾斜。
由于航向静稳定性过小,飞机消除侧滑角的能力很弱,因此振荡的现象越来越厉害,而且周期较短(% &),驾驶员难于操纵,因此在飞机设计中,必须避免这种振荡不定现象(又称为荷兰滚)。
现代高速飞机一般都采用大后掠机翼,往往不用上反已嫌横向稳定性过大,所以有的飞机还要把机翼做成下反,使横向和航向静稳定性保持一个适当的比值。一般说来,具有纵向静稳定的飞机也是纵向动稳定的。
第三节 ’飞机的操纵性
飞机不仅应有自动保持其原有平衡状态的稳定性,而且,由于执行任务和飞行阶段的不同,飞机不可能始终用一种平衡状态飞行,还需要经常地改变自己的飞行状态,这就要求飞机还要能操纵。例如从平飞转到上升或下滑、加速或减速、从直线飞行转到曲线飞行等等。
所谓飞机的操纵性,就是指飞机在驾驶员操纵下,改变其飞行状态的特性。操纵性的好坏与飞机稳定性的大小有密切关系,稳定性太大,也就是说飞机保持原有飞行 •(•
 
状态的能力越强,则要改变它也就越不容易,操纵起来也就越费劲。若稳定性过小,则操纵力也很小,驾驶员很难掌握操纵的份量,也是不理想的。所以要正确处理好稳定性与操纵性之间的关系。
飞机的操纵,主要是通过 个航面(操纵面)—
—外降舵(有时是全动平尾),方向舵和副翼来实现的。
一、飞机的纵向操纵性
当驾驶员操纵驾驶杆偏转升降舵之后,飞机绕横轴转动而改变其迎角、速度等飞行状态的特性,称为飞机的纵向操纵性。
驾驶员后拉杆,升降舵向上偏转,于是在乎尾上产生向下的附加升力 "尾,该力对飞机重心形成使飞机抬头的操纵力矩 抬头,在该力矩作用下,飞机原有的平衡状态即被破坏,飞机便绕横轴转动,使迎角增大。由于迎角增大,在飞机焦点上亦产生附加升力 "。对于静稳定的飞机来说,焦点位于重心的后面,因此升力增量 "对重心形成使飞机低头的稳定力矩 低头。当操纵力矩和稳定力矩相等时,飞机的迎角不再增大,飞机便在新的迎角下保持平衡飞行。同样,驾驶员前推杆,升降舵向下偏转,飞机迎角会减小。
显然,当舵面向上偏转时,舵面上产生的附加升力 "舵,对升降舵的旋转轴亦形成力矩,通常称为铰链力矩。为了保持舵面向上的偏角不变,驾驶员必须对驾驶杆作用一定的向后的拉力户,通常称为驾驶杆力。杆力的大小及其随速度的变化规律是衡量和评定操纵性好坏的一个最重要指标。杆力太小,驾驶员不能准确地控制和判断飞行状态;杆力太大,操纵费力,甚至达不到规定的飞行状态。所以杆力的大小,是驾驶员借以感觉来掌握操纵份量的重要依据。
在飞行中,升降舵一般总是有一定的偏角(其他舵面也一样,有时可能会有很大的偏角),因而飞行员对驾驶杆始终要保持一定的杆力,这在长途飞行中,不仅分散精力,而且容易使驾驶员疲劳。为了改变这种情况,通常在升降舵后缘附近还装有一个小舵,称为调整片。当升降舵向上偏转时,飞行员可操纵调整片向下偏转,于是在调整片上产生向上的空气动力 ,该力对升降舵转动轴形成的铰链力矩,与升降舵上的气动力形成的铰链力矩方向相反,若使二者大小亦相等时,则总的铰链力矩等于零,因此杆力亦等于零。这样驾驶员便可以松开驾驶杆进行飞行。
所以,调整片的作用在于部分或者全部抵消驾驶杆力,帮助驾驶员进行操纵。
二、飞机的横向操纵性
 
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