飛機(jī)的橫側(cè)向靜穩(wěn)定性飛行原理課件

飛機(jī)的橫側(cè)向靜穩(wěn)定性主講人：徐峰《飛行原理》01.飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動02.飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性03.飛機(jī)的方向靜穩(wěn)定性目錄contents飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動1飛機(jī)的側(cè)滑和側(cè)滑角飛機(jī)沿機(jī)體橫軸Ozt，方向產(chǎn)生移動叫側(cè)滑。由于飛機(jī)側(cè)滑，來流方向不再與飛機(jī)對稱面平行，而是形成了一個夾角，叫側(cè)滑角。側(cè)滑角用β表示，并以氣流（空速向量）從機(jī)身右側(cè)吹來為正。側(cè)滑時，作用在飛機(jī)上的氣動力左右不對稱，產(chǎn)生了沿Ozq的側(cè)向力、繞Oxt軸的滾轉(zhuǎn)力矩Mx和繞Oyt軸的偏航力矩My。飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動從圖中可以看到，飛機(jī)受擾動繞Oxt軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)角γ后，由于飛機(jī)重力在機(jī)體Ozt軸上的分量，使飛機(jī)產(chǎn)生沿Ozt軸的側(cè)向移動，產(chǎn)生側(cè)滑和側(cè)滑角；同樣，從圖中也可以看到，飛機(jī)受擾動，繞Oyt軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生偏航后，由于運(yùn)動慣性，飛機(jī)沿原飛行方向繼續(xù)向前飛行，也使飛機(jī)產(chǎn)生了沿Ozt軸的側(cè)向移動，產(chǎn)生側(cè)滑和側(cè)滑角。

飛機(jī)右滾轉(zhuǎn)引起右側(cè)滑

飛機(jī)左偏航引起右側(cè)滑飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動1滾轉(zhuǎn)力矩和偏航力矩作用在飛機(jī)機(jī)體上的氣動載荷產(chǎn)生的使機(jī)體繞縱軸xt轉(zhuǎn)動的力矩叫滾轉(zhuǎn)力矩，用Mx表示。規(guī)定滾轉(zhuǎn)力矩Mx矢量方向指向xt正方向，也就是使機(jī)體向右滾轉(zhuǎn)，Mx為正。作用在飛機(jī)機(jī)體上的氣動載荷產(chǎn)生的使機(jī)體繞立軸yt轉(zhuǎn)動的力矩叫偏航力矩，用My表示。規(guī)定偏航力矩My矢量方向指向yt正方向，也就是使飛機(jī)機(jī)頭向左轉(zhuǎn)動，My為正。飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動公式如下:Mx=mx(1/2)ρυ2SLMy=my(1/2)ρυ2SLmx=Mx/

(1/2)ρυ2SL；my=My/

(1/2)ρυ2SL；所以:式中:mx——滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)；my——偏航力矩系數(shù)；(1/2)ρυ2

——飛機(jī)飛行的動壓;S——機(jī)翼面積;L——機(jī)翼展長。飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性從飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性定義可以看出：飛機(jī)受到擾動，繞機(jī)體Oxt軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生了滾轉(zhuǎn)角γ，造成側(cè)滑時，如果由于側(cè)滑角引起的滾轉(zhuǎn)力矩與飛機(jī)滾轉(zhuǎn)的方向相反，有使飛機(jī)恢復(fù)原飛行姿態(tài)的趨勢，是飛機(jī)具有側(cè)向靜穩(wěn)定性的必要條件。1飛機(jī)側(cè)向靜穩(wěn)定性的條件飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性2機(jī)翼上反角對飛機(jī)側(cè)向穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)

機(jī)翼上反角與側(cè)向穩(wěn)定如圖，表示機(jī)翼上反角ψ對側(cè)向穩(wěn)定性的影響。飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性主要由機(jī)翼的上反角來提供。飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動圖中飛機(jī)受擾動向右滾轉(zhuǎn)產(chǎn)生正側(cè)滑角β。氣流由飛機(jī)右前方吹來，產(chǎn)生了沿機(jī)體Ozt軸的氣流分量υsinβ。流過上揚(yáng)機(jī)翼(左翼)時，產(chǎn)生向下的氣流υsinβsinψ流量，從而使下沉機(jī)翼迎角增加，升力也增大，使上揚(yáng)機(jī)翼迎角減小，升力也減少，兩側(cè)機(jī)翼的升力差，產(chǎn)生了使飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)的恢復(fù)力矩Mx所以機(jī)翼上反角為飛機(jī)提供了側(cè)向靜穩(wěn)定性。由于機(jī)翼有上反角ψ，υsinβ氣流流過下沉機(jī)翼(右翼)時，產(chǎn)生向上的氣流υsinβsinψ流量；機(jī)翼上反角不但為飛機(jī)提供了側(cè)向靜穩(wěn)定性，而且通過改變上反角ψ的大小，可定量地調(diào)整飛機(jī)側(cè)向靜穩(wěn)定性的大小，所以，側(cè)向靜穩(wěn)定性也稱為“上反效應(yīng)”飛機(jī)的橫側(cè)向運(yùn)動飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性當(dāng)飛機(jī)滾轉(zhuǎn)產(chǎn)生側(cè)滑時，無論是機(jī)翼的上反角還是后掠角，都為飛機(jī)提供了側(cè)向靜穩(wěn)定性。除了機(jī)翼的上反角、后掠角對飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性起重要作用外，垂直尾翼對飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性也有影響，機(jī)體縱軸上方的垂尾增加側(cè)向靜穩(wěn)定性，下方的垂尾（腹鰭）減少側(cè)向靜穩(wěn)定性。另外，機(jī)翼和機(jī)身的相對位置也對側(cè)向靜穩(wěn)定性有影響，上單翼起側(cè)向靜穩(wěn)定作用，下單翼起側(cè)向靜不穩(wěn)定作用。3機(jī)翼后掠角對飛機(jī)側(cè)向靜穩(wěn)定性的影響飛機(jī)的方向靜穩(wěn)定性12飛機(jī)方向靜穩(wěn)定性的條件垂尾對飛機(jī)方向靜穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)飛機(jī)的方向靜穩(wěn)定性主要是由垂直尾翼提供的。垂直尾翼為飛機(jī)提供了方向靜穩(wěn)定性。從以上分析可以看出，垂尾為飛機(jī)提供的方向靜穩(wěn)定性，總是讓飛機(jī)機(jī)頭對準(zhǔn)來流，消除側(cè)滑角。所以，垂尾所起的作用是風(fēng)向標(biāo)的作用。從飛機(jī)方向