1、飞机的稳定性飞机的稳定性与操纵性与操纵性第四章第四章本章主要内容本章主要内容4.1 飞机运动参数飞机运动参数4.2 飞机稳定性与操纵性的基本概念飞机稳定性与操纵性的基本概念4.3 飞机的纵向稳定性飞机的纵向稳定性4.4 飞机的纵向操纵性飞机的纵向操纵性4.5 飞机的横侧向静稳定性飞机的横侧向静稳定性4.6 飞机的横侧向动稳定性飞机的横侧向动稳定性4.7 飞机的横侧向操纵性飞机的横侧向操纵性4.8 飞机主操纵面上的附设装置飞机主操纵面上的附设装置第五章第五章 第第 页页2一、一、飞机在空间的姿态飞机在空间的姿态（三个姿态角）（三个姿态角）n三个姿态角：俯仰角三个姿态角：俯仰角 vr4.1 飞机运
2、动参数飞机运动参数偏航角偏航角 滚转角滚转角第五章第五章 第第 页页3二、二、空速向量相对机体的方位空速向量相对机体的方位（两个方位角）（两个方位角）n两个气流角：迎两个气流角：迎 角角 侧滑角侧滑角 a第五章第五章 第第 页页4侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。致的飞行状态。侧滑侧滑 相对气流相对气流 运动方向运动方向第五章第五章 第第 页页54.2 飞机的稳定性和飞机的稳定性和 操纵性的基本概念操纵性的基本概念一、一、飞机飞机的稳定性的稳定性 1 1、稳定性稳定性定义定义：物体受扰动偏离平衡状态后能自物体受扰动偏离平衡状态后能自 动恢复到
3、原平衡状态的能力。动恢复到原平衡状态的能力。飞机的稳定性和操纵性：飞机的稳定性和操纵性：阐述飞机在力和力矩的作用下，阐述飞机在力和力矩的作用下，飞机状态的保持和改变的基本原理。飞机状态的保持和改变的基本原理。稳定稳定中立稳定中立稳定不稳定不稳定初始位置初始位置 新位置新位置 例一：小球的稳定性例一：小球的稳定性 一旦摆锤偏离原平衡状态，重力分一旦摆锤偏离原平衡状态，重力分力形成的力矩力形成的力矩使摆锤回到原平衡位使摆锤回到原平衡位置。此外，摆锤在摆动过程中还受到空置。此外，摆锤在摆动过程中还受到空气阻力形成的力矩作用。气阻力形成的力矩作用。例二：单摆的稳定性例二：单摆的稳定性 下垂的单摆是稳定
4、的，因为其受到下垂的单摆是稳定的，因为其受到稳定力矩和阻尼力矩的共同作用。稳定力矩和阻尼力矩的共同作用。阻尼力矩阻尼力矩原平衡状态原平衡状态稳定力矩稳定力矩阻尼力矩阻尼力矩原平衡状态原平衡状态稳定力矩稳定力矩 单摆在这两个力矩的共同作用下，单摆在这两个力矩的共同作用下，最终回到原平衡状态。最终回到原平衡状态。第五章第五章 第第 页页8 物体受扰后的运动过程中，自动出物体受扰后的运动过程中，自动出现的、力图使物体最终回到原平衡状现的、力图使物体最终回到原平衡状态的、方向始终与运动方向相反的力态的、方向始终与运动方向相反的力矩，称为矩，称为阻尼力矩阻尼力矩。物体受扰偏离原平衡状态后，物体受扰偏离原
5、平衡状态后，出现的、出现的、使物体回到原平衡状态使物体回到原平衡状态的、方向始终指向原平衡位置的力矩，的、方向始终指向原平衡位置的力矩，称为称为稳定力矩稳定力矩。阻尼力矩阻尼力矩原平衡状态原平衡状态稳定力矩稳定力矩阻尼力矩阻尼力矩原平衡状态原平衡状态稳定力矩稳定力矩 单摆的稳定性分析单摆的稳定性分析第五章第五章 第第 页页9 倒立单摆的稳定性倒立单摆的稳定性 倒立的单摆不具备倒立的单摆不具备稳定和阻尼稳定和阻尼这两个力矩，因此这两个力矩，因此是不稳定的。是不稳定的。原平衡状态原平衡状态不稳定力矩不稳定力矩第五章第五章 第第 页页102、物体的静稳定性、物体的静稳定性 物体受扰动后具有回到原平衡
6、状态的趋势，称物体受扰动后具有回到原平衡状态的趋势，称为物体是为物体是静稳定静稳定性。性。静稳定性静稳定性研究物体受扰后的最初响应问题。研究物体受扰后的最初响应问题。静稳定静稳定中立静稳定中立静稳定 静不稳定静不稳定外力外力外力外力外力外力第五章第五章 第第 页页113、物体的动稳定性、物体的动稳定性 物体在扰动运动过程中出现阻尼力矩，最终使物体回物体在扰动运动过程中出现阻尼力矩，最终使物体回到原平衡状态，称物体是动稳定性。到原平衡状态，称物体是动稳定性。动稳定性动稳定性研究物体受扰运动的时间响应历程问题。研究物体受扰运动的时间响应历程问题。弹簧（欠阻尼）弹簧（欠阻尼）正弦波（无阻尼）正弦波（
7、无阻尼）扰动过调（过阻尼）扰动过调（过阻尼）递减递减递增递增定值定值第五章第五章 第第 页页124、飞机稳定性、飞机稳定性 飞机的稳定性是指：飞机受到小扰动（包括阵风扰飞机的稳定性是指：飞机受到小扰动（包括阵风扰动和操纵扰动）后，偏离原平衡状态，并在扰动消失动和操纵扰动）后，偏离原平衡状态，并在扰动消失后，飞行员不给予任何操纵，飞机自动恢复原平衡状后，飞行员不给予任何操纵，飞机自动恢复原平衡状态（包括最初响应态（包括最初响应静静稳定性问题，和最终响应稳定性问题，和最终响应动动稳定性问题）的特性。稳定性问题）的特性。俯仰稳定性俯仰稳定性方向稳定性方向稳定性横向稳定性横向稳定性第五章第五章 第第
8、页页13飞机的稳定性飞机的稳定性飞机具有稳定性飞机具有稳定性飞机不具有稳定性飞机不具有稳定性飞机具有中立稳定性飞机具有中立稳定性第五章第五章 第第 页页14 飞机的操纵性是指飞机在飞行员操纵升降舵、方向飞机的操纵性是指飞机在飞行员操纵升降舵、方向舵和副翼下改变其飞行状态的特性。舵和副翼下改变其飞行状态的特性。俯仰操纵性俯仰操纵性方向操纵性方向操纵性横侧操纵性横侧操纵性二、二、飞机的操纵性飞机的操纵性俯仰轴俯仰轴 俯仰俯仰 纵轴纵轴 滚转滚转 偏航轴偏航轴 偏航偏航 重心重心 第五章第五章 第第 页页151、俯仰操纵性、俯仰操纵性拉杆拉杆升降舵上偏升降舵上偏附加向下升力附加向下升力第五章第五章
9、第第 页页162、方向操纵性、方向操纵性重心重心 动作动作 侧力侧力 垂直安定面垂直安定面 舵舵 距离距离 第五章第五章 第第 页页173、横侧操纵性、横侧操纵性右阻力右阻力左阻力左阻力右副翼右副翼 距离距离重心重心左副翼左副翼第五章第五章 第第 页页184.1飞机运动参数飞机运动参数 4.2飞机稳定性与操纵性飞机稳定性与操纵性（作业）（作业）1、物体的平衡状态被破坏后，必须同时具有（、物体的平衡状态被破坏后，必须同时具有（）和（）和（），），才能恢复到平衡状态。才能恢复到平衡状态。2、飞机平衡破坏后，机头向右偏转，我们称飞机（、飞机平衡破坏后，机头向右偏转，我们称飞机（）侧滑，机身向右倾斜，
10、）侧滑，机身向右倾斜，我们称飞机（我们称飞机（）侧滑。）侧滑。3、飞机的主操纵面有：（、飞机的主操纵面有：（）A、升降舵、方向舵、升降舵、方向舵、襟翼、襟翼 B、平尾、垂尾、副翼、平尾、垂尾、副翼 C、平尾、垂尾、机翼、平尾、垂尾、机翼 D、升降舵、方向舵、升降舵、方向舵、副翼、副翼4、如果驾驶员左转驾驶盘并同时拉杆、如果驾驶员左转驾驶盘并同时拉杆()A、左副翼向上、左副翼向上,升降舵向下。升降舵向下。B、左副翼向上、左副翼向上,升降舵向上。升降舵向上。C、左副翼向下、左副翼向下,升降蛇向上升降蛇向上 D、左副翼向下、左副翼向下,升降舵向下。升降舵向下。5、飞机机体纵轴与水平面的夹角及翼弦与来
11、流方向的夹角分别为（、飞机机体纵轴与水平面的夹角及翼弦与来流方向的夹角分别为（）。）。A、迎角；侧滑角、迎角；侧滑角 B、俯仰角；偏航角、俯仰角；偏航角 C、俯仰角；迎角、俯仰角；迎角 D、迎角；偏航角、迎角；偏航角6、俯仰角（、俯仰角（）为正，偏航角（）为正，偏航角（）为正，滚转角（）为正，滚转角（）为正。）为正。第五章第五章 第第 页页194.1飞机运动参数飞机运动参数 4.2飞机稳定性与操纵性飞机稳定性与操纵性（作业）（作业）1、物体的平衡状态被破坏后，必须同时具有（、物体的平衡状态被破坏后，必须同时具有（静稳定性静稳定性）和（）和（动稳定性动稳定性），），才能恢复到平衡状态。才能恢复到
12、平衡状态。2、飞机平衡破坏后，机头向右偏转，我们称飞机（、飞机平衡破坏后，机头向右偏转，我们称飞机（左左）侧滑，机身向右倾斜，）侧滑，机身向右倾斜，我们称飞机（我们称飞机（右右）侧滑。）侧滑。3、飞机的主操纵面有：（、飞机的主操纵面有：（D）A、升降舵、方向舵、升降舵、方向舵、襟翼、襟翼 B、平尾、垂尾、副翼、平尾、垂尾、副翼 C、平尾、垂尾、机翼、平尾、垂尾、机翼 D、升降舵、方向舵、升降舵、方向舵、副翼、副翼4、如果驾驶员左转驾驶盘并同时拉杆、如果驾驶员左转驾驶盘并同时拉杆(B)A、左副翼向上、左副翼向上,升降舵向下。升降舵向下。B、左副翼向上、左副翼向上,升降舵向上。升降舵向上。C、左副翼向下、左副翼向下,升降蛇向上升降蛇向上 D、左副翼向下、左副翼向下,升降舵向下。升降舵向下。5、飞机机体纵轴与水平面的夹角及翼弦与来流方向的夹角分别为（、飞机机体纵轴与水平面的夹角及翼弦与来流方向的夹角分别为（C）。）。A、迎角；侧滑角、迎角；侧滑角 B、俯仰角；偏航角、俯仰角；偏航角 C、俯仰角；迎角、俯仰角；迎角 D、迎角；偏航角、迎角；偏航角6、俯仰角（、俯仰角（上仰上仰）为正，偏航角（）为正，偏航角（左偏左偏）为正，滚转角（）为正，滚转角（右滚右滚）为正。）为正。第五章第五章 第第 页页20
