1、西北工业大学飞行器稳定性与操纵性考试试题诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：成绩编号：西北工业大学考试试题（卷）开课学院航空学院课程飞行器稳定性与操纵性学时36考试日期考试时间2小时考试形式（）（）卷考生班级学号姓名一、名词解释(30分)1、纵向平衡曲线2、上反效应3、副翼操纵反效4、模态5、机翼自转二、问答(50分)1、平尾对正常式布局飞机（平尾在机翼之后）俯仰力矩的三个作用是什么？2、飞机设计时决定重心后限位置的因素有哪些？3、推导飞机小扰动运动方程组所采用了哪些简化假设？4、什么是气流坐标轴系？什么是惯用的机体坐标轴系？5、横侧扰动
2、运动有哪些典型模态？其特点是什么？6、飞机纵向静稳定性导数是什么？它的变化对飞机纵向动稳定性及操纵性的影响是什么？三、计算(20分)已知飞机某飞行状态下纵向扰动运动的特征方程为：注：1.命题纸上一般不留答题位置，试题请用小四、宋体打印且不出框。2.命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。共2页第1页西北工业大学命题专用纸（1）用罗斯霍尔维茨判据判别该飞行状态下飞机的纵向稳定性（2）采用简化解法求解长、短周期模态的特征根（3）求短周期模态的半衰时（或倍增时）、周期、半衰时（或倍增时）内振荡次数 共2页第2页西北工业大学考试试题答案及评分标准开课学院航空学院课程飞行器稳定性与操纵性学时36考试日
3、期考试时间2小时考试形式（）（）一、名词解释（65）1、纵向平衡曲线纵向定常直线飞行中，俯仰力矩平衡时，升降舵（平尾）偏角与飞行速度或迎角之间的关系曲线2、上反效应定常侧滑直线飞行中，上反角的横向静稳定性作用3、副翼操纵反效刚度小的机翼，在动压大的情况下，偏转副翼引起的附加气动载荷作用在机翼刚性轴之后，引起机翼的扭转变形，削弱了副翼滚转操纵的效果。随着动压的增加，相同副翼偏角引起的机翼扭转变形增大，副翼的操纵效率更低。当动压达到某一临界动压值时，副翼的操纵效率为零。随着动压进一步增大，左压杆却出现右滚力矩，副翼操纵反效4、模态扰动运动特征方程的每一个实根或每一对共轭复根描述的运动5、机翼自转当
4、飞机大于失速迎角飞行时，右滚转时，虽然右机翼的迎角大于左机翼的迎角，但是由于失速，胜利反而小于左翼，此时的横向力矩将加速飞机的滚转二、问答（10，9，10，8，6，7）评分视具体答题情况而定1、平尾对正常式布局飞机（平尾在机翼之后）俯仰力矩的三个作用是什么？答：（1）改变飞机的零升力矩系数大小，甚至使它由负值变为正值（2）偏转平尾（升降舵），是飞机在不同迎角下取得俯仰力矩的平衡（3）改变俯仰力矩曲线的斜率，通过使飞机焦点后移来使飞机具有纵向静稳定性2、飞机设计时决定重心后限位置的因素有哪些？答：（1）为使飞机具有纵向静稳定性，重心必须在飞机焦点之前（2）为使飞机具有纵向松杆静稳定性，重心必须在
5、松杆中性点之前（3）定常曲线飞行时，为使，重心必须在握杆机动点之前（4）定常曲线飞行时，为使，重心必须在松杆机动点之前3、推导飞机小扰动运动方程组所采用了哪些简化假设？答：（1）关于地球的假设，地球是静止不动的平面（2）关于飞机的假设，飞机是刚体，且质量为常数（3）大气为平静的标准大气（4）所选坐标系为原点与质心重合的机体坐标系（5）飞机质量分布对称（6）小扰动假设（7）飞机具有对称面，质量和外形都对称（8）基准运动中，飞机的运动平面、对称面、铅垂面合一（9）基准运动为定直飞行（10）准定常假设4、什么是气流坐标轴系？什么是惯用的机体坐标轴系？答：气流坐标轴系：原点在飞机质心，轴沿飞机速度方向
6、，轴在飞机对称面上垂直于轴指向下方，轴垂直于、，指向右方惯用的机体坐标轴系：原点在飞机质心，轴平行于机身轴线或对称面机翼弦线，指向前方，轴垂直对称面，指向右翼，轴在飞机对称面内，垂直于轴指向下方，且与、形成右手坐标系统5、横侧扰动运动有哪些典型模态？其特点是什么？答：（1）对应模值大实根的滚转收敛模态，特点是衰减快、滚转比偏航和侧滑大得多的非周期运动（2）对应模值小实根的螺旋模态，特点是半衰时长、带滚转、接近零侧滑的偏航非周期运动（3）对应复根的荷兰滚模态，特点是中等阻尼、频率较快、既滚转又偏航带侧滑的周期性运动6、飞机纵向静稳定性导数是什么？它的变化对飞机纵向动稳定性及操纵性的影响是什么？答
7、：飞机纵向静稳定性导数是或。对飞机的纵向短周期模态而言，只要飞机具有纵向静稳定性，就是动稳定的。随着纵向握杆静裕度即的相反数的减小，短周期阻尼基本不变，频率不断减小；当减至某一负值时（此时飞机不具备纵向静稳定），运动失去振荡性质变成非周期的衰减。对飞机的纵向长周期模态而言，开始随着静裕度减小，长周期阻尼基本不变，频率不断减小；当减至某一正值时（此时飞机仍具备纵向静稳定），运动失去振荡性质变成一对非周期的模态，其中一支是发散的。所以要使飞机具有纵向的动稳定性，就要具备相当程度的纵向静稳定性。对飞机的纵向操纵性而言，随着静裕度的增加，频率增加，相对阻尼比减少，使得升降舵阶跃操纵后，飞机过载系数的反应中上升时间、调节时间减少，即飞机的反应快，但是超调量增大，即运动参数变化的振幅增大；过载系数反应的稳态值减小。所以综合动稳定性和操纵性的影响，设计飞机要具备相当的纵向静稳定性，值的大小要综合考虑。三、计算（10，5，5）（1）该飞行状态下飞机的纵向动稳定（2）简化解法短周期模态简化解法长周期模态（3）短周期模态
