空气动力学第三十五讲.ppt

飞机的操纵性介绍飞机的三种操纵性及其影响因素三种操纵性的介绍影响飞机操纵性的因素 2/70 §4— 3 飞机的操纵性飞机的操纵性,就是飞机“听从”飞行员操纵杆、舵、油门、襟翼、减速板等而改变飞行状态的特性。飞机的操纵性,一般仅指飞机在杆、舵的操纵下改变其飞行状态的特性。第一、操纵杆、舵的力和行程,不太大也不太小、太大, 操纵费力,飞行员易疲劳;太小,不易准确地感觉操纵量。第二、飞行员操纵杆、舵后,飞机反映快慢要适当,即不可迟钝,也不能过于灵敏。飞机的操纵是通过三个操纵面,即升降舵(或全动平尾) 方向舵(或全动立尾)和副翼来进行的,转动这三个操纵面,飞机就会绕其纵轴(ox) 横轴(oz) 和立轴(oy) 转动, 而改变其飞行状态。一、飞机的纵向操纵性飞行员移动驾驶杆偏转水平尾翼(或升降舵)能够改变飞机迎角,是由于飞机的俯仰操纵力矩和俯仰恢复力矩之间的相互矛盾,相互斗争的结果。例如,飞机原来处于俯仰平衡状态,俯仰力矩平衡,飞行员向后拉了一点杆,水平尾翼前缘即向下偏转一个角度(或升降舵向上偏转一个角度)。于是水平尾翼产生负的附加升力,并对飞机重心形成俯仰操纵力矩,迫使机头上仰增大迎角(图3—4— 36 )。由于迎角增大,引起飞机产生正的附加升力,此附加升力作用在飞机焦点上,对飞机重心形成俯仰恢复力矩,其方向同俯仰操纵力矩的方向相反,力图恢复原来的迎角。随着迎角逐渐增大,飞机的附加升力和它形成的俯仰恢复力矩也逐渐增大,及致迎角增大到一定程度,相互矛盾的俯仰恢复力矩与俯仰操纵力矩重新平衡时,飞机就停止俯仰转动,保持以较大的迎角飞行。(一)偏转水平尾翼(或升降舵)后,飞机的迎角为什么会改变? 升降舵(或平尾)是靠前推后拉驾驶杆来操纵的(图3—4— 33 )。前推驾驶杆,升降舵向下偏转(或平尾前缘向上偏转),飞机便低头;后拉驾驶杆,升降舵向上偏转(或平尾前缘向下偏转),飞机便抬头。副翼是靠左右压驾驶杆来操纵的(图3—4— 35 )。左压杆,左副翼向上偏转,右副翼向下偏转,飞机向左滚转;右压杆,右副翼向上偏转,左副翼向下偏转,飞机向右滚转。左右压杆和推拉杆的动作是独立而不互相干扰的。方向舵是靠脚左右蹬来操纵的(图3—4— 34 ).左脚向前蹬左脚蹬,方向舵向左偏转,飞机便向左方转过去;右脚向前蹬右脚蹬,方向舵向右偏转,飞机便右转。从舵面的操纵可知,舵面的操纵,飞机飞行状态的改变,同人体的自然动作是一致的,否则就会造成操纵紊乱和错误。三个舵面的操纵,在空气动力作用的原理方面,它们基本上是一样的,都是改变舵面上的空气动力,产生附加力,对飞机重心形成操纵力矩,来达到改变飞机飞行状态的目的,下面我们仍从飞机的纵向、横向和方向三方面来分别说明操纵性的基本原理、影响因素,最后简单介绍随空布局飞机的直接力操纵问题。(一)偏转水平尾翼(或升降舵)后,飞机的迎角为什么会改变? 飞行员移动驾驶杆偏转水平尾翼(或升降舵)能够改变飞机迎角,是由于飞机的俯仰操纵力矩和俯仰恢复力矩之间的相互矛盾, 相互斗争的结果。例如,飞机原来处于俯仰平衡状态,俯仰力矩平衡,飞行员向后拉了一点杆,水平尾翼前缘即向下偏转一个角度(或升降舵向上偏转一个角度)。于是水平尾翼产生负的附加升力,并对飞机重心形成俯仰操纵力矩,迫使机头上仰增大迎角(图3—4— 36 )。由于迎角增大,引起飞机产生正的附加升力,此附加升力作用在飞机焦点上,对飞机重心形成俯仰恢复力矩,其方向同俯仰操纵力矩的方向相反,力图恢复原来的迎角。随着迎角逐渐增大,飞机的附加升力和它形成的俯仰恢复力矩也逐渐增大,及致迎角增大到一定程度,相互矛盾的俯仰恢复力矩与俯仰操纵力矩重新平衡时,飞机就停止俯仰转动,保持以较大的迎角飞行。尾Y?飞机 Y?同理,如果飞行员再拉一点杆,增大一点俯仰操纵力矩,使迎角加大一点,这时俯仰恢复力矩也相应地增大一点,飞机就会平衡在更大的迎角飞行,若相应地推一点杆,飞机就会平衡在较小的迎角飞行。由上述可见,飞行中,驾驶杆每移动一个位置,都对应着—个迎角。驾驶杆的位置越靠后,即水平尾翼前绦的下偏角越大(或升降舵的上偏角越大),侧对应的迎角也越大。如果飞机的迎角稳定性较强,则移动驾驶杆操纵水平尾翼(或升降舵)偏转时,飞机迎角改变甚少,俯仰恢复力矩就能与俯仰操纵力矩相平衡,也就是说,水平尾翼(或升降舵)偏转相同角度的条件下,飞机迎角变化较少,即飞机的纵向操纵性较差。由此可知,飞机的纵向稳定性和纵向操纵性是互相矛盾的,飞机的纵向稳定性增强,其纵向操纵性变差。飞机从亚音速飞行向超音速飞行过渡时,由于飞机焦点位置显著后移,纵向稳定性大大增加,纵向操纵性要变差。(二)增强飞机俯仰操纵性的措施——全动水平尾翼一般亚音速飞机都采用升降舵进行俯仰操纵,飞行员操纵升降舵,升降舵偏转所引起的压力变化能逆气流传播,使整个水平尾翼