飞机的稳定性和操纵性.pptx
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1、空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司第四章第四章 飞机的稳定性和操纵性飞机的稳定性和操纵性 空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司飞机飞机的稳定性和操纵性的稳定性和操纵性 4.1 飞机运动参数4.2 飞机稳定必和操纵性的概念4.3 飞机的纵向稳定性4.4 飞机的纵向操纵性4.5 飞机的横侧向静稳定性4.6 飞机的横侧向动稳定性4.7 飞机的横侧向操纵性4.8 飞机主操纵面上的附设装置空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海
2、 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.1 飞机运动参数4.1.1 4.1.1 飞机在空间的姿态飞机在空间的姿态4.1.1 4.1.1 空速向量相对机体的方位空速向量相对机体的方位空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.1.1 4.1.1 飞机在空间的姿态飞机在空间的姿态飞机在空间的姿态可用机体坐标系与地面坐标系之间的关飞机在空间的姿态可用机体坐标系与地面坐标系之间的关系来确定,并用姿态角表示出来系来确定,并用姿态角表示出来 地面坐标系:地面坐标系:固定在地球表面的一种坐标系。固定在地球表面的一种坐
3、标系。原点原点A A位于地面任意选定的某一固定点。位于地面任意选定的某一固定点。AyAyd d轴:铅垂向上。轴:铅垂向上。AxAxd d轴:在地面内某一选定的方向。轴:在地面内某一选定的方向。AzAzd d轴:轴:与与AxAxd d轴在水平面内并互相垂直。轴在水平面内并互相垂直。y yd dA Ax xd dz zd d空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司俯仰角俯仰角偏航角偏航角滚转角滚转角y yd dx
4、 xd dz zd dz zt tz zt ty yt t空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司 描述飞机在空中姿态的姿态角:描述飞机在空中姿态的姿态角:1.1.俯仰角俯仰角:机体坐标系纵轴机体坐标系纵轴OxOxt t与水平面与水平面AxAxd dz zd d之间的夹角,之间的夹角,规定上仰为正。规定上仰为正。2.2.偏航角偏航角:机体坐标系纵轴机体坐标系纵轴OxOxt t在水平面在水平面AxAxd dz zd d上的投影与上的投影与地面坐标系地面坐标系AXAXd d轴之间的夹角,规定飞机左偏航为正。轴之间的夹角,规定
5、飞机左偏航为正。3.3.滚转角滚转角:飞机对称面飞机对称面OxOxt ty yt t与包含与包含OxOxt t轴的铅垂面之间的轴的铅垂面之间的夹角,规定飞机右滚为正。夹角,规定飞机右滚为正。空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.1.24.1.2 空速空速向量相对机体的方位向量相对机体的方位空速空速空速空速向量相对机体的方位可用两个方位角表示出来:向量相对机体的方位可用两个方位角表示出来:向量相对机体的方位可用两个方位角表示出来:向量相对机体的方位可用两个方位角表示出来:1.1.1.1.机身迎角机身迎角机身迎角机身迎
6、角 :空速空速空速空速向量在飞机对称面向量在飞机对称面向量在飞机对称面向量在飞机对称面OxOxOxOxt t t ty y y yt t t t上的投影与机体坐标系纵轴上的投影与机体坐标系纵轴上的投影与机体坐标系纵轴上的投影与机体坐标系纵轴OxOxOxOxt t t t之间的夹角,规定投影线在之间的夹角,规定投影线在之间的夹角,规定投影线在之间的夹角,规定投影线在OxOxOxOxt t t t轴下方时,轴下方时,轴下方时,轴下方时,为正。为正。为正。为正。2.2.2.2.侧滑角:侧滑角:侧滑角:侧滑角:空速向量与飞机空速向量与飞机空速向量与飞机空速向量与飞机对称面对称面对称面对称面OxOxOx
7、Oxt t t ty y y yt t t t之间之间之间之间的夹角。规定的夹角。规定的夹角。规定的夹角。规定空速向量偏向右侧时为正,空速向量偏向右侧时为正,空速向量偏向右侧时为正,空速向量偏向右侧时为正,飞行飞行飞行飞行中,空速向量一般都在飞机对称面内,侧滑角中,空速向量一般都在飞机对称面内,侧滑角中,空速向量一般都在飞机对称面内,侧滑角中,空速向量一般都在飞机对称面内,侧滑角=0=0=0=0,以防止增加阻力,以防止增加阻力,以防止增加阻力,以防止增加阻力。但但但但由于外界扰动或水平转弯操纵不当会产生侧滑由于外界扰动或水平转弯操纵不当会产生侧滑由于外界扰动或水平转弯操纵不当会产生侧滑由于外界
8、扰动或水平转弯操纵不当会产生侧滑。在在在在有些情况下,采用适当的侧滑角有利飞行。比如侧风有些情况下,采用适当的侧滑角有利飞行。比如侧风有些情况下,采用适当的侧滑角有利飞行。比如侧风有些情况下,采用适当的侧滑角有利飞行。比如侧风着陆、不对称动力飞行等。着陆、不对称动力飞行等。着陆、不对称动力飞行等。着陆、不对称动力飞行等。空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空速向量相对机体的方位空速向量相对机体的方位空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2
9、4.2飞机稳定性和操纵性的概念飞机稳定性和操纵性的概念空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2.1 4.2.1 飞机的稳定性飞机的稳定性1.1.物体物体物体物体的稳定性的稳定性的稳定性的稳定性:处于处于处于处于平衡状态的物体受到外界扰动偏离平衡状态的物体受到外界扰动偏离平衡状态的物体受到外界扰动偏离平衡状态的物体受到外界扰动偏离平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置,当扰动消失后,物体能否恢复原来当扰动消失后,物体能否恢复原来当扰动消失后,物体能否恢复原来当扰动消失后,物体能否恢复原来平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置的特
10、的特的特的特性叫物体的稳定性。性叫物体的稳定性。性叫物体的稳定性。性叫物体的稳定性。2.2.物体物体物体物体的三种不同平衡稳定状态的三种不同平衡稳定状态的三种不同平衡稳定状态的三种不同平衡稳定状态:稳定稳定稳定稳定、不稳定和中立。、不稳定和中立。、不稳定和中立。、不稳定和中立。空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司a a a a、图中的小球经过振荡会自动回到原始平衡位置,、图中的小球经过振荡会自动回到原始平衡位置,、图中的小球经过振荡会自动回到原始平衡位置,、图中的小球经过振荡会自动回到原始平衡位置,它的平衡状态具有它
11、的平衡状态具有它的平衡状态具有它的平衡状态具有稳定性稳定性稳定性稳定性;原始平衡位置原始平衡位置空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司b b b b、图中的小球会越来越偏离原始平衡位置,它的平、图中的小球会越来越偏离原始平衡位置,它的平、图中的小球会越来越偏离原始平衡位置,它的平、图中的小球会越来越偏离原始平衡位置,它的平衡状态具有衡状态具有衡状态具有衡状态具有不稳定性不稳定性不稳定性不稳定性;原始平衡位置原始平衡位置空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限
12、 公公 司司C C C C、图中的小球会停留在任意一个外界扰动使它达到、图中的小球会停留在任意一个外界扰动使它达到、图中的小球会停留在任意一个外界扰动使它达到、图中的小球会停留在任意一个外界扰动使它达到的位置,它的平衡状态具有的位置,它的平衡状态具有的位置,它的平衡状态具有的位置,它的平衡状态具有中立稳定性中立稳定性中立稳定性中立稳定性。原始平衡位置原始平衡位置空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司3.3.静稳定性与动稳定性静稳定性与动稳定性静稳定性:静稳定性:外界扰动消失后,物体是否具有回到原始平衡位置的外界扰动消失
13、后,物体是否具有回到原始平衡位置的趋势趋势。也就是扰动消失后,物体的瞬间运动也就是扰动消失后,物体的瞬间运动 。动稳定性:动稳定性:指外界扰动消失后,物体回到原来平衡位置的运动过程。指外界扰动消失后,物体回到原来平衡位置的运动过程。扰动运动是收敛的,物体最终回到原始平衡位置,物体平扰动运动是收敛的,物体最终回到原始平衡位置,物体平衡状态就具有动稳定性,否则就是动不稳定的衡状态就具有动稳定性,否则就是动不稳定的 空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司动稳定动稳定t to o参数参数空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔
14、尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司中立动稳定中立动稳定o o参数参数t t空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司动不稳定动不稳定o o参数参数t t空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司稳定性的充分、必要条件稳定性的充分、必要条件静稳定性是平衡状态具有稳定性的必要条件。静稳定性是平衡状态具有稳定性的必要条件。动稳定性是平衡状态具有稳定性的充分条件。动稳定性是平衡状态具有稳定性的充分条件。空气动力学空气动力
15、学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4 4、飞机为什么要有稳定性、飞机为什么要有稳定性飞机的稳定性:飞机的稳定性:飞机的稳定性:飞机的稳定性:当扰动消失后当扰动消失后当扰动消失后当扰动消失后 ,驾驶员不施加操纵的情况下,驾驶员不施加操纵的情况下,驾驶员不施加操纵的情况下,驾驶员不施加操纵的情况下 ,飞机能自,飞机能自,飞机能自,飞机能自动回到原平衡状态动回到原平衡状态动回到原平衡状态动回到原平衡状态 ,这架飞机就具有稳定性,这架飞机就具有稳定性,这架飞机就具有稳定性,这架飞机就具有稳定性 ,否则就是,否则就是,否则就是,否则就是不稳定
16、或中立的。不稳定或中立的。不稳定或中立的。不稳定或中立的。不稳定不稳定不稳定不稳定或中立的飞机是不适合飞行或中立的飞机是不适合飞行或中立的飞机是不适合飞行或中立的飞机是不适合飞行的:的:的:的:它它它它需要需要需要需要驾驶员不断驾驶员不断驾驶员不断驾驶员不断地操纵飞机地操纵飞机地操纵飞机地操纵飞机,飞行,飞行,飞行,飞行也极其危险也极其危险也极其危险也极其危险。严重。严重。严重。严重威胁飞行安全。威胁飞行安全。威胁飞行安全。威胁飞行安全。所以所以所以所以,执行飞行任务的飞机必须具有一定的稳定性,这,执行飞行任务的飞机必须具有一定的稳定性,这,执行飞行任务的飞机必须具有一定的稳定性,这,执行飞行
17、任务的飞机必须具有一定的稳定性,这点对飞行安全来说是至关重要的点对飞行安全来说是至关重要的点对飞行安全来说是至关重要的点对飞行安全来说是至关重要的。空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司5 5、飞机稳定性分为三个方面、飞机稳定性分为三个方面1.1.1.1.纵向纵向纵向纵向稳定性稳定性稳定性稳定性:绕横轴绕横轴绕横轴绕横轴OZOZOZOZt t t t的俯仰转动的俯仰转动的俯仰转动的俯仰转动,也叫俯仰稳定性。,也叫俯仰稳定性。,也叫俯仰稳定性。,也叫俯仰稳定性。表现为飞机迎角的变化。表现为飞机迎角的变化。表现为飞机迎角的
18、变化。表现为飞机迎角的变化。Zt空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司2.2.侧向稳定性:侧向稳定性:侧向稳定性:侧向稳定性:绕纵轴绕纵轴绕纵轴绕纵轴OXOXOXOXt t t t的滚动,也叫横侧向稳定性。的滚动,也叫横侧向稳定性。的滚动,也叫横侧向稳定性。的滚动,也叫横侧向稳定性。表现为飞机滚转角的变化。表现为飞机滚转角的变化。表现为飞机滚转角的变化。表现为飞机滚转角的变化。X Xt t空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司3.3.方向稳定性
19、:方向稳定性:方向稳定性:方向稳定性:绕立轴绕立轴绕立轴绕立轴OYOYOYOYt t t t的偏转,也叫航向稳定性。的偏转,也叫航向稳定性。的偏转,也叫航向稳定性。的偏转,也叫航向稳定性。表现为飞机偏航角的变化。表现为飞机偏航角的变化。表现为飞机偏航角的变化。表现为飞机偏航角的变化。Yt空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2.24.2.2 飞机的操纵性飞机的操纵性副翼副翼升降舵升降舵方向舵方向舵副翼副翼操纵操纵系统介绍系统介绍系统介绍系统介绍空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空
20、 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司主操纵机构主操纵机构驾驶盘驾驶盘驾驶杆驾驶杆脚蹬脚蹬空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.2.24.2.2 飞机飞机的操纵性的操纵性1.1.1.1.飞机的飞机的飞机的飞机的操纵性操纵性操纵性操纵性在在在在驾驶员操纵下,飞机从一种飞行状态过渡到另一种飞
21、驾驶员操纵下,飞机从一种飞行状态过渡到另一种飞驾驶员操纵下,飞机从一种飞行状态过渡到另一种飞驾驶员操纵下,飞机从一种飞行状态过渡到另一种飞行状态的特性行状态的特性行状态的特性行状态的特性。2.2.2.2.驾驶员操纵飞机,飞机能立即随着驾驶员的操纵改变飞驾驶员操纵飞机,飞机能立即随着驾驶员的操纵改变飞驾驶员操纵飞机,飞机能立即随着驾驶员的操纵改变飞驾驶员操纵飞机,飞机能立即随着驾驶员的操纵改变飞行状态,叫飞机行状态,叫飞机行状态,叫飞机行状态,叫飞机反应灵敏反应灵敏反应灵敏反应灵敏;如果飞行状态改变缓慢,叫;如果飞行状态改变缓慢,叫;如果飞行状态改变缓慢,叫;如果飞行状态改变缓慢,叫飞机飞机飞机
22、飞机反应迟钝反应迟钝反应迟钝反应迟钝。3.3.3.3.灵敏性对飞行操纵的影响:灵敏性对飞行操纵的影响:灵敏性对飞行操纵的影响:灵敏性对飞行操纵的影响:过于灵敏,很难过于灵敏,很难过于灵敏,很难过于灵敏,很难精确控制飞机,也会因对操纵反应过大而造成失精确控制飞机,也会因对操纵反应过大而造成失精确控制飞机,也会因对操纵反应过大而造成失精确控制飞机,也会因对操纵反应过大而造成失速或结构的损坏速或结构的损坏速或结构的损坏速或结构的损坏;过于迟钝,过于迟钝,过于迟钝,过于迟钝,驾驶员不得不加大操纵量,操纵起来十分的吃力驾驶员不得不加大操纵量,操纵起来十分的吃力驾驶员不得不加大操纵量,操纵起来十分的吃力驾
23、驶员不得不加大操纵量,操纵起来十分的吃力。所以所以所以所以只有具备一定操纵性的飞机才适合飞行。只有具备一定操纵性的飞机才适合飞行。只有具备一定操纵性的飞机才适合飞行。只有具备一定操纵性的飞机才适合飞行。空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司操纵性可以分为三个方面操纵性可以分为三个方面1.1.1.1.纵向纵向纵向纵向操纵性操纵性操纵性操纵性:飞机飞机飞机飞机按照驾驶员的操纵指令,绕横轴转动,增大或减少按照驾驶员的操纵指令,绕横轴转动,增大或减少按照驾驶员的操纵指令,绕横轴转动,增大或减少按照驾驶员的操纵指令,绕横轴转动,
24、增大或减少迎角,改变原飞行姿态的能力迎角,改变原飞行姿态的能力迎角,改变原飞行姿态的能力迎角,改变原飞行姿态的能力。2.2.2.2.侧向操纵性侧向操纵性侧向操纵性侧向操纵性:飞机飞机飞机飞机按照驾驶员的操纵指令,绕纵轴滚转,改变原飞行按照驾驶员的操纵指令,绕纵轴滚转,改变原飞行按照驾驶员的操纵指令,绕纵轴滚转,改变原飞行按照驾驶员的操纵指令,绕纵轴滚转,改变原飞行姿态的能力姿态的能力姿态的能力姿态的能力。3.3.3.3.方向操纵性方向操纵性方向操纵性方向操纵性:飞机飞机飞机飞机按照驾驶员的操纵指令,绕立轴转动,向左或向右按照驾驶员的操纵指令,绕立轴转动,向左或向右按照驾驶员的操纵指令,绕立轴转
25、动,向左或向右按照驾驶员的操纵指令,绕立轴转动,向左或向右偏转,改变原飞行姿态的能力。偏转,改变原飞行姿态的能力。偏转,改变原飞行姿态的能力。偏转,改变原飞行姿态的能力。空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.3 4.3 飞机的纵向定性飞机的纵向定性空气动力学空气动力学第四章第四章哈哈 尔尔 滨滨 龙龙 海海 航航 空空 器器 培培 训训 有有 限限 公公 司司4.3.14.3.1 飞机的纵向稳定性飞机的纵向稳定性1 1 1 1、飞机的纵向力矩和纵向、飞机的纵向力矩和纵向、飞机的纵向力矩和纵向、飞机的纵向力矩和纵向平
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- 飞机 稳定性 操纵性
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