第七章第六節(jié)飛機(jī)重心的計(jì)算.doc

1、第六節(jié)飛機(jī)重心的計(jì)算一、飛機(jī)的重心和重心位置的表示1、飛機(jī)重心確保飛行安全的要求和條件是多方面的，重要的一點(diǎn)就是要保證飛機(jī)平衡。飛機(jī)的重心必須在安全的范圍內(nèi)，保證飛機(jī)飛行具有良好的操作性和穩(wěn)定性。飛機(jī)重心具有以下特性：(1) 飛行中，重心位置不隨姿態(tài)改變。(2)飛機(jī)在空中的一切運(yùn)動，無論怎樣錯(cuò)綜復(fù)雜，總可以分解為：飛機(jī)各部分隨飛機(jī)重心一道的移動和飛機(jī)各部分轉(zhuǎn)繞著飛機(jī)重心的轉(zhuǎn)動。本節(jié)將著重介紹飛機(jī)的重心、重心計(jì)算的方法，以及飛機(jī)的平衡，穩(wěn)定性和操縱性。重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力，飛機(jī)的各部件（機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、發(fā)動機(jī)等）、燃油、貨物、乘客等都要受到重力的作用，飛機(jī)各部分重力的合力，叫做飛機(jī)的重力，

2、用G表示。重力的著力點(diǎn)，叫做飛機(jī)的重心。重心所處的位置叫做重心位置。飛機(jī)在空中的轉(zhuǎn)動，是繞飛機(jī)的重心進(jìn)行的。因此，確定飛機(jī)重心位置是十分重要的。飛機(jī)重心的前后位置，常用重心到某特定翼弦上投影點(diǎn)到該翼弦前緣點(diǎn)的距離，占該翼弦的百分比來表示。這一特定翼弦，就是平均空氣動力弦（MAC）。重心G 2G 4G 1G 5G 3G飛機(jī)各部分重力的合力叫飛機(jī)的重力G=G 1+G2+G3+G4+G5+.所謂平均空氣動力弦，是一個(gè)假想的矩形機(jī)翼的翼弦。該矩形機(jī)翼和給定的任意平面形狀的機(jī)翼面積、圖 7.6.1 飛機(jī)重心空氣動力以及俯仰力矩相同。在這個(gè)條件下，假想矩形機(jī)翼的弦長，就是給定機(jī)翼的平均空氣動力弦長。機(jī)翼的

3、平均空氣動力弦的位置和長度，均可以從飛機(jī)技術(shù)手冊上查到。有了平均空氣動力弦作為基準(zhǔn)，就可以計(jì)算飛機(jī)重心相對位置。原后掠機(jī)翼飛機(jī)重心假想矩平均空氣動力弦 MAC重心投影點(diǎn)形機(jī)翼X T平均空氣動力弦 b Ab A飛機(jī)對稱面飛機(jī)重心位置與裝載情況有關(guān)，而與飛機(jī)飛行狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)載重及其分布情況改變，飛機(jī)重心位置就要發(fā)生移動。如果飛機(jī)前總載重增加，重心位置前移；載重減少，重心位置后移。在飛行中，收放起落架、燃油的消耗等都使飛機(jī)重心位置發(fā)生變化。有了平均空氣動力弦作為基準(zhǔn)，就可以計(jì)算飛機(jī)重心相對位置。設(shè)重心的投影點(diǎn)到前緣點(diǎn)的距離為XT，圖 7.6.2A 飛機(jī)重心相對位置圖 7.6.3平均空氣動力弦平均空氣

4、動力弦長為 b，則重心相對位置可用下表示：XTXT=100%2、飛機(jī)的機(jī)體軸通過飛機(jī)重心的三條互相垂直的、以機(jī)體為基準(zhǔn)的坐標(biāo)軸，叫機(jī)體軸。飛機(jī)在空中的運(yùn)動，可分解為飛機(jī)各部分隨重心一起的移動和各部分繞重心的轉(zhuǎn)動。它可分為：(1) 縱軸：沿機(jī)身軸線，通過飛機(jī)重心的軸線，叫飛機(jī)的縱軸。飛機(jī)繞縱軸的轉(zhuǎn)動，叫飛機(jī)的橫向滾轉(zhuǎn)。操縱副翼可使飛機(jī)產(chǎn)生橫滾（滾轉(zhuǎn)）運(yùn)動。(2) 橫軸：沿機(jī)翼屁向通過飛機(jī)重心并垂直縱軸的軸線，叫飛機(jī)的橫軸。飛機(jī)繞橫軸的轉(zhuǎn)動，叫俯仰轉(zhuǎn)動。操縱升降舵可使飛機(jī)產(chǎn)生俯仰運(yùn)動。(3) 立軸：通過飛機(jī)重心并垂直于縱軸和橫軸的軸線，箭頭方向向上，叫飛機(jī)的立鈾。飛機(jī)繞立軸的轉(zhuǎn)動，叫方向偏轉(zhuǎn)。因此

5、立軸又稱為偏航軸。操縱方向舵可使飛機(jī)產(chǎn)生偏航運(yùn)動。圖 7.6.4飛機(jī)的三個(gè)轉(zhuǎn)動軸3、操縱飛機(jī)繞三軸運(yùn)動駕駛員通過操縱手、腳操縱機(jī)構(gòu)可操縱飛機(jī)繞三個(gè)轉(zhuǎn)動軸的運(yùn)動。手操縱機(jī)構(gòu)用于操縱副翼和升降舵， 轉(zhuǎn)動駕駛盤可操縱副翼， 前推或后拉駕駛盤可操縱升降舵的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)向左轉(zhuǎn)駕駛盤時(shí)，左側(cè)副翼向上偏轉(zhuǎn)，同時(shí)右側(cè)副翼向下偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致左側(cè)機(jī)翼的升力減小，而右側(cè)機(jī)翼的升力增大，這樣就產(chǎn)生了使飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)的力矩，飛機(jī)則向左側(cè)滾轉(zhuǎn)。當(dāng)向右轉(zhuǎn)駕駛盤時(shí)，右側(cè)副翼向上偏轉(zhuǎn)，同時(shí)左側(cè)副翼向下偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致右側(cè)機(jī)翼的升力減小，而左側(cè)機(jī)翼的升力增大，使飛機(jī)繞縱軸向右滾轉(zhuǎn)。當(dāng)前推駕駛盤時(shí)，位于水平安定面上的升降舵向下偏轉(zhuǎn)，使飛機(jī)水平

6、尾翼的升力增大，使飛機(jī)繞橫軸產(chǎn)生下俯（低頭） ；當(dāng)后拉駕駛盤時(shí)，升降舵向上偏轉(zhuǎn)，飛機(jī)水平尾翼的升力減小，使飛機(jī)機(jī)頭上仰（抬頭）。方向舵用于操縱飛機(jī)繞立軸的轉(zhuǎn)動。當(dāng)方向舵腳蹬在中立位置時(shí)，即左右腳蹬平齊時(shí)，方向舵也處于中立位置。當(dāng)向前蹬左腳蹬，右腳蹬向后運(yùn)動時(shí)，方向舵向左偏轉(zhuǎn)，作用于垂直尾翼上的空氣動力使飛機(jī)機(jī)頭向左偏轉(zhuǎn)。當(dāng)向前蹬右腳蹬時(shí)，方向舵向右偏轉(zhuǎn)，從而使機(jī)頭向右偏轉(zhuǎn)。4、水平安定面現(xiàn)代大中型飛機(jī)由于縱向尺寸大， 重心縱向位移量大， 如果重心偏前或偏后， 需要的縱向操縱量很大，單靠升降舵不能完全實(shí)現(xiàn)縱向操縱性，因此大多數(shù)飛機(jī)的水平安定面的安裝角是可調(diào)節(jié)的。飛機(jī)在起飛之前應(yīng)根據(jù)飛機(jī)的載重和平

7、衡的情況進(jìn)行水平安定面的配平。水平安定面在起飛之前必須調(diào)節(jié)到起飛位，以保證飛機(jī)在起飛過程中的縱向操縱。水平安定面起飛前調(diào)定的角度就是配平格。TAKE-OFF ：起飛STABMAC ：平均空氣動力弦TRIMCG ：重心APLNOSE飛機(jī)低頭配平DOWN水平安定面0水平安定面中立位5二、飛機(jī)的平衡1、飛機(jī)平衡平衡的問題， 在日常生活中會經(jīng)常遇到， 比如用秤稱東西， 秤鉤上的重量改變了， 要相應(yīng)地移動秤砣，以求得平衡。飛機(jī)在空中飛行，也要求保持平衡。飛機(jī)的平衡是指作用于飛機(jī)上的各力之和為零，各力對飛機(jī)重心所構(gòu)成的各力矩的代數(shù)和也為零。飛機(jī)處于平衡狀態(tài)時(shí)，飛行速度的大小和方向都保持不變，也不繞飛機(jī)重心

8、轉(zhuǎn)動。反之，飛機(jī)處于不平衡狀態(tài)時(shí)，飛行的速度的大小和方向都將發(fā)生變化，并繞飛機(jī)重心轉(zhuǎn)動。飛機(jī)平衡包括以下兩種平衡。1）作用力平衡包括升力和重力平衡、拉力和阻力平衡。若飛機(jī)的升力、重力不平衡，則飛機(jī)的高度會發(fā)生變化；若飛機(jī)的拉力、阻力不平衡，則飛機(jī)的飛行速度會發(fā)生變化。2）力矩平衡是指作用于飛機(jī)的各力矩之和為零。它包括以下三個(gè)平衡：俯仰平衡： 指作用于飛機(jī)各俯仰力矩之和為零。 飛機(jī)獲得俯仰平衡后， 迎角不改變， 不繞橫軸轉(zhuǎn)動。飛機(jī)飛行時(shí)，水平尾翼也產(chǎn)生一定的升力并且這個(gè)升力的大小和方向可利用升降舵的偏轉(zhuǎn)來改變。只要使尾翼上產(chǎn)生的升力對飛機(jī)重心的力矩和機(jī)翼升力、發(fā)動機(jī)推力等對飛機(jī)重心的力矩大小相等

9、、方向相反，就可以保持飛機(jī)的俯仰平衡。方向平衡：指作用于飛機(jī)的左偏轉(zhuǎn)力矩和右偏轉(zhuǎn)力矩彼此相等，飛機(jī)不繞立軸轉(zhuǎn)動。飛機(jī)的偏轉(zhuǎn)力矩主要有：機(jī)翼的阻力力矩、發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的拉力力矩、垂直尾翼和方向舵產(chǎn)生的力矩。橫側(cè)平衡：指作用于飛機(jī)的左滾力矩和右滾力矩彼此相等，飛機(jī)不繞縱軸滾轉(zhuǎn)。飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)力矩主要有：左、右機(jī)翼的升力對重心形成的力矩。2、飛機(jī)俯仰平衡大翼升力推力阻力尾翼升力重力圖 7.6.6取得俯仰平衡時(shí)飛機(jī)上各力的作用情況飛機(jī)的俯仰平衡是指飛機(jī)做等速直線運(yùn)動，并且不繞橫軸轉(zhuǎn)動的飛行狀態(tài)。保持飛機(jī)俯仰平衡的條件是作用于飛機(jī)的各俯仰力矩的代數(shù)和為零，飛機(jī)取得俯仰平衡后，不繞橫軸轉(zhuǎn)動，迎角保持不變。影響飛機(jī)

10、俯仰平衡的主要因素是機(jī)翼和水平尾翼升力產(chǎn)生的俯仰力矩。機(jī)翼的力矩主要是機(jī)翼升力對飛機(jī)重心構(gòu)成的俯仰力矩。水平尾翼力矩是水平尾翼的升力對飛機(jī)重心所構(gòu)成的力矩。飛機(jī)重心位置的變化對其俯仰平衡具有較大的影響。由于大中型飛機(jī)的儲油量較多，在飛機(jī)飛行過程中，隨著燃油的消耗，會使飛機(jī)重心的位置發(fā)生變化。另外，地面運(yùn)輸人員對飛機(jī)進(jìn)行的各項(xiàng)裝載，也會影響飛機(jī)的重心位置。飛機(jī)重心的位置是有嚴(yán)格限制的，如果按照飛機(jī)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行裝載，就不會使飛機(jī)的重心超過其允許的重心范圍。 如果對飛機(jī)載重安排的重心不符合規(guī)定要求， 就會影響飛機(jī)的俯仰平衡，同時(shí)還會影響飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性。如果飛機(jī)的重心過于靠前，則會使飛機(jī)的低頭

11、力矩過大；若飛機(jī)的重心過于靠后，會使飛機(jī)的抬頭力矩過大。3、保持飛機(jī)俯仰平衡的方法駕駛員可通過控制升降舵的偏轉(zhuǎn)角度保持飛機(jī)的俯仰平衡。駕駛員操縱駕駛盤，當(dāng)前推駕駛盤時(shí)，升降舵向下偏轉(zhuǎn)，使水平尾翼的升力增大，從而增大飛機(jī)低頭力矩。當(dāng)后拉駕駛盤時(shí)，升降舵向上偏轉(zhuǎn)，使水平尾翼的升力減小，可使飛機(jī)抬頭力矩增大?，F(xiàn)代大型飛機(jī)由于縱向尺寸大，重心縱向位移量較大，單靠升降舵不能保證在各種飛行狀態(tài)下的縱向平衡，因此現(xiàn)代大中型飛機(jī)的水平安定的安裝角大多是可調(diào)節(jié)的。需要長時(shí)間或大角度操縱升降舵時(shí)，可以改變水平安定面的安裝角實(shí)現(xiàn)縱向配平。4、飛機(jī)的橫向平衡及方向平衡飛機(jī)的橫向平衡是指作用于飛機(jī)的各滾轉(zhuǎn)力矩之和為零，

12、飛機(jī)取得橫向平衡后，不繞縱軸滾轉(zhuǎn)。影響飛機(jī)滾轉(zhuǎn)平衡的主要因素是兩側(cè)機(jī)翼的升力對飛機(jī)縱軸形成的力矩。駕駛員可通過操縱駕駛盤，從而操縱副翼的偏轉(zhuǎn)角，來保持飛機(jī)的橫向平衡。重心位置左右移動，會影響飛機(jī)的橫向平衡。重心位置右移，右翼升力至重心的距離縮短，使飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)的力矩減小，左翼升力至重心的距離加長，使飛機(jī)向右滾的力矩增大，這將迫使飛機(jī)向右滾轉(zhuǎn)。如果左右翼油箱的燃油消耗不平衡，即左右翼油箱的燃油量相差較大，會導(dǎo)致飛機(jī)重心左右移動，從而破壞飛機(jī)的橫向平衡。飛機(jī)的方向平衡是指作用于飛機(jī)各偏航力矩之和為零，飛機(jī)取得方向平衡后，不繞立軸轉(zhuǎn)動。影響飛機(jī)方向平衡的主要因素是垂直尾翼上的氣動力。駕駛員可通過操縱

13、方向舵腳蹬，控制方向舵的偏轉(zhuǎn)角來保持飛機(jī)的方向平衡。飛機(jī)左右配載不平衡，對橫向平衡也有一些影響，大型貨機(jī)通常需要對左右配載總量進(jìn)行檢查，務(wù)必在規(guī)定的安全范圍內(nèi)。三、飛機(jī)的穩(wěn)定性1、穩(wěn)定性在飛機(jī)中，飛機(jī)會經(jīng)常受到各種各樣的擾動，如氣流的波動，發(fā)動機(jī)工作的不均衡，駕駛員偶然觸動桿舵等，這些擾動會使飛機(jī)偏離原來的平衡狀態(tài)。在偏離后，飛機(jī)能否自動恢復(fù)原狀，這就是有關(guān)飛機(jī)的穩(wěn)定或不穩(wěn)定的問題。因此，飛機(jī)的穩(wěn)定性就是在飛行中，當(dāng)飛機(jī)受微小擾動（如氣流波動）而偏離原來狀態(tài)，并在擾動消失以后，不經(jīng)飛行員操縱，飛機(jī)能自動恢復(fù)原來平衡狀態(tài)的特性。穩(wěn)定平衡三個(gè)小球處于平衡狀態(tài)不穩(wěn)定平衡要說明如何使飛機(jī)在空中穩(wěn)定地飛

14、行，先來看一下物體，比如說圓球的穩(wěn)定情況。一個(gè)物體的穩(wěn)定和它是否平衡有關(guān)。例如一個(gè)圓球首先應(yīng)能平衡，然后才有穩(wěn)定。當(dāng)圓球處于平衡狀態(tài)時(shí)，對它稍加一點(diǎn)力，使它離開原來的狀態(tài)，外力一取消， 它立刻就恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這種情況叫 “穩(wěn)定平衡”。如果加外力后它就離開了原位，外力取消后，并不能恢復(fù)到原來狀態(tài)，這就叫“不穩(wěn)定平衡” 。如果施加外力后，小球偏離原來的狀態(tài)，當(dāng)外力消失時(shí)，小球在一個(gè)新的位置處于平衡狀態(tài)，此情況稱為隨遇平衡或中和穩(wěn)定。飛機(jī)的情況也是一樣，也有穩(wěn)定、不穩(wěn)定和中和穩(wěn)定三種情況。如果飛機(jī)在空中做水平直線等速飛行，這時(shí)升力等于重力，拉力等于阻力，各個(gè)力量互相抵消，同時(shí)各個(gè)力矩也互相抵消，

15、那么，這架飛機(jī)處于平衡狀態(tài)，正在平衡地飛行。倘若飛機(jī)受到一個(gè)小的外力短瞬的干擾（例如突然吹來一陣風(fēng)） ，破壞了它的平衡，在外力取消后，駕駛員不加操縱，飛機(jī)靠自身某個(gè)構(gòu)件產(chǎn)生的力矩，就能恢復(fù)到原來的飛行狀態(tài)，這架飛機(jī)就是穩(wěn)定的。否則就是不穩(wěn)定的。如果始終保持一定的偏離，或則轉(zhuǎn)入另一種平衡飛行狀態(tài)，那么，這架飛機(jī)就是中和穩(wěn)定的。飛機(jī)在平衡狀態(tài)下，具有自動恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力，這就是飛機(jī)的穩(wěn)定性。飛機(jī)與圓球的運(yùn)動有一點(diǎn)不同，即飛機(jī)是在空間飛行，而圓球是在平面上滾動的，因此，飛機(jī)是否穩(wěn)定須按三個(gè)互相垂直的軸來考慮。這三根軸都是通過飛機(jī)的重心。飛機(jī)重心就是飛機(jī)重力的作用點(diǎn)。從機(jī)頭貫穿機(jī)身到機(jī)尾的軸叫縱軸，

16、其方向指向前。從左翼通過飛機(jī)到右翼，并與縱軸垂直的軸叫橫軸，這兩根軸同處水平面內(nèi)。通過重心并和這兩根軸垂直的軸叫立軸。飛機(jī)繞這三根軸線有縱向、方向和側(cè)向穩(wěn)定。同時(shí)也有三種運(yùn)動，繞橫軸的運(yùn)動叫俯仰運(yùn)動，繞立軸的叫偏航運(yùn)動，繞縱軸的運(yùn)動叫滾轉(zhuǎn)運(yùn)動。2、飛機(jī)縱向穩(wěn)定性（俯仰穩(wěn)定性、仰角穩(wěn)定性）指飛機(jī)受微小擾動迎角發(fā)生變化，自動恢復(fù)原來迎角的特性。飛機(jī)是通過水平尾翼產(chǎn)生的附加升力，對機(jī)場重心形成機(jī)頭下俯或上仰的安定力矩來獲得迎角穩(wěn)定性的。此外，飛機(jī)的重心位置對迎角安定性有較大影響，所以，飛機(jī)的配載是很重要的。影響飛機(jī)縱向穩(wěn)定的一個(gè)重要因素是飛機(jī)迎角的變化。 當(dāng)飛機(jī)做平衡飛行時(shí)， 若有一個(gè)小的外力干擾，

17、使它的迎角變大或變小，飛機(jī)抬頭或低頭，繞橫軸上下?lián)u擺。外力消除后，駕駛員不操縱飛機(jī)，而靠飛機(jī)本身的構(gòu)造產(chǎn)生一個(gè)力矩，使它恢復(fù)到原來的平衡飛行狀態(tài)，則這架飛機(jī)是縱向穩(wěn)定的。如果飛機(jī)不能靠自身的機(jī)構(gòu)恢復(fù)原來的狀態(tài)的，就叫縱向不穩(wěn)定。如果它既不恢復(fù)，也不遠(yuǎn)離，總是上下?lián)u擺，就叫縱向中和穩(wěn)定。飛機(jī)穩(wěn)定飛行相對氣流YyG重力干擾使Y+ Y飛機(jī)抬頭y+ y相G相對對氣機(jī)翼和水平尾翼的迎流氣角增大產(chǎn)生附加升力流圖 7.6.8 飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性影響飛機(jī)縱向穩(wěn)定的因素很多，差不多飛機(jī)上每一個(gè)大部件（如機(jī)身、機(jī)翼等）都對穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響。但影響最大、起決定作用的因素是水平尾翼和飛機(jī)重心位置。飛機(jī)重心的位置對飛機(jī)

18、的縱向穩(wěn)定性具有影響。若飛機(jī)重心后移，會導(dǎo)致穩(wěn)定力矩（如圖 6.5.8 中機(jī)翼和水平尾翼的迎角增大產(chǎn)生附加升力而形成的相對于飛機(jī)重心的力矩）減小，使其縱向穩(wěn)定性變差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)タv向穩(wěn)定性。為了保證飛機(jī)具有足夠的縱向穩(wěn)定性，重心向后移動不允許超過極限位置，此極限位置稱為重心后極限。若飛機(jī)重心前移，則穩(wěn)定力矩增大，縱向穩(wěn)定性增強(qiáng)。但是穩(wěn)定性過強(qiáng)會使操縱性變差，為了保證飛機(jī)具有一定的操縱性，飛機(jī)的重心位置不能無限前移，允許重心移動的最前極限位置稱為飛機(jī)重心前極限。綜上所述，重心位置的變化與飛機(jī)縱向穩(wěn)定性強(qiáng)弱有直接關(guān)系，因此，對載重平衡人員來講，必須認(rèn)真負(fù)責(zé)地做好重心位置的計(jì)算和載重平衡表的填制

19、，以保證飛機(jī)具有縱向穩(wěn)定性。3、飛機(jī)方向穩(wěn)定性：飛機(jī)繞立軸的穩(wěn)定運(yùn)動叫方向穩(wěn)定（又叫航向穩(wěn)定） ，飛機(jī)方向穩(wěn)定表現(xiàn)為偏航角的變化，偏航角是飛機(jī)縱軸同飛行方向之間所夾的角度。因此，飛機(jī)方向穩(wěn)定性是指飛機(jī)受到擾動使方向平衡遭到破壞，擾動消失后，飛機(jī)又趨向于恢復(fù)原來的方向平衡狀態(tài)。飛機(jī)的方向穩(wěn)定定力矩是在側(cè)滑中產(chǎn)生的。飛機(jī)的側(cè)滑是指飛機(jī)的運(yùn)動方向同收音機(jī)的對稱面不平衡，相對氣流是側(cè)前方（左、右側(cè)）流向飛機(jī)的飛行狀態(tài)。飛機(jī)主要依靠垂直尾翼的作用、產(chǎn)生一個(gè)對飛機(jī)重心的安定力矩使機(jī)頭左、右偏轉(zhuǎn)來消除飛機(jī)側(cè)滑的。飛機(jī)穩(wěn)定飛行時(shí)，偏航角等于零，如飛機(jī)受到一個(gè)小的外力干擾，破壞了它的平衡，產(chǎn)生了偏航角，當(dāng)外力取

20、消后，飛機(jī)不需駕駛員操縱，靠其本身的構(gòu)造就能消除偏航角，自動的恢復(fù)到原來的飛行狀態(tài)，這架飛機(jī)就是方向穩(wěn)定的，否則就是方向不穩(wěn)定的。對飛機(jī)方向穩(wěn)定影響最大的是垂直尾翼。起初飛機(jī)做穩(wěn)定飛行，不存在偏航角，處于平衡狀態(tài)。倘若一陣風(fēng)突然吹來， 使機(jī)頭向右偏， 便產(chǎn)生偏航角， 陣風(fēng)消失后， 飛機(jī)仍保持原來的方向， 向前沖一段距離。這時(shí)相對風(fēng)吹到垂直尾翼上，產(chǎn)生了一個(gè)向右的附加力。這個(gè)附加力對飛機(jī)重心產(chǎn)生了一個(gè)向左的穩(wěn)定力矩，使機(jī)頭向左偏，經(jīng)過一陣短時(shí)間的搖擺，消除了偏航角，終于恢復(fù)到原有的飛行狀態(tài)。相對氣流相對氣流相對氣流飛機(jī)穩(wěn)定飛行干擾力矩使飛機(jī)向右偏航重心垂直尾翼上產(chǎn)生附加氣動力4、飛機(jī)側(cè)向穩(wěn)定性圖

21、 7.6.9飛機(jī)的方向穩(wěn)定性側(cè)向穩(wěn)定性飛機(jī)繞縱軸的穩(wěn)定運(yùn)動叫側(cè)向穩(wěn)定性。假定飛機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下飛行，如果有一個(gè)小的外力干擾，使機(jī)翼一邊高一邊低，繞縱軸發(fā)生傾斜。當(dāng)外力消失后，而不需要駕駛員的操縱，飛機(jī)靠本身的構(gòu)造產(chǎn)生了一個(gè)恢復(fù)力矩，自動恢復(fù)到原來的飛行狀態(tài)，這架飛機(jī)就是側(cè)向穩(wěn)定的，否則就是側(cè)向不穩(wěn)定的。因此，飛機(jī)側(cè)向穩(wěn)定性是指在飛行中，飛機(jī)受到擾動以致橫側(cè)平衡狀態(tài)遭到破壞，而在擾動消失后，收音機(jī)又趨向于恢復(fù)原來的橫側(cè)平衡狀態(tài)。飛機(jī)的橫側(cè)安定性主要靠機(jī)翼上的反角、后掠角和垂直尾翼的作用產(chǎn)生的。飛機(jī)的方向穩(wěn)定性和橫側(cè)穩(wěn)定性之間有著密切的關(guān)系，不能一個(gè)安定性很大，一個(gè)卻很小。例如，橫側(cè)穩(wěn)定性過強(qiáng)會使飛

22、機(jī)產(chǎn)生飄擺。飛機(jī)的重心對側(cè)向穩(wěn)定性也有一定的影響，一些大型寬體機(jī)要求修正飛機(jī)的側(cè)向重心。如： B747 客貨混裝機(jī)、全貨機(jī)、 MD-11 貨機(jī)，等。保證飛機(jī)側(cè)向穩(wěn)定的因素主要有機(jī)翼的上反角和后掠角。飛機(jī)穩(wěn)定飛行右大翼左大翼右側(cè)機(jī)翼上的升力大于左翼上的升力從而形成恢復(fù)力矩干擾力矩使飛機(jī)右大翼下沉相對氣流圖 7.6.10飛機(jī)的側(cè)向穩(wěn)定性四、飛機(jī)的操縱性飛機(jī)的操縱性是飛機(jī)跟隨駕駛員操縱駕駛桿、腳蹬動作而改變其飛行狀態(tài)的特征。飛機(jī)必須具有可操縱性，能改變原來的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)起飛、降落、轉(zhuǎn)彎等飛行狀態(tài)的變化。飛機(jī)在空中的操縱是通過三個(gè)操縱面：升降舵、方向舵和副翼來進(jìn)行的。轉(zhuǎn)動這三個(gè)操縱面，在氣流的作用下

23、就會對飛機(jī)產(chǎn)生操縱力矩，使之繞橫軸、立軸和縱軸轉(zhuǎn)動，以改變飛行姿態(tài)。操縱飛機(jī)的方向舵，使飛機(jī)改變其迎角的能力稱為飛機(jī)的俯仰操縱性。飛機(jī)的方向操縱性，就是在駕駛員操縱方向舵操縱方向之后，飛機(jī)繞立軸偏轉(zhuǎn)而改變飛行狀態(tài)參數(shù)的特性。飛機(jī)的橫向操縱性，就是在駕駛員操縱副翼后，飛機(jī)繞縱軸滾轉(zhuǎn)而改變其滾轉(zhuǎn)角的特性。俯仰操縱或縱向操縱是通過升降舵進(jìn)行的。 駕駛員前推駕駛桿， 升降舵向下偏轉(zhuǎn)， 水平尾翼迎角加大，升力增大，飛機(jī)尾部上升，產(chǎn)生一個(gè)低頭力矩使飛機(jī)低頭。如果駕駛員后拉駕駛桿，升降舵向上偏轉(zhuǎn)，水平尾翼迎角減小， 升力減小， 飛機(jī)尾部向下， 產(chǎn)生抬頭力矩， 飛機(jī)就向上飛行， 駕駛桿拉或推的角度越大，升降舵

24、偏轉(zhuǎn)的角度就越大，產(chǎn)生的俯仰力矩就越大。飛機(jī)重心位置的前后移動會影響飛機(jī)的縱向操縱性能。飛機(jī)重心前移，升力所形成的附加下俯力矩增大，使飛機(jī)有低頭（下俯）的趨勢，為平衡此力矩，駕駛員要后拉駕駛桿，使升降舵向上偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生一個(gè)上仰操縱力矩；飛機(jī)重心后移，升力所形成的下俯力矩減小，飛機(jī)有抬頭（上仰）趨勢，為平衡此力矩，駕駛員要前推駕駛桿，使升降舵向下偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生一個(gè)下俯操縱力矩。因此，重心前移，增大同樣迎角，所需要的升降舵上偏角增大，重心前移越多，上偏角越大，但升降舵上偏角是有一定限定的，重心前移過多，就可能出現(xiàn)即使駕駛桿拉到底，飛機(jī)也不能增加到所需要的迎角，因此重心位置應(yīng)有個(gè)前限，稱為重心前極限。

25、飛機(jī)重心位置靠前，迎角變化時(shí)穩(wěn)定力矩大，使飛機(jī)不容易改變迎角，即重心靠前的飛機(jī)對俯仰操縱的反映比較遲鈍。飛機(jī)重心位置靠后，迎角變化時(shí)穩(wěn)定力矩較小，使飛機(jī)容易改變迎角，即重心靠后的飛機(jī)對俯仰操縱的反映比較靈敏。由此可見，俯仰穩(wěn)定性強(qiáng)的飛機(jī)，俯仰操縱時(shí)比較遲鈍；俯仰穩(wěn)定性弱的飛機(jī)，俯仰操縱時(shí)比較靈敏。方向操縱由改變方向舵的偏轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)，當(dāng)飛機(jī)直線飛行時(shí)方向舵在中立位置，和機(jī)身縱軸重合，如果要向右轉(zhuǎn)彎，駕駛員踩右腳蹬，方向舵向右轉(zhuǎn)，相對風(fēng)吹向方向舵，就使方向舵產(chǎn)生一個(gè)向左的力，對重心形成右轉(zhuǎn)的力矩，飛機(jī)繞立軸向右轉(zhuǎn)。如果要使飛機(jī)左轉(zhuǎn)則要踩左腳蹬，方向舵左轉(zhuǎn)產(chǎn)生左轉(zhuǎn)力矩。橫側(cè)操縱是指飛機(jī)繞縱軸的橫向滾

26、轉(zhuǎn)。它是由操縱副翼實(shí)現(xiàn)的，副翼在左右兩翼外端后緣各一塊（或兩塊），它們的運(yùn)動被設(shè)計(jì)成相反的，即左側(cè)副翼上偏時(shí)，右側(cè)副翼一定下偏。如果要使飛機(jī)向左側(cè)傾斜，駕駛員向左轉(zhuǎn)動駕駛盤，這是左側(cè)副翼上偏，右側(cè)副翼下偏。下偏一側(cè)機(jī)翼的迎角增大，升力增大，從而使右側(cè)機(jī)翼的升力增大，左側(cè)機(jī)翼的升力減小，形成向左側(cè)滾轉(zhuǎn)的力矩，飛機(jī)向左側(cè)滾轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員向右轉(zhuǎn)駕駛盤時(shí)，飛機(jī)則向右滾轉(zhuǎn)。一架飛機(jī)在穩(wěn)定飛行時(shí)，倘若駕駛員用不大的力施加在駕駛盤或腳蹬上，改變一個(gè)操縱舵面的偏轉(zhuǎn)角度，飛機(jī)很快做出反應(yīng)，改變了飛行狀態(tài)，那么這架飛機(jī)的操縱性能是好的；倘若反應(yīng)很慢，則就是操縱不靈敏。操縱性好的飛機(jī)，穩(wěn)定性必然下降，因此飛機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性要達(dá)到合理的平衡。為保證飛機(jī)有良好的操縱反應(yīng)，使飛機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性達(dá)到合理的平衡，要求穩(wěn)定性不要過強(qiáng)或過弱，必須限制重心的前限或后限。 配載平衡后的飛機(jī)，重心在前后極限的范圍內(nèi)是安全的。三、隨機(jī)業(yè)務(wù)文件及其交接每一個(gè)航班的載重平衡表填制好以后， 平衡室工作人員應(yīng)將載重表以及有關(guān)業(yè)務(wù)文件送交乘務(wù)長，并簽