航空飛行器飛行動力學(xué)部分課后習(xí)題答案單元PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1航空飛行器飛行動力學(xué)部分課后習(xí)題答航空飛行器飛行動力學(xué)部分課后習(xí)題答案單元案單元7.2 7.2 何謂飛行器的縱向定速靜穩(wěn)定性和定何謂飛行器的縱向定速靜穩(wěn)定性和定載靜穩(wěn)定性？載靜穩(wěn)定性？ 定速靜穩(wěn)定性：給定速度和升降舵偏角，飛機在某一平衡狀態(tài)受到擾動，迎角發(fā)生變化，擾動消除后，飛行器將產(chǎn)生使迎角恢復(fù)到原有平衡狀態(tài)迎角的力矩。 定速靜穩(wěn)定條件：0,0mmLCCC焦點LCCGMbx第1頁/共14頁 定載靜穩(wěn)定性：飛機受擾動后，迎角和速度均發(fā)生變化，在滿足1g過載的情形下，飛機是否具有恢復(fù)原有平衡狀態(tài)的趨勢。 定載靜穩(wěn)定條件：7.27.2跨音速時此項為大的負(fù)值 0120mLmLLmndCdCC

2、CMaCCMa 跨音速時，dCm/dCL0，飛機為定載靜不穩(wěn)定第2頁/共14頁7.3 7.3 說明飛行器在跨聲速區(qū)飛行時出現(xiàn)說明飛行器在跨聲速區(qū)飛行時出現(xiàn)“自自動俯沖動俯沖”現(xiàn)象的物理原因?，F(xiàn)象的物理原因。 在跨音速區(qū)域飛行時，飛機速度增加時，氣動壓力中心迅速后移，產(chǎn)生大的低頭力矩，而飛機此時為定載靜不穩(wěn)定，低頭后會產(chǎn)生使低頭趨勢進一步加劇的氣動低頭力矩，因而會出現(xiàn)“自動俯沖”現(xiàn)象。1()2nmmamnLLLadCCMCdCCCMmaCM1()0nmnLdCdC跨音速區(qū)為大的負(fù)值， 靜載定不穩(wěn)定飛機在高空進入超音速飛行的過程中，飛行員一般不會刻意操縱升降舵使飛機配平，飛機經(jīng)歷自動俯沖加速后，待

3、速度增加到一定程度時自動恢復(fù)平衡。（P220圖7.13）第3頁/共14頁7.4 7.4 根據(jù)風(fēng)洞數(shù)據(jù)確定飛機的靜穩(wěn)定導(dǎo)數(shù)；根據(jù)風(fēng)洞數(shù)據(jù)確定飛機的靜穩(wěn)定導(dǎo)數(shù)； 求質(zhì)心的相對移動量。求質(zhì)心的相對移動量。由于縱向力矩系數(shù)與迎角成線性關(guān)系：0mmmCCC代入迎角為4和6時的氣動力矩系數(shù)：004/57.30.0056/57.30.025mmmmCCCC可解得：00.57301 rad0.0350mmCC 零迎角俯仰力矩系數(shù)縱向靜不穩(wěn)定靜穩(wěn)定導(dǎo)數(shù)：0.1632mLmLCCCC第4頁/共14頁7.47.4mLcgCCxcgxLC0mCacxcgxcgx如果迎角為0時升力系數(shù)CL0=0，則迎角為4：飛機質(zhì)心移

4、動時，升力特性并不會發(fā)生變化。0044/57.30.2450LLLLLCCCCC壓力中心第5頁/共14頁7.47.4重心移動量為：0.0250.0050.2450.0816cgmLxCC 由于重心移動使俯仰力矩增大，因此可推測，重心向前移動了0.0816如果迎角為0時升力系數(shù)CL0不為零，則計算結(jié)果會有所變化，但方法一樣。重心移動后，變化的量：與力矩有關(guān)的量Cm 不變的量：焦點位置、升力曲線第6頁/共14頁8.1 8.1 方向舵固定在中立位置時，方向舵固定在中立位置時，Cn曲線為什曲線為什么常通過原點，呈反對稱變化？偏轉(zhuǎn)方向舵時，么常通過原點，呈反對稱變化？偏轉(zhuǎn)方向舵時，如在氣動力線形變化范圍

5、，則曲線如何變化？如在氣動力線形變化范圍，則曲線如何變化？ 方向舵固定在中立位置時，通常情況飛機左右完全對稱，=0時不產(chǎn)生偏航力矩，因此Cn曲線常通過原點。 飛機航向靜穩(wěn)定時，0時產(chǎn)生正的偏航力矩；0時，航向靜穩(wěn)定，該穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)主要由垂尾提供。無尾飛翼布局飛機,無垂尾,可能呈航向弱靜不穩(wěn)定。第10頁/共14頁8.2 8.2 橫向靜穩(wěn)定性橫向靜穩(wěn)定性 橫向靜穩(wěn)定性：飛機在平衡狀態(tài)下受到非對稱的外界擾動，產(chǎn)生小量滾轉(zhuǎn)角,若0，擾動消失后，重力和升力的分量使飛機產(chǎn)生右側(cè)滑0，駕駛員不施加操縱時，飛機上將產(chǎn)生負(fù)的滾轉(zhuǎn)力矩使飛機機翼保持水平。第11頁/共14頁8.2 8.2 橫向靜穩(wěn)定性橫向靜穩(wěn)定性LMC注意：滾轉(zhuǎn)角的消除是通過側(cè)滑間接消除的，因為滾轉(zhuǎn)角并不直接引起氣動力矩的變化。 影響因素：Cl0時，橫向靜穩(wěn)定，該穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)受機翼的上反角、后掠角及垂尾的影響。第12頁/共14頁8.4 8.4 試推導(dǎo)因非對稱裝載在飛行器上作用有不對試推導(dǎo)因非對稱裝載在飛行器上作用有不對稱滾轉(zhuǎn)力矩稱滾轉(zhuǎn)力矩L L時，為保持定直飛行所需要的副時，為保持定直飛行所需要的副翼、方向舵偏角的表達(dá)式翼、方向舵偏角的表達(dá)式( (設(shè)設(shè)C Cn na a可忽略可忽略) )。sin000rarrrarrCCLLLLLNN sin000rarrccrLllalrl LnnrCCCCCCCCCrnrnCC rraa