北航飛行力學試卷及答案

1、2)班號學號姓名成績飛行力學期末考試卷注意事項：1、請認真讀題，按照題目要求做答。2、請將答案寫在答題紙上。一、（本題20分，每題4分）解釋下列概念：（1）極曲線（2）機體坐標系（3）翼載荷（4）縱向靜穩(wěn)定力矩（5）航向靜穩(wěn)定性二、（本題30分，其中第1小題20分，第2小題10分）通過計算回答下列問題：（1）某飛機重量VV=51000N,在某高度以速度U=800km，h飛行。若此時發(fā)動機推力為720000N,升阻比K=6。求飛機進行下列運動時的有關(guān)參數(shù)：1）等速上升角；2）平飛加速度;3）若收汕門使飛機在該高度和速度下定虛平飛，此時耗油率Cf=0.11kg/（N.h）,發(fā)動機效率系數(shù)7=0.9

2、8,求千米耗油量。（2）設飛機質(zhì)心位于平均氣動弦上，且當前CL=0.2,飛機重心位置為原焦點位置為玄“，全機零升力矩系數(shù)為C,”。試求下列情況下力矩系數(shù)的變化量及靜穩(wěn)定裕度的變化量Knz1）全機焦點位置不變，質(zhì)心向后移動5%；2）全機焦點向后移動5%,質(zhì)心向前移動10%。三、（本題15分）說明飛行器在跨聲速區(qū)飛行時出現(xiàn)“鬥動俯沖”現(xiàn)象的物理原因。四、（本題20分）試推導因非對稱裝載在飛行器上作用有不對稱滾轉(zhuǎn)力矩厶時，為保持定宜線飛行所需要的副翼、方向舵偏角的表達式（設C,嘰可忽略）。五、（本題15分，每小題5分）（1）分析飛機縱向擾動運動的典型模態(tài)特點；（2）分析對縱向快變化模態(tài)影響較大的氣動

3、導數(shù)；（3）說明衡量升降舵偏轉(zhuǎn)操縱的飛機響應特性的常用參數(shù)；答案一、解釋卜列概念：極曲線：反映飛行器阻力系數(shù)與升力系數(shù)之間的關(guān)系的曲線。（4分）機體坐標系：原點位飛機的質(zhì)心；0旺軸在飛機的刈稱平面內(nèi)，平行機身軸線或機翼的平均氣動弦線,指向前;0僉軸也在對稱面內(nèi),垂直于o無軸,指向下;軸垂直于對稱面,指向右。（4分）翼載荷:飛機垂力與機翼面積的比值。（4分）縱向靜穩(wěn)定力矩：由迎角引起的那部分俯仰力矩稱Z為縱向靜穩(wěn)定力矩。（4分）航向靜穩(wěn)定性：飛行器在平衡狀態(tài)卜受到外界非対稱干擾而產(chǎn)生側(cè)滑時，在駕駛員不加操縱的條件卜,飛行器具有減小側(cè)滑角的趨勢。（4分）二、（1）解：1）若飛機等速上升，可假設飛機

4、的上升角較小，有：cos/=l,=0,=0,則：(a)(2分)根據(jù)升阻比定義:(b)(2分)由式（a）和（b）可得:（3分）sin/=-=0.2255WK則飛機的等速上升角了為:/=13.0317E機平飛時，有:dV二(T-D)dtW/gL=W(c)(4分)其中，g為重力加速度，取為9.81gm/s2o則由式（b）和（c）可得dVdtW/g=2.2098m/s23)若飛機收汕門在該高度和速度卜定直平飛，則:W=1.1926kg/l1,使得飛機失去了定載靜穩(wěn)定性。結(jié)果就dMadCtt引起飛機的自動俯沖現(xiàn)彖（10分）飛機跨聲速區(qū)相應的平衡曲線如圖所示：O當飛機在跨聲速區(qū)定直平飛時，如在平衡曲線中的

5、A點，対應的平衡舵面偏角為八，由外界擾動使得飛機的速度增加到B點，飛機的舵面偏角并沒有改變，仍然保持在而B點所需的平衡偏角從圖中看出應減小，需要在原來的位置上向上偏轉(zhuǎn)，結(jié)果飛行器存在有不平衡的低頭力矩，這使得飛行器進入俯沖，速度進一步增加，直到C點，此時的8cC=SeA,再次成為合適的平衡舵面偏角。四、解：定直平飛平衡方程：5卩+Cs8,.+Lsin0=0Lp+Ls+L68r4-AL=0（10分）竹0+忙=0寫成無因次形式:C“+C&g+Qsiii0=OC/00+C/耳&a+C/5r6+ClhL=0（5分）C”00+CM=0得：6=_卩;氏%-血+%3%，0（5分）GClSa%五、（1）短周期：主要表現(xiàn)為迎角和俯仰角速度的變化，衰減很快，而速度基本不變。（3分）長周期：主要表現(xiàn)為