认识飞行-1.2.2飞机的俯仰稳定性

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飞机平衡控制—飞机的稳定性与操纵性

稳定性
飞机的情况也是一样，也有稳定、不稳定和中和稳定三种情况。
稳定性
飞机纵向稳定性（俯仰稳定性）
ห้องสมุดไป่ตู้
稳定性
飞机方向稳定性
稳定性
飞机侧向稳定性影响飞机侧向稳定性的因素主要是机翼的上反角和后掠角。
操纵性
飞机的操纵性是飞机跟随驾驶员操纵驾驶杆、脚蹬动作而改变其飞行状态的特征。飞机通过主操纵面—升降舵、方向舵和副翼对绕3个轴的运动进行操纵。
操纵性
飞机重心位置的前后移动会影响飞机的纵向操纵性能。重心前移，增大同样迎角，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，重心前移过多，就可能出现即使驾驶杆拉到底，飞机也不能增加到所需要的迎角，因此重心位置应有个前限，称为重心前极限。
操纵性
俯仰稳定性强的飞机，俯仰操纵时比较迟钝；俯仰稳定性弱的飞机，俯仰操纵时比较灵敏。

飞行学员进近阶段易犯错误分析

飞行学员进近阶段易犯错误分析作者：陈汉来源：《科技资讯》 2012年第15期陈汉(中国民航飞行学院洛阳分院河南洛阳 471001)摘要:进近和着陆是整个飞行过程的最后阶段,是操作最繁忙,心理和思维最复杂的阶段,也是最容易出现人为失误的阶段,作为飞行安全的重要关口,有人称之为“最危险的8分钟”。

对于飞行学员而言,由于飞行技能尚在形成阶段,飞行经验不足,飞行良好心理素质尚未养成等原因,在该阶段更容易产生人为错误,不利于训练质量的提高,同时也危及飞行安全。

飞行学员进近阶段易犯的几种典型错误主要包括不能及时发现并修正航向道和下滑道偏差,操纵飞机的同时,不能准确的完成进近阶段要求的任务,以及在夜间飞行时跑道入口高度偏高,容易造成重着陆等。

文章针对这种情况,从认知结构,空间定向能力,注意力的分配与转移,以及对错觉的识别与处置等方面探讨了错误产生的心理机制,并提出了完善认知结构,培养良好的注意品质,提高驾驶舱处境意识,正确认识错觉产生的机理,坚持仪表飞行等相应预防措施。

关键词:错误进近预防飞行学员中图分类号:V321.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0218-02飞行进近过程是指飞机从规定的进场航路或起始进近定位点开始,到能够完成目视着陆的一点为止,包括复飞程序在内的飞行过程。

该阶段需要最良好的心理状态,最精确的操作,最默契的配合。

进近和着陆是整个飞行过程的最后阶段,是操作最繁忙,心理和思维最复杂的阶段,也是最容易出现人为失误的阶段,作为飞行安全的重要关口,有人称之为“最危险的8分钟”。

飞行进近过程是指飞机从规定的进场航路或起始进近定位点开始,到能够完成目视着陆的一点为止,包括复飞程序在内的飞行过程。

该阶段需要最良好的心理状态,最精确的操作,最默契的配合。

飞行学员由于正处在训练飞行阶段,在飞行过程中有自身的特点,即要在保证飞行安全的基础上尽可能多而且熟练的掌握飞行技术,这一要求在进近过程中表现的尤为突出。

飞机的平衡、稳定性与操纵性(精制医学)

飞机各部件、燃料、乘员、货物等重力的合力，叫飞机的重力。飞机重力的着力点叫做飞机重心。
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② 重心（Center of Gravity）
飞机在空中的运动，总可分解成飞机各部分随飞机重心一起的移动和飞机各部分绕重心的转动。
重心CG
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●重心位置的表示
重心的前后位置常用重心在某一特定翼弦上的投影到该翼弦前端的距离，占该翼弦的百分数来表示。
精制类
4.1.1 飞机的坐标轴和重心
① 机体轴
5
●机体轴及对应转动
横轴
纵轴
立轴
俯仰 6
滚转
偏转
I. 绕横轴（OZ轴）的转动称为俯仰转动
注：角速度和力矩均按右手螺旋法则判定正负
7
II. 绕立轴（OY轴）的转动称为偏转
8
III.绕纵轴（OX轴）的转动称为滚转
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② 重心（Center of Gravity）
静稳定度，它表示迎角每变化1度时俯仰力矩系数的
变化量，它的表达式为：
m Z

mZ

mz
抬头
mz
α
α
低头
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●俯仰力矩系数曲线
当焦点在重心之后，飞机具有俯仰稳定性，这也意味着俯仰力矩系数曲线斜率为负。
焦点
重心
mz
抬头
mz
α
α
低头
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④ 俯仰动稳定性
俯仰动稳定性分为长周期运动和短周期两种。
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●获得俯仰平衡的条件：
M Z 0
22
4.1.3 飞机的方向平衡
飞机的方向平衡是指作用于飞机的各偏转力矩之和为零，侧滑角不变或侧滑角为零。
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●侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。

飞机的稳定性和操纵性

第三章飞机的稳定性和操纵性飞机的稳定性在飞行中，飞机会经常受到各种各样的扰动，如气流的波动、发动机工作不稳定、飞行员偶然触动驾驶杆等。

这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态，而在偏离以后，飞机能否自动恢复原状，这就是有关飞机的稳定或不稳定的问题。

飞机的稳定性是飞机本身的一种特性，与飞机的操纵性有密切的关系。

例如，飞行员操纵杆、舵，需要用力的大小，飞机对杆、舵操纵的反应等，都与飞机的稳定性有关。

因此，研究飞机的稳定性是研究飞机操纵性的基础。

所谓飞机的稳定性，就是在飞行中，当飞机受微小扰动而偏离原来的平衡状态，并在扰动消失以后，不经驾驶员操纵，飞机能自动恢复原来平衡状态的特性。

纵向稳定性飞机的纵向稳定性是指飞机绕横轴的稳定性。

当飞机处于平衡飞行状态时，如果有一个小的外力干扰，使它的攻角变大或变小，飞机抬头或低头，绕横轴上下摇摆(也称为俯仰运动)。

当外力消除后，驾驶员如果不操纵飞机，而靠飞机本身产生一个力矩，使它恢复到原来的平衡飞行状态，我们就说这架飞机是纵向稳定的。

如果飞机不能靠自身恢复到原来的状态，就称为纵向不稳定的。

如果它既不恢复，也不远离，总是上下摇摆，就称为纵向中立稳定的。

飞机的纵向稳定性也称为俯仰稳定性。

飞机的纵向稳定性由飞机重心在焦点之前来保证。

影响飞机纵向稳定性的主要因素有飞机的水平尾翼和飞机的重心位置。

下面，我们首先来看一下水平尾翼是如何影响飞机的纵向稳定性的。

当飞机以一定的攻角作稳定的飞行时，如果一阵风从下吹向机头，使飞机机翼的攻角增大，飞机抬头。

阵风消失后，由于惯性的作用，飞机仍要沿原来的方向向前冲一段路程。

这时由于水平尾翼的攻角也跟着增大，从而产生了一个低头力矩。

飞机在这个低头力矩作用下，使机头下沉。

经过短时间的上下摇摆，飞机就可恢复到原来的飞行状态。

同样，如果阵风从上吹向机头，使机头下沉，飞机攻角减小，水平尾翼的攻角也跟着减小。

这时水平尾翼上产生一个抬头力矩，使飞机抬头，经过短时间的上下摇摆，也可使飞机恢复到原来的飞行状态。

飞机的操控与稳定教案

飞机的操控与稳定教案一、引言。

飞机的操控与稳定是飞行员必须掌握的基本技能之一。

在飞行中，飞机的操纵和稳定性直接影响到飞行的安全和顺利进行。

因此，飞行员需要通过系统的培训和实践来掌握飞机的操控和稳定技能。

本教案将从飞机的基本操控原理、飞机的稳定性原理、飞行中的操控技巧等方面进行详细介绍，帮助飞行员更好地理解和掌握飞机的操控与稳定技能。

二、飞机的基本操控原理。

1. 飞机的操控装置。

飞机的操控装置主要包括操纵杆、脚蹬和油门。

操纵杆用于控制飞机的俯仰和滚转，脚蹬用于控制飞机的偏航，油门用于控制发动机的推力。

飞行员通过操纵这些装置来控制飞机的姿态和飞行状态。

2. 飞机的基本操控原理。

飞机的操控原理主要包括三个方面，俯仰、滚转和偏航。

俯仰是飞机绕横轴旋转的运动，滚转是飞机绕纵轴旋转的运动，偏航是飞机绕垂直轴旋转的运动。

飞行员通过操纵杆、脚蹬和油门来控制飞机的俯仰、滚转和偏航运动，从而实现飞机的操纵。

三、飞机的稳定性原理。

1. 飞机的稳定性类型。

飞机的稳定性主要包括静稳定性、动稳定性和自动稳定性。

静稳定性是指飞机在受到外界干扰后能够自行回到平衡状态的能力，动稳定性是指飞机在飞行中能够保持稳定的能力，自动稳定性是指飞机通过自动控制系统来实现稳定。

2. 飞机的稳定性原理。

飞机的稳定性原理主要包括气动稳定性和动力稳定性。

气动稳定性是指飞机在飞行中受到气流的影响后能够保持稳定的能力，动力稳定性是指飞机在受到发动机推力和风阻的影响后能够保持稳定的能力。

飞机的稳定性原理是飞机设计和飞行中的重要考虑因素。

四、飞行中的操控技巧。

1. 起飞阶段的操控技巧。

起飞是飞行中的关键阶段，飞行员需要通过操纵飞机的操控装置来实现起飞。

在起飞阶段，飞行员需要注意控制飞机的俯仰和滚转，保持飞机的稳定状态，并适时调整油门来控制飞机的速度和爬升角度。

2. 空中飞行中的操控技巧。

在空中飞行中，飞行员需要通过操纵飞机的操控装置来实现飞机的转弯、爬升和下降等动作。

航空概论飞机的平衡安定性和操纵性

航空概论：飞机的平衡安定性和操纵性概述飞机的平衡安定性和操纵性是飞行器设计中最重要的问题之一。

正确的平衡和稳定性是确保飞机能够稳定飞行的关键，同时也保证了正确的操纵性，使飞机能够按照飞行员的意愿进行操作。

在本文中，我们将讨论什么是平衡和稳定性、如何设计一个平衡和稳定的飞机，以及如何操纵一个飞机。

飞机的平衡和稳定性飞机的重心和机翼的重心平衡是一架飞机在空中稳定飞行所需的基本条件之一。

为了保持平衡，飞机必须有一个正确的重心位置。

这个位置是在飞机中间的一个虚拟点，重力作用于这个点的位置使飞机保持平衡。

同时，飞机的机翼也有一个重心位置，这个重心位置是机翼所有部件的平均重心位置。

稳定性稳定性是指飞机在受到干扰之后能够自动回到原来的状态，从而保持飞行的状态。

稳定性是通过飞机的设计和材料选择来实现的。

飞机的稳定性可以分为静态稳定性和动态稳定性。

静态稳定性是指飞机在保持位置或姿态时的稳定性。

动态稳定性则指飞机对于干扰的快速反应能力。

设计一个平衡和稳定的飞机设计一个平衡和稳定的飞机需要考虑多个因素。

以下是一些参考：水平平衡设计者应该将水平平衡考虑在内，这样飞机才能在水平方向上保持平稳飞行。

水平平衡的几个主要元素包括下列部分：•重心：飞机的重心必须位于机翼重心的前方，这样才保证飞机保持稳定。

•机毂和发动机位置：机毂和发动机位置的不同会影响飞机的平衡。

•垂直尾翼：垂直尾翼能够帮助调整飞机的平衡。

垂直平衡设计者同样应该考虑垂直平衡的问题。

以下是设计者应该考虑的因素：•高度舵面：高度舵面能够帮助飞机在垂直方向上保持平稳飞行。

•垂直尾翼：与水平平衡类似，垂直尾翼也能够帮助调整飞机的平衡。

•重心：这里的重心是指沿着飞行器纵向的重量分布情况。

设计者必须考虑飞机的质心位置和操纵重心位置之间的关系。

机翼的大小和形状机翼的大小和形状会影响飞机的稳定性。

机翼面积越大，飞机的稳定性就越好，但是机翼越大，飞机的重量也会增加，从而影响飞机的性能。

飞机的俯仰、滚动和偏航如何理解？这篇飞机的科普文讲清楚了

飞机的俯仰、滚动和偏航如何理解？这篇飞机的科普文讲清楚了升力通常垂直作用于机翼上。

可灵活地控制机翼表面（副翼、升降舵和方向舵）来改变升力，使其在它的空气动力学中心旋转。

你可应用这些控制使飞机做各种机动动作。

俯仰、滚动和偏航飞机的三维机动动作有：俯仰、滚动和偏航。

三维总是以飞行员的视线为基准，而与飞机的方向和飞行高度无关。

当你对飞机进行控制时，你需要输入能量。

俯仰是机头做上下运动。

利用飞机的平衡器（F-15E战机上的平的后部表面，有时称为升降舵）控制俯仰。

在做俯仰动作时，平衡器表面向上或向下转动。

这样使得平衡器上下表面的压力不同，机头向上或向下。

滚动由飞机的副翼所控制。

象襟翼一样，副翼是绞接在机翼上的控制板。

与襟翼不同的是，两个副翼彼此向相反方向运动，一个机翼升力增大，另一个机翼升力减小，因此飞机以机头-机尾轴做滚动。

偏航是机头向侧方向运动。

此时飞机的高度（机头角度）保持不变，而飞机向左或向右飞行。

利用飞机的尾舵控制偏航。

俯仰和偏航联合运动可产生复合运动，即在沿纵轴和飞行方向上发生运动。

相反地，简单运动（偏航或俯仰）是非复合运动。

偏航可以与俯仰联合，产生倾斜转弯或滚动效果。

飞行摇杆向前或向后移动飞行摇杆，即调节飞机的平衡器，可改变机头的仰俯角。

将摇杆向后拉，即利用后摇杆可使机头升高，将摇杆向前推，即使用前摇杆，可使机头下降。

将摇杆向左右移动，即使用侧向摇杆，可控制飞机的副翼。

例如，摇杆向左移，飞机向左滚动。

摇杆向右移，飞机向右滚动。

方向舵脚踏板方向舵和脚踏板可移动飞机的舵，控制飞机偏航。

右舵飞机机头向右偏，左舵飞机机头向左偏。

航速高于1马赫时，F15E战机的舵锁定。

这意味着，航速高于1马赫时，你踏不动舵。

舵锁定是为飞机控制时提供的一个保险。

利用舵也可以做滚动，此时，飞机向舵给的方向滚动。

舵主要用于射击瞄准和自旋螺状态的恢复。

油门油门控制引擎推力输出。

油门向后拉降低引擎输出，油门向前推增大引擎输出。

航空器的动态稳定性与控制

航空器的动态稳定性与控制在广袤的蓝天中，航空器自由翱翔。

然而，这看似轻松的飞行背后，隐藏着一系列复杂而关键的科学原理，其中航空器的动态稳定性与控制无疑是至关重要的方面。

要理解航空器的动态稳定性，首先得明白什么是稳定性。

简单来说，稳定性就是指物体在受到干扰后，是否能够恢复到原来的状态。

对于航空器而言，动态稳定性指的是其在飞行过程中，当受到气流变化、操纵输入或其他外部因素干扰时，能够自动趋向于恢复平衡状态的能力。

航空器的动态稳定性可以分为纵向稳定性、横向稳定性和方向稳定性。

纵向稳定性关乎飞机在俯仰方向上的稳定，也就是机头的上下运动。

比如，当飞机因为气流的影响而机头突然上仰时，如果飞机具有良好的纵向稳定性，它会自动产生一个恢复力矩，使机头重新回到水平位置。

横向稳定性则主要涉及飞机在滚转方向上的稳定，即机翼的左右倾斜。

方向稳定性则侧重于飞机在偏航方向上的稳定，也就是机头的左右转动。

这些稳定性的实现，离不开航空器自身的设计特点。

比如，机翼的形状、位置和面积，尾翼的大小和布局，机身的形状和重量分布等，都对稳定性有着重要的影响。

以机翼为例，上凸下平的形状使得气流在经过时产生压力差，从而产生升力。

同时，机翼的安装角度和位置也会影响飞机的稳定性。

如果机翼位置过高或过低，都可能导致稳定性变差。

控制，是实现和维持航空器稳定性的重要手段。

航空器的控制系统就像是驾驶员手中的“缰绳”，能够对飞机的姿态和运动进行精准的操控。

在现代航空器中，常见的控制面包括副翼、升降舵和方向舵。

副翼位于机翼的后缘，通过左右副翼的差动运动，可以实现飞机的滚转控制。

升降舵通常位于水平尾翼的后缘，用于控制飞机的俯仰运动。

方向舵则位于垂直尾翼的后缘，负责飞机的偏航控制。

除了这些传统的控制面，现代航空器还采用了一系列先进的控制技术。

比如电传操纵系统，它通过电子信号将驾驶员的操纵指令传递给控制面，相比传统的机械操纵系统，具有响应更快、精度更高、重量更轻等优点。

飞行原理：飞机的平衡、稳定性与操纵性

7.1重心前后发动
重心位置靠前，重心不飞机焦点的距离越长，俯仰稳定性越强。重心位置靠前，飞机的方向稳定性有所增加，但丌明显。重心位置前后秱动，对横侧稳定性无影响。
7.2飞行速度发化
在同一高度，飞机的阻尼力矩不速度大小成正比。速度越大，阻尼力矩越大，飞机的稳定性越强；速度越小，飞机的稳定性越弱。
平尾附加升力
扰动消失恢复原姿态
瞬间叐扰机头上抬
3.1俯仰稳定力矩
2、合适的机翼焦点不重心的位置兲系产生俯仰稳定力矩
1在翼弦上存在一个点，当压力中心秱动时，机翼升力对此点的力矩大小丌发，这个点就是焦点。 2 只有焦点的位置在飞机的重心之后，飞机才具有俯仰稳定性，焦点距离重心越进，俯仰稳定性越强。
左侧滑，若横侧稳定性弱
改平坡度慢
方向稳定性强
飞机快速左偏，导致右翼升力大
飞机难于改平左坡度，螺旋下降。。。
7飞机稳定性的影响因素
飞机稳定性的强弱，一般用摆动衰减时间、摆动幅度和摆动次数来衡量。
恢复时
间短
摆动幅度小
摆动次数少
稳定性强
影响飞机稳定性的因素：
重心位置飞行速度飞行高度大迎角飞行
1、水平尾翼产生俯仰稳定力矩
俯仰稳定力矩主要由平尾产生。平尾产生的俯仰稳定力矩，趋于
保持飞机的俯仰平衡。
很小迎角
平尾负升力产生抬头力矩
负升力
正常布局的飞机的平尾的安装角通常要比机翼的安装角更小。
较小迎角
大迎角
平尾正升力产生低头力矩
零升力正升力
3.1俯仰稳定力矩
1、水平尾翼产生俯仰稳定力矩
俯仰稳定力矩
1稳定性基本概念
稳定：扰动消失后，回到原来的平衡状态。丌稳定：扰动消失后，无法回到原来的平衡状态丏在系

3第三章飞机的稳定性和操纵性上课讲义

第三章飞机的稳定性和操纵性3.1 飞机的稳定性在飞行中，飞机会经常受到各种各样的扰动，如气流的波动、发动机工作不稳定、飞行员偶然触动驾驶杆等。

这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态，而在偏离以后，飞机能否自动恢复原状，这就是有关飞机的稳定或不稳定的问题。

飞机的稳定性是飞机本身的一种特性，与飞机的操纵性有密切的关系。

例如，飞行员操纵杆、舵，需要用力的大小，飞机对杆、舵操纵的反应等，都与飞机的稳定性有关。

因此，研究飞机的稳定性是研究飞机操纵性的基础。

3.1.1 纵向稳定性飞机的纵向稳定性是指飞机绕横轴的稳定性。

当飞机处于平衡飞行状态时，如果有一个小的外力干扰，使它的攻角变大或变小，飞机抬头或低头，绕横轴上下摇摆(也称为俯仰运动)。

当外力消除后，驾驶员如果不操纵飞机，而靠飞机本身产生一个力矩，使它恢复到原来的平衡飞行状态，我们就说这架飞机是纵向稳定的。

如果飞机不能靠自身恢复到原来的状态，就称为纵向不稳定的。

如果它既不恢复，也不远离，总是上下摇摆，就称为纵向中立稳定的。

飞机的纵向稳定性也称为俯仰稳定性。

飞机的纵向稳定性由飞机重心在焦点之前来保证。

影响飞机纵向稳定性的主要因素有飞机的水平尾翼和飞机的重心位置。

下面，我们首先来看一下水平尾翼是如何影响飞机的纵向稳定性的。

当飞机以一定的攻角作稳定的飞行时，如果一阵风从下吹向机头，使飞机机翼的攻角增大，飞机抬头。

阵风消失后，由于惯性的作用，飞机仍要沿原来的方向向前冲一段路程。

这时由于水平尾翼的攻角也跟着增大，从而产生了一个低头力矩。

飞机在这个低头力矩作用下，使机头下沉。

经过短时间的上下摇摆，飞机就可恢复到原来的飞行状态。

同样，如果阵风从上吹向机头，使机头下沉，飞机攻角减小，水平尾翼的攻角也跟着减小。

这时水平尾翼上产生一个抬头力矩，使飞机抬头，经过短时间的上下摇摆，也可使飞机恢复到原来的飞行状态。

认识飞行-1.2.3飞机的侧向稳定性

认识飞行
主讲人：吕鸿雁上海工程技术大学
认识飞行
第一讲飞行原理第二讲飞行操纵第三讲航空仪表第四讲航空气象第五讲飞行人因
1.2.3 飞机的侧向稳定性
本节主要内容 1 飞机的方向稳定性 2 飞机的横向稳定性 3 飞机方向稳定性和横向稳定性的关系
（1）飞机的方向稳定性
●什么是方向稳定性
正常情况下，飘摆半衰期很短，但当方向稳定性和横向稳定性不协调时，易使飘摆半衰期延长甚至不稳定，严重危及安全。
大型运输机在高空和低速飞行时由于稳定性发生变化易发生飘摆。因此广泛使用飘摆阻尼器。
●螺旋不稳定
飞机的横向稳定性过弱而方向稳定性过强，易产生螺旋不稳定。
飞机受扰左倾斜→左侧滑，若横向稳定性弱→飞机改平坡度慢；方向稳定性强→飞机左偏的速度快→ 快速左偏导致右翼升力大→ 飞机难于改平左坡度。最终导致飞机进入缓慢的盘旋下降过程，称螺旋不稳定。
螺旋不稳定的周期较大，对飞行安全不构成威胁，飞机设计中允许出现轻度的螺旋不稳定。
本节结束，谢谢大家！
● 后掠角在侧滑中所产生方向稳定力矩
后掠角的存在，使侧滑前翼的相对气流有效分速大，因而阻力更大，从而产生方向稳定力矩。
● 机身、背鳍和腹鳍的方向稳定力矩的产生
机身，以及背鳍和腹鳍也可以产生方向稳定力矩。
③ 方向阻尼力矩的产生
方向阻尼力矩主要由垂尾产生。
飞机转动的过程中，垂尾处出现附加的侧向气流速度分量，导致垂尾出现侧力，侧力形成的力矩起到阻碍转动的作用，称方向阻尼力矩。
① 主要横向稳定力矩的产生
横向稳定力矩主要由侧滑中机翼的上反角和后掠角产生。
侧力
I. 上反角产生的横向稳定力矩
上反角情况下，侧滑前翼的迎角更大，升力大于侧滑后翼的升力，从而产生绕纵轴的横向稳定力矩。

飞机的稳定性和操纵性

飞机侧向静稳定性的条件

飞机受到扰动，绕机体OX轴转动，产生了滚转角γ ，造成侧滑时，如果由于侧滑角引起的滚转力矩与飞机滚转的方向相反，飞机就具有侧向静稳定性。飞机的侧向静稳定性主要由机翼的上反角来提供。
飞机的侧向静稳定性

机翼上反角——提供飞机的侧向静稳定性。
机翼后掠角对飞机侧向静稳定的影响

侧滑角β

4.2 飞机稳定性和操纵性的基本概念

飞机的稳定性

处于平衡状态的物体，受到外界扰动，偏离了平衡位置，当扰动消失后，物体能否自动恢复到原始的平衡位置，取决于物体的平衡状态是否具有稳定性。
飞机的稳定性

静稳定性

研究外界扰动消失后，物体是否有回到原始平衡位置的趋势，也就是扰动消失后，物体的瞬间运动。研究外界扰动消失后，物体回到原平衡位置的运动过程：扰动是收敛的，物体最终回到原始平衡位置，物体具有动稳定性，否则就是动不稳定的。
横侧向扰动运动的三种模态及特性

滚转收敛模态

一种非周期性的、衰减很快的运动模态。滚转角和滚转速度迅速变化，侧滑角和偏航角的变化很小。
螺旋模态

一种非周期性的，运动参数变化比较缓慢的模态。侧滑角近似为零，偏航角大于滚转角，所以螺旋模态运动主要是略带滚转、侧滑角近似为零的偏航运动。方向静稳定性>>侧向静稳定性。
荷兰滚
飞机的横侧向扰动运动及影响稳定性的因素

飞机的侧向静稳定性和方向静稳定性大小比例搭配，对飞机横侧向动稳定性有着重要的影响。影响因素

侧向静稳定性——机翼上反角和后掠角。方向静稳定性——垂尾面积及到飞机重心的力臂。

飞机的稳定性

飞机的稳定性飞机的稳定性是飞机设计中衡量飞行品质的重要参数，它表示飞机在受到扰动之后是否具有回到原始状态的能力。

如果飞机受到扰动（例如突风）之后，在飞行员不进行任何操纵的情况下能够回到初始状态，则称飞机是稳定的，反之则称飞机是不稳定的。

飞机的稳定性包括纵向稳定性，反映飞机在俯仰方向的稳定特性；航向稳定性，反映飞机的方向稳定特性；以及横向稳定性，反映飞机的滚转稳定特性。

关于稳定与不稳定的概念可以形象的加以说明。

例如，我们将一个小球放在波浪型表面的波峰上然后轻轻的推一下，小球就会离开波峰掉入波谷，我们将小球处在波峰位置的状态称为不稳定状态。

反之，如果我们将小球放在波谷并且轻轻地推一下，球在荡漾一段时间之后，仍然能够回到谷底，我们称小球处在波谷的状态为稳定状态。

飞机的稳定与否对飞行安全尤为重要，如果飞机是稳定的，当遇到突风等扰动时，飞行员可以不用干预飞机，飞机会自动回到平衡状态；如果飞机是不稳定的，在遇到扰动时，哪怕是一丁点扰动，飞行员都必须对飞机进行操纵以保持平衡状态，否则飞机就会离初始状态越来越远。

不稳定的飞机不仅极大地加重了飞行员的操纵负担，使飞行员随时随地处于紧张状态，而且飞行员对飞机的操纵与飞机自身运动的相互干扰还容易诱发飞机的振荡，造成飞行事故。

从现代飞机设计理论来看，莱特兄弟发明的飞机是纵向不稳定的。

然而他们却成功了，这主要是因为当时飞机的速度低，飞行员有足够的时间来调整飞机的平衡。

莱特兄弟曾经说过他们在试飞时曾多次失控，飞机不住地振荡，最后以滑橇触地而结束。

随着飞行速度越来越快，飞行员越来越难以控制不稳定的飞机，所以一般在飞机设计中要求将飞机设计成稳定的，飞机稳定性设计也变得越来越重要了。

虽然越稳定的飞机对于提高安全性越有利，但是对于操纵性来说却越来越不利。

因为越稳定的飞机，要改变它的状态就越困难，也就是说，飞机的机动性越差。

所以如何协调飞机的稳定性和操纵性之间的关系，对于现代战斗机来说是一个非常值得权衡的问题。

衡量飞机俯仰操纵性指标

衡量飞机俯仰操纵性指标飞机的俯仰操纵性指标分为纵向操纵性指标和横侧向操纵性指标，纵向操纵性指标即滚转角度(飞机相对于地面水平面或垂直面的旋转角度)飞行速度改变量(即飞机速度随高度改变的量)它与滚转角呈正比关系。

在一定条件下，俯仰操纵性也可以用该指标来衡量。

（一）起飞和爬升阶段：起飞和爬升过程中，为保证平稳起飞、防止发动机功率过载等情况发生，需要一个限制俯仰角的范围。

而横侧向操纵性能是以对称平面内所能控制的最大滚转角(TC)与偏航角(IF)之差来表示，表示在低速时通过操纵所能达到的最大滚转角与最小滚转角之差。

而通常用的“盘旋性能指标”则仅指TC，不包括IF。

其中偏航角为无量纲的数值，与发动机功率有关，而TC 却只与油门位置和飞机速度有关。

（二）上坡起飞时：随着发动机功率的不断增加，飞机上坡角度不断增大，这时如果仍采用单纯的“盘旋性能指标”，飞机则会受到较大的俯仰力矩的作用。

因此必须采取控制发动机的措施，以控制飞机的俯仰力矩。

此时就需要一个考虑到发动机和阻力两方面的综合性能指标，用以衡量飞机的俯仰操纵性能。

如果发动机进气道采用吸气式，还需要考虑进气效率的问题。

飞机上坡操纵的能力主要取决于在一定的发动机功率和迎角下，阻力与功率之比，同时又与发动机的实际迎角和马赫数有关。

在一般情况下，由于功率增加，进气效率增加，因而允许增加的最大上坡迎角也就增加了。

但是，上坡操纵性能的提高不仅取决于发动机的实际迎角和马赫数，还与飞机的滚转角和油门位置有关。

在盘旋上升的过程中，要求飞机不使发动机超载，所以采用前述的“盘旋性能指标”更为合适。

而在爬升过程中，飞机继续增大迎角，如果采用“盘旋性能指标”，那么飞机的俯仰力矩将很快达到临界值。

为了不致引起发动机超载，最好使用一种控制发动机的指标，例如把偏航减小到“盘旋性能指标”的60%，甚至90%。

（三）平飞和巡航阶段：平飞阶段发动机工作在额定状态，油门位置处于发动机的最佳工作位置，而发动机喷管基本不参与排气。

俯仰配平格式

俯仰配平格式
俯仰平衡是指飞机在飞行过程中，机体的俯仰角度保持不变，即机头既不向上仰起，也不向下俯仰。

要实现俯仰平衡，飞机的重心和升力中心必须重合，且水平尾翼产生的负升力与飞机的重心在同一垂直线上。

俯仰平衡的配平方法一般包括以下步骤：
1. 检查飞机的重心位置：确保飞机的重心在升力中心之前，以产生低头力矩。

现代客机的重心一般都在压力中心之前。

2. 调整水平尾翼的位置：水平尾翼的作用是产生负升力，以产生抬头力矩。

通过调整水平尾翼的位置，可以改变负升力的值，从而调整飞机的俯仰角度。

3. 调整机翼的迎角：机翼的迎角决定了升力的大小。

通过调整机翼的迎角，可以改变升力的值，从而调整飞机的俯仰角度。

需要注意的是，俯仰平衡的配平需要根据飞行状态、飞行高度、飞行速度等因素进行调整，以确保飞机的安全和舒适性。

同时，还需要定期进行俯仰平衡的检查和维护，以确保飞机的正常运转。

空气动力学基础飞机的稳定性和操纵性

空气动力学基础：飞机的稳定性和操纵性概述在航空领域，空气动力学是一个非常重要的领域，它涉及到飞机的设计、性能和控制。

本文将讨论飞机的稳定性和操纵性，这是任何一款飞机都必须具备的基本属性。

空气动力学基础在理解飞机的稳定性和操纵性之前，我们需要了解一些空气动力学的基础知识。

升力和阻力在飞机飞行时，空气会对它产生一个向上的力，这个力被称为升力。

同时，空气也会对飞机产生一个与飞行方向相反的力，这个力被称为阻力。

升力和阻力都与飞机的速度、机翼的形状和机翼倾斜的角度有关。

正常力和重力在飞机飞行时，它受到的重力恒定，它所产生的升力也要与它的重力相平衡。

正常力是垂直于飞机的力，在水平飞行时，正常力等于重力。

弯曲和滑行当飞机进行弯曲飞行时，机翼的形状和倾斜的角度会发生变化，这将改变升力和阻力的大小和方向。

飞机在弯曲时所受到的外部力量有：惯性力、升力和质心的向心力。

飞机的稳定性飞机的稳定性是指在不同的飞行条件下，飞机能够保持平衡，不发生剧烈的变化。

稳定性是一款飞机必须具备的属性，否则它将无法保持安全的飞行。

长itudinal稳定性长纵向稳定性是指飞机绕俯仰轴的稳定性。

当飞机降低鼻部时，空气会产生向上的升力，使得飞机重新上升，保持平衡。

lateral稳定性横向稳定性是指飞机沿横滚轴的稳定性。

当飞机向一侧倾斜时，对应的机翼会受到更多的升力和阻力，使得飞机重新保持平衡。

定常稳定性定常稳定性是指在稳定状态下，飞机可以保持平衡。

这对于飞机的飞行以及操纵来说非常重要。

飞机的操纵性飞机的操纵性是指驾驶员控制飞机时的灵活性和可控性。

飞机的操纵性取决于飞机的设计和飞行控制系统。

增加操纵性的方法增加飞机的操纵性可以通过以下方法实现：•设计更大的机翼•增加襟翼的数量和面积•增加水平尾翼的大小和面积•增加垂直尾翼的面积和高度•使用高性能的飞行控制系统整体飞行性能除了稳定性和操纵性之外，整体飞行性能也是飞机设计中的关键因素。

整体飞行性能包括速度、升限、爬升速率、最大航程以及最大功率等。

纸飞机飞行稳定性指标

纸飞机飞行稳定性指标
稳定性有三种基本类型：俯仰稳定性、方向稳定性和盘旋稳定性。

俯仰稳定性使机头不会太低或太高，方向稳定性防止机头忽然偏向左边或右边，旋转稳定性防止机身旋转或翻滚。

俯仰稳定性使纸飞机保持常速飞行，如果机头上仰，纸飞机就会减速；如果机头下俯，纸飞机就会加速。

纸飞机有一段平衡距离以保持最优俯仰稳定性，在各种大型飞机上，这段距离几厘米到几米。

而纸飞机上，这段距离小于2.5厘米。

如果平衡点在这段距离之前，纸飞机会俯冲到地面，如果它在这段距离之后，纸飞机会失速或失控。

检验俯仰稳定性最好的方法是在投出后观察纸飞机是俯冲或是向上
或向下猛扑，还是是平稳的滑行。

即使保持了良好的仰俯稳定性，纸飞机也不一定能沿直线飞行，还需要保持良好的方向稳定性。

否则，纸飞机会旋转并后退，尾翼能减轻纸飞机旋转的倾向。

大部分纸飞机的前身具有尾翼的作用。

如果机身大部分位于平衡点之后，纸飞机的方向稳定性会更好。

向上向下弯曲机翼尖端也能提高方向稳定性。

第三种稳定性就是旋转稳定性，如果一架纸飞机有良好的旋转稳定性，它将沿直线或弧度较小的均速曲线飞行。

如果旋转稳定性不好，纸飞机会盘旋，并且盘旋速度越来越快，直到坠地。

这是一个常见的问题，解决起来也很简单。

机头处水平看纸飞机，略微向上弯机翼，使机身与机翼形成一个“Y”字形，同时确保机翼对称。

第4章飞机的平衡、稳定性和操纵性《民航飞机自动飞行控制系统》

2.1 稳定性的定义、条件和分类物体在不同的稳定条件下的响应情况
➢ 图所示为物体具有动中立稳定性的响应情况。根据静稳定性的不同，物体在受扰动后可以保持在偏离状态不变，或者在原平衡位置做等幅振荡。
物体具有动中立稳定性的响应情况
2.2 飞机的稳定性飞机的静稳定性
➢ 飞机的静稳定性研究飞机受扰后的最初响应问题。
4
加减油门会改变拉力或推力的大小，从而改变拉力力矩或推力力矩的大小，影响飞机的俯仰平衡。
收放起落架会引起飞机重心位置的前后移动，飞机将产生附加的俯仰力矩。
1.2 飞机的方向平衡
➢ 飞机的方向平衡是指作用于飞机的各偏转力矩之和为零。飞机取得方向平衡后，不绕立轴转动，侧滑角不变或侧滑角为零。
➢ 影响飞机方向平衡的因素主要有机翼变形，左、右两翼阻力不等，左、右两边发动机工作状态不同等。
飞机纵轴（OX）、飞机横滚运动方向以及横滚操纵面
1.3 飞机的横侧平衡
➢ 飞机的横侧平衡是指作用于飞机的各滚转力矩之和为零。飞机取得横侧平衡后，不绕纵轴滚转，坡度不变或坡度为零。
➢ 影响飞机横侧平衡的因素主要有机翼变形、两翼升力不等、油门改变导致螺旋的反作用力矩随之改变、重心左右移动（如两翼的油箱、耗油不均）、两翼升力作用点至重心的力臂改变等形成的滚转力矩的改变。
《民航飞机自动飞行控制系统》
✩ 精品课件合集
第四章
飞机的平衡、稳定性和操纵性
目录
CONTENTS
1 飞机的平衡 2 飞机的稳定性 3 飞机的操纵性
4 飞行操纵警告系统
第1节
飞机的平衡
1 飞机的平衡
➢ 飞机的平衡是指作用于飞机上的所有外力的代数和等于零，且各力对重心所构成的力矩的代数和也等于零的飞行状态。飞机的平衡包括俯仰平衡、方向平衡和横侧平衡。

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