空气动力学详细版

1滚转收敛模态：运动表现形式：近似单纯的绕纵轴的单调衰减很快的滚转运动。产生原因：飞机绕纵轴的转动惯量较小，滚转阻尼力矩较大。一般飞机都能满足此模态的要求。特性：飞机滚转角和滚转角速度迅速变化，侧滑角和偏航角的变化很小。

2螺旋模态：运动形式：一旦飞机受到扰动发生滚转和侧滑，便产生机身向一侧倾斜，机头下沉并不断对准来流，飞机沿螺旋线航迹盘旋下降，形成螺旋发散运动。产生原因：飞机的方向静稳定性过大。特性：侧滑角近似为零、偏航角大于滚转角。略带滚转、侧滑角近似为零的偏航运动。在螺旋模态运动中，各种运动参数变化比较缓慢，驾驶员有足够时间进行纠正,对飞行安全无重大危害。解决办法：适当搭配方向和侧向的静稳定性。

3荷兰滚模态：运动形式：振幅逐渐增大的侧向-航向组合振荡运动。产生原因：飞机的侧向静稳定性过大。特性：振荡频率较高、周期较短（周期为几秒量级）和振幅逐渐增大的侧向-航向组合振荡。驾驶员难于控制直接影响飞行安全。飞机的侧滑角、滚转角和偏航角的量级相同。滚转和偏航运动的速度较小。CCAR-25 部规定：任何横向-航向组合振荡，在操纵松浮情况下，都必须受到正阻尼。解决办法：适当搭配侧向和方向静稳定性、对高空飞行的飞机采用偏航阻尼器。

4副翼失效和反逆：原因：由于机翼扭转变形过大，使副翼失效或使飞机产生与操纵要求相反的滚转运动。.副翼反逆临界速度：当发生副翼失效时的飞机飞行速度。一般要求飞机的最大允许速度比该临界速度低100km/h。提高副翼反逆临界速度的措施：提高机翼的抗扭刚度。采用混合副翼（内副翼和外副翼）。

5飞机横侧向扰动运动中作用在飞机上的力矩：横侧向静稳定力矩：因横侧向扰动产生的侧滑引起的恢复力矩（滚转、偏航）。它企图使飞机恢复原有姿态。气动阻尼力矩：飞机在扰动运动中，因为滚转和偏航角速度引起机翼和垂尾上气动力变化产生的阻止飞机转动的力矩。由滚转角速度引起的阻尼力矩中，机翼起主要作用。由偏航角速度引起的阻尼力矩中，垂尾起主要作用。足够大的阻尼力矩是保证动稳定性的充分条件。.惯性力矩：由于飞机的转动惯量在飞机横侧向扰动运动中产生的维持继续转动的力矩。它企图使飞机不停地摆动。交叉力矩：由滚转运动产生的偏航力矩和由偏航运动产生的滚转力矩。它们与相对应的静稳定力距方向相反。由于交叉力矩的影响，要求飞机的方向静稳定力矩与侧向静稳定力矩要适当匹配，以避免发生…螺旋‟或…荷兰滚‟现象。

6飞机侧向静稳定性：当飞机受到扰动，并使飞机绕机体纵轴（x轴）转动产生滚转角时;当扰动消失后，在驾驶员不操纵的情况下，飞机有自动从侧滑中抬起下沉机翼的趋势。飞机侧向静稳定的条件：飞机因滚转角引起侧滑时产生的滚转力矩，与飞机滚转的方向相反。

7涡流发生器：1、功用：装于高亜音速和跨音速飞机的机翼上翼面上，延缓气流分离和提高安装于机翼后缘舵面的操纵效率。2、工作原理：涡流发生器是一排沿翼展方向、垂直于翼面安装的很短的翼型片，位于副翼（或方向舵）的前方。当气流流过这些垂直固定的“小翼”时，会在其顶部产生涡流。涡流使外部高速气流卷入原来较厚的附面层内，从而使附面层减薄、沿翼型近表面的气流流速加快，达到延缓气流分离的作用。

8提高临界马赫数的措施：小展弦比机翼：小展弦比可以使翼型的弦长加长，展长缩短，相对厚度减小，使气流在翼型表面加速缓慢，从而提高临界马赫数。翼展缩短，激波缩短，波阻变小。不足：低速飞行时诱导阻力大。提高临界马赫数的措施：层流翼型：较小的前缘半径、翼型薄并扁平，上翼面气流加速缓慢、压力分布比较平坦降低了翼面最高点的局部速度。主要用于高亜音速飞机。超临界翼型：较大的前缘半径、上翼面比较平坦后部略向下弯。上翼面气流加速更加缓慢。即使出现局部激波则强度也弱并且靠后，避免诱导激波分离，具有好的跨音速特性。主要用于跨音速飞机。更薄翼型：斜激波角度小，有利于减小波阻。主要用于超音速飞机。提高临界马赫数的措施后掠机翼：机翼的后掠角为x，则流过翼型的有效速度（垂直于机翼前缘或1/4弦线的气流速度）v = V·cosx。式中V—飞机迎面气流相对速度。故提高了飞机的临界马赫数。从高亜音速到超音速飞机，速度愈高采用的后掠角愈大。

10压力中心：作用在飞机上的总空气动力的作用线与飞机纵轴的交点。在攻角不大的情况下，常近似地把总升力在纵轴上的作用点作为全机的压力中心。在一定迎角范围内，压力中心位置随迎角的增大而前移。

11焦点（空气动力中心）：升力增量（迎角变化量引起的升力变化量）作用点。焦点位置不随攻角改变，飞机从亚音速进入超音速时焦点位置将后移。

12诱导阻力：诱导阻力是伴随着机翼上的升力产生而产生的一种升力面上特有的阻力。升力愈大（迎角增大），诱导阻力愈大。它是机翼翼尖涡流和机翼上翼面气流流过翼型后部产生下洗速度，使相对气流产生下洗角，总气动力向后倾斜而造成的。为减小下洗的影响，可采取大的展弦比、椭园形或梯形机翼及增设翼尖小翼等措施。影响升力的因素:机翼面积空气密度飞行速度升力系数。机翼面积：飞机的升力与机翼面积成正比。空气密度：随着高度的增加和温度的升高都会使空气密度变小。温度和飞行高度愈高其密度愈小导致升力减小，只有高速飞机才适于高空飞行，高原机场和高的场温不利于飞机起飞。飞行速度（相对气流的速度）：其它条件不变时，升力与速度的平方成正比。当飞机有偏航角速度时，由于左右机翼的相对气流速度不同，会使飞机产生滚转力矩。