飞行力学 复习解析

Cm C L
CL
Cme e
0
• 松杆静稳定性
(
Cm CL
)
f
Cm CL
(
Cm CL
)
f
xc.g [ xac Cme
1 CL . f
C he . t C he .
(1 )]
松杆中性点
飞行器纵向静操纵性（杆力） • 正常操纵、反常操纵
Pe 0, Pe 0 CL V
• 与松杆静稳定性关系
• 平衡公式Cm=0
e*
Cm0
Cm CL
C m e
C L*
• 正常操纵、反操纵
平衡曲线
e (CL* ), e (Ma)
与静稳定性息息相关
e 0, e 0
CL
V
自动俯冲现象
铰链力矩及松杆静稳定性
• 铰链力矩 • 松杆情况基本方程
Che Che. Che. e Che. e 0
Cm
Cm0
1) TR.min
2) Kmax
(随H，则Maopt )
3) Rt.max
4) Mat.max
1) max
2) Tmax
(可能有两个，一般Ma1Maopt， Ma2Map)
1) Vv.max 2) (VT)max (可能有两个，Maqcl>Ma1 ， Maqc2>Ma2)
(TR/V) min (随H，则MaR.max ， MaR.max> Mat.max)
• 静稳定性
– 定速静稳定性 – 定载静稳定性
பைடு நூலகம்
Cm 0, Cm 0
CL
• 各部件提供的静稳定性
– 机翼、机身、平尾、鸭翼、发动机
• 压心、焦点、重心，及其与定Cm 速 C静m0 稳CC定mL CL
性的关系
Cm CL
xcg
xac
握杆中性点、稳定裕度、影响因素（重心、速度、气弹）
飞行器纵向静操纵性（舵面偏度）
复习
考试题目类型
• 一、解释题(每小题4分，24分) • 二、是非题(每小题2分，10分) • 三、简述题(每小题5分，25分) • 四、计算题(四题)
• 总分=考试分数x70%+平时分数x30%
– 平时分数=作业+实验
基础知识 • 升力特性 CL CL ( 0 )
基本知识
• 阻力特性-极曲线
机动静操纵性
• 纵向阻尼导数 Cmq
• 洗流时差导数 Cm
• 定常拉升机动
•
握杆机动静操纵性
e
nn
0
•
– 握杆机动点 xm 松杆机动静操纵性
– 松杆机动点 xm, f
Pe nn
0
静稳定性与静操纵性
握杆静稳定 松杆静稳定 握杆机动性 松杆机动性
Cm 0 CL
Cm CL
f
0
xcg xac 0 xcg xac, f 0
CD
CD0
C Di
CD0
AC
2 L
• 升阻比
K CL CD
Kmax, opt , CL.opt
基本知识
• 发动机特性(推力、耗油率)
– 高度特性 – 速度特性 – 油门特性
基础知识
• 坐标系
航迹轴系
a ,a
(, )
a ( )
(无风时)
地面轴系
气流轴系 ，
机体轴系
基础知识
•
质心运动方程
V
m(
• 短周 期 模 态0
0
1
0
• 长周期模态-沉浮模态
• 飞行品质要求
• 高空高速下飞行品质降低及应对方法
横航向动稳定性与动操纵性
• 荷兰滚模态 • 滚转模态 • 螺旋模态 • 飞行品质要求 • 动静稳定性间关系
T=0，左交点 T=0，右交点
运动方程
• 全量方程(12阶) • 配平 • 线化(过程、目的)
X f X ,u X AX Bu
飞行器纵向特性
• 基本方程
X AX BU
q M M q q Me e
Cm Cm0 Cm Cmqq Cmee
平衡
静稳定
机动
静操纵
飞行器纵向静稳定性
• 起飞过程、性能、改善方 式
• 着陆过程、性能、改善方 式
• 中止起飞
– 平衡场地长度，决策速度、 重量影响
飞行性能-机动性
• 过载概念
• 平飞加减速 • 跃升
– 动升限
• 俯冲 • 正常盘旋
– 限制条件
n
N
AT
WW
ωmax
①②
③ V
nz
Lcos
W
ny
L sin
W
nn
n2y
nz2
飞行性能-平飞范围的划分
• 有利飞行速度-I，II飞行区域
H Hmax
Ma(H)
第II平飞范 第I平飞范
围
围
Ma
飞行性能-续航性能
• 航程和航时 • 耗油率、小时耗油量、
千米耗油量
• 等高等速巡航、变高
等速巡航
W
W1
• 作战半径
Wx
• 续航性能影响因素分
Wx -ΔW
W2
ΔW
析
r1 = r2
r
飞行性能-起降性能
V )
F
t
• 在航迹坐标系下投影 • 在体轴系下投影
飞行性能-平飞
• 简单推力法
L T
W D
cos
W sin
• 需用推力曲线及影响因素 • 最大速度、最小速度、最优速度 • 飞行包线 H
– 静升限
Ma
飞行性能-爬升
• 陡升飞行速度 • 快升飞行速度 • 升限
– 理论升限、实用升限、动升限
xm
xm, f
正操纵 e 0, e 0
CL V
正操纵 Pe 0, Pe 0
CL V
正常 e 0
nn
正常
Pe 0 nn
纵向静稳定性、静操纵性相关点
平均气动弦 前缘参考点
xm. f
机头
xac. f
x x x O xac.Wb ac .W
ac
m
机尾
重心前后限 限制条件
横航向静稳定导数、操纵导数、 阻尼导数、交叉导数
横航向平衡与操纵
• 定常直线侧滑飞行 • 不对称推力飞行 • 正常盘旋
– 进入 – 保持
*杆力正负，脚蹬正负 *蹬舵反倾斜
纵向动稳定性与动操纵性
• 动稳定性概念 • 纵向线化动态方程
V XV
X g
0
g V
q
MV
ZV M
ZV
Z M M Z
1 Mq M
0
0 q
Cl Cl Claa Clrr Clp p Clrr
Cn Cn Cnaa Cnrr Cnp p Cnr r
Cc Cc Ccrr Ccrr
航向静稳定性 横向静稳定性 各导数（静稳定、静操纵、阻尼、交叉）正负符号判定，主 要部件（垂尾，腹鳍,机翼）的贡献 角速度无量纲化 副翼反效
L W
1
cos
sin nn2 1
nn
R W g
V2
L sin
1 g
V2
nn sin
g
V2 nn2 1
t2
2R
V
g
2V
nn2 1
2
g
nn2 1
t2
V
与推力特性有关的几个特征速度
Map Maopt
Ma
Maqc MaR.max Mamin.T
Mamax
Ta.max (随H，则Map ，且渐趋于不变 )