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航空航天知识科普(七)飞机的操控特性发表日期: 2024-10-30

飞机的控制特性

(一)飞机的重心和飞机的坐标轴

  飞机的重心:飞机的各部件燃料、乘员、货物等重力之和是飞机的重力,飞机重力的着力点叫做飞机重心。

飞机的坐标轴也叫机体轴是以机体为基准,通过飞机重心的三条相互垂直的坐标轴。“讲故事 学科普”航空航天知识科普(七)飞机的操控特性(图1)

(二)飞机的平衡

  飞机的平衡是指作用于飞机的各力之和为零,各力重心所构成的各力矩之和也为零。飞机处于平衡状态时,飞机速度的大小和方向都保持不变,也不绕重心转动。

飞机的平衡包括俯仰平衡、方向平衡和横侧平衡。

飞机的方向平衡和横侧平衡是相互联系、相互依赖的,方向平衡受到破坏,如不修正就会引起横侧平衡的破坏。

(三)飞机的安定性

  飞机的安定性就是在飞行中,当飞机受微小扰动(如阵风、发动机工作不均衡、舵面的偶尔偏转等)而偏离原来的平衡状态,并在扰动消失后,不经飞行员操纵,飞机自动恢复原来平衡状态的特性。

  飞机的安定性包括:俯仰安定性、方向安定性和横侧安定性。

  飞机安定性的的强弱,一般由摆动衰减时间、摆动幅度、摆动次数来衡量。当飞机受到扰动后,恢复原来平衡状态时间越短,摆动幅度越小,摆动次数越少,飞机的安定性就越强。飞机安定性的强弱,主要取决于飞机的重心位置、飞行速度、飞行高度和迎角的变化。

(四)飞机操纵性

  飞机除应有必要的安定性外,还应有良好的操纵性,这样才能保证飞行员有控制的飞行。

飞机的操纵性是只指飞机在飞行员操纵升降舵、方向舵和副翼下改变其飞行状态的特性。操纵动作简单、省力,飞机反应快,操纵性就好。

  飞机的操纵性也是围绕三个轴线来说,包括俯仰操纵性、方向操纵性和横侧操纵性。

1、飞机的俯仰操纵性是飞行员操纵驾驶杆使升降舵偏转之后,飞机绕横轴转动而改变迎角等飞行状态的特性。

  在直线飞行中,飞行员向后拉驾驶杆,升降舵向上偏转一个角度,在水平尾翼上产生向下的负升力,对飞机重心形成俯仰操作力矩,迫使机头上仰,迎角增大。驾驶杆前后的每个位置对应着一个迎角或飞行速度。飞行中,升降舵偏转角越大,气流动力越大,升降舵上的空气动力也越大,从而需要作动器提供更大力矩输入,所需杆力(飞行员操纵驾驶杆所施加的力)也越大。

2、飞机的方向操纵性,就是在飞行员操纵方向舵后,飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角等飞行特性。

  与俯仰角相似,在直线飞行中,每一个脚蹬位置,对应着一个侧滑角,蹬右舵,飞机产生左侧滑;蹬左舵,飞机产生右侧滑。 方向舵偏转后,同样产生方向舵枢轴力矩,飞行员需要用力蹬舵才能保持方向舵偏转角不变。方向舵偏转角越大,气动动压越大,蹬舵力越大。

3、飞机的横侧操纵性是指在飞行员操纵副翼后,飞机绕纵轴滚转而改变滚转角速度、坡度等飞行状态的特性。

比如:飞行员向左压驾驶盘,右副翼下偏,右翼升力增大,左副翼上偏,左翼升力减小,两翼升力之差,形成横侧操纵力矩,使飞机向左加速滚转。在横侧操纵中,驾驶盘左右转动的每一个位置,都对应着一个滚转角速度。驾驶盘左右转动的角度越大,滚转角速度越大。如果飞行员要想保持一定的坡度,就必须在接近预定坡度时将盘回到中立位置,消除横侧操纵力矩,在横侧阻转力矩的阻止下,使滚转角速度消失。有时,飞行员甚至可以向飞机滚转的反方向压一点驾驶盘,迅速制止飞机滚转,使飞机准确地达到预定飞行坡度。

  飞机的操纵性不是一成不变的,它要受到许多因素的制约,影响飞机操纵性的因素有飞机重心位置的前后移动、飞行的速度、飞行高度、迎角等。


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