航空飞行器飞行动力学 部分课后习题答案7-8单元课件

1、7.1 7.1 何谓飞行器全机焦点？分析影响焦点何谓飞行器全机焦点？分析影响焦点位置的主要因素。位置的主要因素。 全机焦点取决于机翼焦点以及机身和平尾引起的焦点变化量，机身使焦点前移，平尾使焦点后移，因此焦点位置与飞机的气动布局有关。 焦点位置还与Ma有关，亚音速时焦点位于平均气动弦前缘0.230.24，Ma数变化，全机焦点变化不大；跨音速时，Ma增加，全机焦点迅速后移；超音速时焦点接近平均气动弦中点，Ma变化时机翼焦点变化不大。 全机焦点（气动中心）为迎角变化时全机升力增量的作用点。当迎角变化时，气动力对焦点的力矩不变。7.2 7.2 何谓飞行器的纵向定速静稳定性和定何谓飞行器的纵向定速静稳

2、定性和定载静稳定性？载静稳定性？ 定速静稳定性：给定速度和升降舵偏角，飞机在某一平衡状态受到扰动，迎角发生变化，扰动消除后，飞行器将产生使迎角恢复到原有平衡状态迎角的力矩。 定速静稳定条件：0,0mmLCCC焦点LCCGMbx 定载静稳定性：飞机受扰动后，迎角和速度均发生变化，在满足1g过载的情形下，飞机是否具有恢复原有平衡状态的趋势。 定载静稳定条件：7.27.2跨音速时此项为大的负值 0120mLmLLmndCdCCCMaCCMa 跨音速时，dCm/dCL0，飞机为定载静不稳定7.3 7.3 说明飞行器在跨声速区飞行时出现说明飞行器在跨声速区飞行时出现“自自动俯冲动俯冲”现象的物理原因。现

3、象的物理原因。 在跨音速区域飞行时，飞机速度增加时，气动压力中心迅速后移，产生大的低头力矩，而飞机此时为定载静不稳定，低头后会产生使低头趋势进一步加剧的气动低头力矩，因而会出现“自动俯冲”现象。1()2nmmamnLLLadCCMCdCCCMmaCM1()0nmnLdCdC跨音速区为大的负值， 静载定不稳定飞机在高空进入超音速飞行的过程中，飞行员一般不会刻意操纵升降舵使飞机配平，飞机经历自动俯冲加速后，待速度增加到一定程度时自动恢复平衡。（P220图7.13）7.4 7.4 根据风洞数据确定飞机的静稳定导数；根据风洞数据确定飞机的静稳定导数； 求质心的相对移动量。求质心的相对移动量。由于纵向力

4、矩系数与迎角成线性关系：0mmmCCC代入迎角为4和6时的气动力矩系数：004/57.30.0056/57.30.025mmmmCCCC可解得：00.57301 rad0.0350mmCC 零迎角俯仰力矩系数纵向静不稳定静稳定导数：0.1632mLmLCCCC7.47.4mLcgCCxcgxLC0mCacxcgxcgx如果迎角为0时升力系数CL0=0，则迎角为4：飞机质心移动时，升力特性并不会发生变化。 0044/57.30.2450LLLLLCCCCC压力中心7.47.4重心移动量为：0.0250.0050.2450.0816cgmLxCC 由于重心移动使俯仰力矩增大，因此可推测，重心向前移

5、动了0.0816如果迎角为0时升力系数CL0不为零，则计算结果会有所变化，但方法一样。重心移动后，变化的量：与力矩有关的量Cm 不变的量：焦点位置、升力曲线8.1 8.1 方向舵固定在中立位置时，方向舵固定在中立位置时，Cn曲线为什么曲线为什么常通过原点，呈反对称变化？偏转方向舵时，如常通过原点，呈反对称变化？偏转方向舵时，如在气动力线形变化范围，则曲线如何变化？在气动力线形变化范围，则曲线如何变化？ 方向舵固定在中立位置时，通常情况飞机左右完全对称，=0时不产生偏航力矩，因此Cn曲线常通过原点。 飞机航向静稳定时，0时产生正的偏航力矩；0时，航向静稳定，该稳定性导数主要由垂尾提供。无尾飞翼布

6、局飞机,无垂尾,可能呈航向弱静不稳定。8.2 8.2 横向静稳定性横向静稳定性 横向静稳定性：飞机在平衡状态下受到非对称的外界扰动，产生小量滚转角,若0，扰动消失后，重力和升力的分量使飞机产生右侧滑0，驾驶员不施加操纵时，飞机上将产生负的滚转力矩使飞机机翼保持水平。8.2 8.2 横向静稳定性横向静稳定性LMC注意：滚转角的消除是通过侧滑间接消除的，因为滚转角并不直接引起气动力矩的变化。 影响因素：Cl0时，横向静稳定，该稳定性导数受机翼的上反角、后掠角及垂尾的影响。8.4 8.4 试推导因非对称装载在飞行器上作用有不对试推导因非对称装载在飞行器上作用有不对称滚转力矩称滚转力矩LL时，为保持定直飞行所需要的副时，为保持定直飞行所需要的副翼、方向舵偏角的表达式翼、方向舵偏角的表达式( (设设C Cnana可忽略可忽略) )。sin000rarrrarrCCLLLLLNN sin000rarrccrLllalrl LnnrCCCC