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横侧向扰动运动的三种模态及特性主讲人：徐峰《飞行原理》01.滚转收敛模态02.螺旋模态03.荷兰滚模态目录contents滚转收敛模态滚转收敛模态是一种非周期性的、衰减很快的运动模态。滚转收敛模态时间

因为飞机滚转惯性较小，而滚转阻尼力矩较大，所以这种滚转运动衰减很快，滚转角γ随时间的变化如图所示，可以看成是一种衰减很快的滚转运动。一般飞机都能满足此模态的稳定性要求。

螺旋模态滚转收敛模态螺旋稳定螺旋不稳定螺旋模态是一种非周期性的、运动参数变化比较缓慢的运动模态。在螺旋模态运动中，侧滑角β近似为零，偏航角ψ大于滚转角γ，所以螺旋模态运动主要是略带滚转﹑侧滑角β近似为零的偏航运动，如图所示。飞机的运动轨迹近似于下降的螺旋线，故称为螺旋模态。螺旋模态滚转收敛模态螺旋稳定螺旋不稳定飞机的方向静稳定性大于侧向静稳定性时，会出现这种不稳定模态。当方向静稳定性过大时，一旦飞机受到扰动发生滚转和侧滑，过大的方向静稳定性会使侧滑角很快得到修正，机头很快对准气流，并且在对准气流的偏航运动中，产生较大的交叉滚转力矩，这一力矩和侧滑角引起的侧向静稳定力矩方向相反，使滚转角的消除更加困难。滚转得不到纠正会使飞机机头继续对准来流，向倾斜的一侧偏转。结果，便产生了机身向一侧倾斜，机头下沉并不断对准来流的沿螺旋线航迹盘旋下降的螺旋发散运动，如图所示。荷兰滚模态荷兰滚是频率较快（周期为几秒）的中等阻尼的横向——航向组合振荡模态，如图所示。荷兰滚运动荷兰滚模态在荷兰滚模态运动中，飞机的侧滑角β滚转角γ和偏航角ψ的量级相同(而β和ψ的数值更为接近)，而滚转、偏航运动的速度较小。各运动参数都随时间按振荡方式周期变化，形成了飞机一面来回滚转，一面左右偏航，同时带有侧滑的振荡运动，即荷兰滚运动，飞机易产生荷兰滚不稳定的分析荷兰滚模态与侧向静稳定性相比方向静稳定性不足时，会出现荷兰滚不稳定模态。一旦飞机受到扰动，产生滚转和侧滑，过大的侧向静稳定性会使滚转很快得到修正，机翼复平，方向静稳定性却来不及修正侧滑，使机头对准来流。而且，在使机翼复平的滚转运动中，产生的交叉偏航力矩和侧滑角引起的航向静稳定力矩方向相反﹐使机头对准来流的偏航修正更加困难。荷兰滚模态也就是说，机翼已复平时，飞机仍绕立轴转动继续在消除侧滑角。飞机复平后，较大的滚转运动速度产生的惯性力矩和侧滑存在引起的侧向静稳定力矩使飞机向相反一侧滚转，造成了向相反一侧的侧滑，接着侧向静稳定性又使飞机在来不及修正侧滑时向另一侧滚转复平。如此反复，使飞机进人了一面滚转，一面左右偏航，同时带有侧滑的荷兰滚不稳定运动。所以，侧向静稳定性与方向静稳定性相比较大时，飞机易产生荷兰滚不稳定。荷兰滚模态不稳定的影响荷兰滚模态当发生荷兰滚不稳定时，由于振荡频率较高，周期较短，飞机会以逐渐增大的振幅迅速左右摇晃。驾驶员对这种高频率振荡很难加以控制，所以荷兰滚模态不稳定会影响飞行安全和飞行任务的完成，在三种模态中最受重视

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