飞机的侧向操纵和方向操纵飞行原理课件

飞机的侧向操纵和方向操纵主讲人：徐峰《飞行原理》01.飞机的侧向操纵02.飞机的方向操纵目录contents飞机的侧向操纵偏转副翼对飞机进行侧向操纵对飞机的侧向操纵是通过偏转副翼来完成的。副翼是安装在机翼后缘转轴上的小操纵面。副翼的偏转角用δ表示。飞机的侧向操纵偏转副翼引起的有害偏航偏转副翼不仅产生滚转力矩，也会产生偏航力矩，偏航力矩值虽然比较小，但对飞机的操纵不利，被称为有害偏航。有害偏航的产生主要是由于副翼上、下偏转时，不但机翼的升力发生变化，左右不对称，机翼的阻力也发生变化，左右不对称的阻力产生了偏航力矩。飞机的侧向操纵这种偏航力矩的出现造成两个不利的影响：另一个不利的影响是，向左扳动驾驶杆，使飞机向左滚转，是为了使飞机向左进入盘旋，但两翼阻力不等产生的偏航力矩却使飞机机头向右偏转，这对飞机的水平转弯操纵也不利。一个是飞机绕立轴向右偏转，出现左侧滑β，由于飞机的侧向静稳定性，侧滑产生的滚转力矩使飞机向右滚转，这与向左扳动驾驶杆，使飞机向左滚转的操纵目的相反，减少了向左滚转的操纵力矩，从而降低了副翼的操纵效率；综合以上两点，偏转副翼引起的偏航力矩是有害的。飞机的侧向操纵这种副翼是通过在副翼上偏一侧机翼上产生较大的废阻力，去平衡另一侧机翼上的过大的诱导阻力，来消除有害偏航。为了克服有害偏航，可采用差动副翼。差动副翼是指对于驾驶杆的同一行程，副翼上偏角度大于下偏角度的副翼。另一种可以用来克服有害偏航的副翼是弗莱兹(Frise)副翼。这种副翼是将副翼的转轴由副翼的前缘向后移，并安排在副翼的下表面。使用弗菜兹副翼的飞机(MID-82)，副翼上下偏转角度是相同的。飞机的侧向操纵在不考虑机翼弹性变形的情况下，当副翼向下偏转时，在机翼上产生向上的附加气动力ΔL1。副翼操纵的失效和反逆问题飞行中，由于机翼弹性变形(扭转变形)的影响，副翼完全丧失作用或产生相反作用的现象，称为副翼的失效或反逆。副翼操纵的失效和反逆是怎样产生的

副翼反逆的产生实际上机翼是弹性体，副翼一般又安装在扭转刚度较低的机翼翼梢部位，在ΔL1作用下，机翼产生低头扭转（如图所示），使机翼有效迎角减少，产生了向下的附加气动升力ΔL扭。飞机的侧向操纵副翼操纵的失效和反逆问题飞行中，由于机翼弹性变形(扭转变形)的影响，副翼完全丧失作用或产生相反作用的现象，称为副翼的失效或反逆。副翼操纵的失效和反逆是怎样产生的副翼反逆的产生同样，在副翼上偏一侧，由于附加气动力ΔL2向下作用，使机翼抬头扭转，产生了向上的附加气动升力ΔL扭。偏转副翼产生的附加升力ΔL1、ΔL2形成了使飞机滚转的操纵力矩M1，而由于机翼的扭转变形产生的附加升力ΔL扭又形成了与M1方向相反的力矩M2，从而降低了副翼的操纵效率（如图）。飞机的侧向操纵图4-27

副翼反逆的产生如图所示，当飞行速度较小时，M1>M2，副翼的操纵效率虽有所降低，但仍能对飞机进行正常的侧向操纵。当飞行速度达到某一值时，M1=M2，再操纵副翼就不会产生滚转力矩了，这种现象叫副翼失效。飞机的侧向操纵图4-27

副翼反逆的产生当飞行速度υ>v临界时，M1<M2，再向左压驾驶杆(或转驾驶盘)时，飞机反而会向右滚转；向右压驾驶杆(或转驾驶盘)时，飞机反而会向左滚转，这种情况叫副翼返逆。这个飞行速度称为副翼反逆临界速度υ临界。飞机的侧向操纵提高副翼反逆临界速度的措施（1）提高机翼的抗扭刚度。（2）采用混合副翼的形式。飞机的侧向操纵扰流板是矩形板件，前缘有铰链形成的一条转轴，一般布置在机翼上表面，襟翼的前边不工作时，贴附在机翼上表面，扰流板外表面与机翼外形取平，形成光滑表面；工作时，绕转轴转动向上向前打开，扰流板平面与机翼上表面形成一定的角度（如图）。提高飞机侧向操纵效率的措施1扰流板飞机的侧向操纵涡流发生器是利用旋涡从外部气流中将能量带进附面层，加快附面层内气流流动，防止气流分离的装置。一些飞机常在机翼上表面、副翼的前面安排涡流发生器(如图所示)。它的作用是提高副翼在大偏转角和高速下的操纵效率。2涡流发生器

副翼前面装有涡流发生器的飞机涡流发生器副翼飞机的方向操纵偏转方向舵对飞机进行方向操纵方向舵是安装在垂直尾翼上的操纵面。垂尾由垂直安定面和方向舵组成，安定面固定在机身上，方向舵悬挂在安定面后缘的转轴上。驾驶员可通过脚蹬，操纵方向舵绕转轴左右偏转，实施对飞机的方向操纵。飞机的方向操纵蹬舵反倾斜现象通常希望单独蹬舵时，飞机能够向所需方向倾斜。但方向舵偏转时，同时产生的滚转力矩却恰恰与所希望飞机滚转的方向相反。以蹬右舵为例，当飞机机头向右偏转时，形成左侧滑，由于飞机的侧向静稳定性，产生横滚力矩，使飞机向右横滚，这和我们希望蹬右舱飞机向右倾斜的要求是一致的。但另一方面，蹬右舵时，垂尾上产生的侧向力对重心产生的横滚力矩，却使飞机向左倾斜，如果侧向力对重心