飞机的纵向静稳定性课件

飞机的纵向静稳定性2飞机的纵向力矩和纵向平衡01全机焦点02主要内容飞机纵向静稳定性的条件03影响飞机纵向静稳定性的因素04哪条是飞机的纵轴、横轴？飞机的纵向力矩和纵向平衡纵向力矩是使飞机绕横轴转动的俯仰力矩。规定使飞机抬头力矩为正，否则为负。纵向力矩主要有:机翼产生的俯仰力矩水平尾翼产生的俯仰力矩拉力（或推力）产生的俯仰力矩一般情况下为下俯力矩上仰力矩

机翼产生的俯仰力矩的大小最终只取决于飞机重心位置、迎角和飞机构型。一般情况下机翼产生下俯力矩。但当重心后移较多且迎角有很大时，则可能产生上仰力矩。机翼产生的俯仰力矩

在正常飞行中，水平尾翼产生负升力，故水平尾翼力矩是上仰力矩。当迎角很大时，也可能会产生下俯力矩。平尾产生的俯仰力矩

水平尾翼产生的俯仰力矩取决于机翼迎角、升降舵偏角和流向水平尾翼的气流速度。纵向上反角飞机定常直线飞行时，不同的飞行速度要求不同的迎角。迎角不同，机翼升力的大小及压力中心的位置也不同，对飞机重心会产生大小不同的低头力矩，这就必须通过改变升降舵的偏转角（有的飞机还可以通过改变水平安定面的配平角），使水平尾翼产生与之相平衡的抬头力矩来维持飞机的纵向平衡，这个过程就叫做飞机的纵向配平。纵向配平对于每一个迎角下的定常直线飞行，都有一个升降舵的偏转角与之对应。这个迎角就叫做该升降舵偏转角对应的平衡迎角。飞机水平尾翼的一个重要作用就是保证飞机在不同速度下进行定常直线飞行的纵向平衡。

螺旋桨的拉力或发动机的推力，其作用线若不通过飞机重心，也会形成围绕重心的俯仰力矩。拉力或推力产生的俯仰力矩全机焦点当飞机受扰动以致迎角变化时，机身、机翼、水平尾翼等部分的迎角也要发生变化，都会产生附加的气动升力。这些附加气动升力之和就是迎角改变时全机气动升力的增量用符号表示。由于迎角的改变而引起的飞机气动升力增量的作用点，就叫做全机焦点（气动中心）。焦点的位置为全机焦点的位置主要取决于机翼的焦点位置，水平尾翼的升力由于力臂较长，使全机焦点明显后移Ma<Ma临界，大约为25%飞机纵向静稳定性的条件在小迎角下（

），飞机纵向静稳定性只取决于全机焦点和重心之间的相对位置全机焦点位于重心之后

——纵向静稳定全机焦点位于重心之前

——纵向静不稳定全机焦点位于重心重合——纵向中立静稳定哪个具备静稳定性？飞机焦点位于飞机重心之后，飞机具有迎角稳定性，因为当飞机受扰动而迎角增大时，飞机附加升力对飞机重心形成下俯的恢复力矩，使飞机具有自动恢复原来迎角的趋势。如果飞机焦点位于飞机重心之前，飞机就没有迎角稳定性，到了当飞机受扰动迎角增大时，飞机附加升力对飞机重心形成上仰的力矩，迫使迎角更加增大。如果飞机焦点位置与重心位置重合，则当飞机受扰动以致迎角发生变化时，其附加升力正好作用于飞机重心上，对重心形成的力矩等于零。飞机既不自动恢复原来迎角，也不更加偏离原来迎角。这时处于中立稳定情况。

纵向静稳定裕量

：全机焦点与重心之间的距离为了保证飞机具有一定的纵向静稳定性，不但要求

而且要求达到一定的数值也就是要求全机焦点在重心之后一定距离。不同用途的飞机具有不同的要求，对于民用飞机来说，这个距离大约为平均空气动力弦长的10-15%。水平尾翼不但具有保证飞机在不同速度下进行定常直线飞行的纵向平衡作用，而且具有为飞机提供必要的纵向静稳定的作用。影响飞机纵向静稳定性的因素（1）握杆和松杆对飞机纵向稳定性的影响对于前面讨论过的纵向静稳定性假设只有迎角改变，即为握杆恒速纵向静稳定性。松杆时，若无助力器，扰动会使升降舵自动向上偏转，使平尾的附加升力向上，并引起飞机焦点向前移动，导致恢复力矩减小，稳定性减弱；若有无回力助力，升降舵不能摆动，稳定性不变。实际存在摩擦和传动，差别不明显（2）飞机实用重心和焦点对纵向稳定性的影响重心焦点影响飞机实用重心的位置的因素：货物的装载情况乘客的位置燃油的数量及消耗情况飞机的构型等等当焦点位置不变时，飞机实用重心前移，飞机的纵向静稳定性增大；飞机实用重心后移，飞机的纵向静稳定性减小。影响飞机焦点位置的因素飞行马赫数：水平尾翼：升降舵的偏转角和水平安定面的配平角飞机构型：襟翼、缝翼、起落架等的位置；