飞行器空气动力工程计算方法第六章.ppt

第六章 飞行器的纵向力矩特性 §6－1 定常飞行的俯仰力矩 §6－2 纵向静稳定性 §6－3 纵向阻尼力矩 §6－4 下洗延迟引起的俯仰力矩 §6－1 定常飞行的俯仰力矩 §6－2 纵向静稳定性 §6－3 纵向阻尼力矩 §6－3 下洗延迟引起的俯仰力矩 * * 飞机：参考面积取毛机翼面积，参考长度取毛机翼平均气动弦长； 导弹：参考面积取导弹最大横截面面积，参考长度取导弹全长。 一、概述 俯仰力矩系数 小扰动情况下 二、发动机推力和燃气舵引起的俯仰力矩 ①发动机无偏转角所产生的力矩； ②发动机偏转起操纵机构作用时产生的力矩； ③进气口处因气流折转而产生的力矩； 单位时间附加升力＝气流折转动量变化 1.略去阻力对重心的力矩 三、气动力引起的纵向力矩 2. 求飞行器各部分升力和作用点 三、气动力引起的纵向力矩（续） （一） 俯仰力矩 ①发动机偏转，推力偏心； ②进气口气流的转折； ③气动布局不对称引起的； （1）尾翼呈轴对称 （2）尾翼呈面对称＋一片垂尾 ②平尾在机身上方 ①平尾为中单翼 三、气动力引起的纵向力矩（续） （二）迎角引起的俯仰力矩 （1）翼面平置的飞行器（面对称） ②鸭式 ①正常式 三、气动力引起的纵向力矩（续） （二）迎角引起的俯仰力矩 （2）轴对称飞行器 ①＋＋方案 ②××方案 ③＋×方案 ④×＋方案 ×型布置系数，下洗求法 （3）无弹翼飞行器 ①＋形尾翼 ②×形尾翼 三、气动力引起的纵向力矩（续） （三）舵偏角引起的俯仰力矩 （1）舵面平置飞行器 ①正常式 ②鸭式 ③无尾式 ④旋转弹翼式 （2）轴对称飞行器 ①＋＋方案 ②××方案 ③＋×方案 ④×＋方案 （1）稳定平衡 一、飞行器纵向静稳定性 静平衡位置稳定性 ①物体平衡位置稳定性的判断标准：物体受干扰停止后，物体是否能恢复到原平衡位置； ②物体在静止平衡状态的位置是否稳定，与扰动大小，扰动作用的时间长短有关； ③飞行器的静稳定性指飞机受到干扰，扰动停止后，飞行器自动地恢复到原来地飞行状态的能力。 （2）不稳定平衡 （3）随遇平衡 （1）小迎角下线性关系 一、飞行器纵向静稳定性（续） 小扰动 （2）曲线与横轴交点为静平衡点 平衡状态 一、飞行器纵向静稳定性（续） 纵向静稳定性判断 静稳定 静不稳定 静中立稳定 恢复力矩 翻转力矩 纵向静稳定度 重心与焦点位置 二、飞行器的焦点 舵面处于平衡位置且轴对称飞行器 正常式 鸭式 二、飞行器的焦点（续） ① ② 静不稳定 ④静稳定度等于重心和焦点之间无量纲距离 ③ 静稳定 中立稳定 ⑤焦点是马赫数的函数 ⑥改善飞行器静不稳定度的措施： a：改变飞行器内部重量安排，调整飞行器重心位置； b：改变飞行器的气动布局，从而改变焦点位置。 飞行器以 转动时 附加力和力矩 力矩阻止飞行器旋转 纵向阻尼力矩 一、单独机翼的阻尼力矩 弯曲假设 矩形翼 后掠翼 亚音速 矩形翼 超音速 二、单独机身的阻尼力矩 考虑机身影响时的阻尼力矩 三、机身时机翼的阻尼力矩 四、尾翼的阻尼力矩 考虑机身对尾翼的影响和速度阻滞 附加迎角相同 五、整个飞行器的阻尼力矩 ①正常式 ②鸭式 ③无尾式 ④旋转弹翼式 舵附加升力 主翼附加下洗 主翼附加力矩 有反安定面式 无反安定面式 飞行器非定常运动 瞬时尾翼下洗受前一时刻机翼饶流的影响 气流下洗延迟 附加俯仰力矩 *