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时间:2019-11-24
《航空飞行器飞行动力学部分课后习题答案7-8单元》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、7.1何谓飞行器全机焦点?分析影响焦点位置的主要因素。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0.23~0.24,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何谓飞行器的纵向定速静稳定性和定载
2、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:焦点CG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:7.2跨音速时此项为大的负值跨音速时,dCm/dCL>0,飞机为定载静不稳定7.3说明飞行器在跨声速区飞行时出现“自动俯冲”现象的物理原因。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
3、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。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)7.4①根据风洞数据确定飞机的静稳定导数;②求质心的相对移动量。①由于纵向力矩系数与迎角成线性关系:代入迎角为4°和6°时的气动力矩系数:可解得:零迎角俯仰力矩系数纵向静不稳定静稳定导数:7.4如果迎角为0°
4、时升力系数CL0=0,则迎角为4°:②飞机质心移动时,升力特性并不会发生变化。压力中心7.4重心移动量为:由于重心移动使俯仰力矩增大,因此可推测,重心向前移动了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Cmα不变的量:焦点位置、升力曲线8.1方向舵固定在中立位置时,Cn~β曲线为什么常通过原点,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?方向舵固定在中立位置时,通常情况飞机左右完全对称,β=0时不产生
5、偏航力矩,因此Cn~β曲线常通过原点。飞机航向静稳定时,β>0时产生正的偏航力矩;β<0时产生负的偏航力矩,由于飞机外形左右完全对称,因此有Cn(β)=-Cn(-β),即呈反对称变化。如果气动力在线性变化范围内,若8.1方向舵正偏转产生的负偏航力矩假设为零8.2何谓飞行器的航向静稳定性和横向静稳定性?影响横航向静稳定性的主要因素?航向静稳定性:飞机在平衡状态下受到外界非对称瞬时干扰,产生侧滑,在驾驶员不施加操纵的条件下,干扰消失的瞬时,飞机将产生使侧滑角减小的偏航力矩,则称飞机在原平衡状态具有航向静稳
6、定性。8.2航向静稳定性xbVa注意:扰动消失后,飞机产生的力矩具有消除侧滑角的趋势,即使机头沿来流方向的趋势,而并非保持航向(χ)不变。因此,航向静稳定性亦称风标稳定性。影响因素:Cnβ>0时,航向静稳定,该稳定性导数主要由垂尾提供。无尾飞翼布局飞机,无垂尾,可能呈航向弱静不稳定。8.2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Δφ>0,扰动消失后,重力和升力的分量使飞机产生右侧滑Δβ>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
7、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:Clβ<0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试推导因非对称装载在飞行器上作用有不对称滚转力矩ΔL时,为保持定直飞行所需要的副翼、方向舵偏角的表达式(设Cnδa可忽略)。写成无因次形式:得:升力飞机的横航向平衡需同时满足侧力、滚转力矩和偏航力矩的平衡滚转力矩侧风配平?假设滚转角为零
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