速度对操纵灵敏度的影响

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1、2010年5月保定学院学报May,2010第23卷第3期J0URNALOFBA0DINGUNIVERSITYVoL23No3【航空理论研究】速度对操纵灵敏度的影响苏锋t，高强(1．陆军航空兵学院，北京101100；2．空军第六飞行学院，河北涿州072757)摘要：通过对直升机所受的力和力矩随速度变化的分析，得出：小速度时操纵灵敏度大，状态变化大；大速度时操纵灵敏度小，状态变化小．横侧操纵灵敏度随速度的变化不明显．对不同飞行状态下直升机操纵具有一定的指导意义．关键词：直升机；速度；操纵灵敏度中图分类号：V212．12文献标识码：A文章编号：1674—2494(2010

2、)03—0096—03直升机从某一飞行状态变化到另一状态的过程是一过渡过程，这一过程是由操纵力与力矩(与操纵量有关)在内的外力、外力矩以及初始条件决定的，飞行员通过操纵产生操纵力与力矩，操纵力和力矩与其他气动力、力矩共同作用在直升机上，平衡或改变直升机的运动状态，达到操纵直升机的目的．由于气动力与力矩是随着飞行状态的变化而变化的，同样的操纵量所产生的操纵效果将会随着飞行状态的变化而变化，因此，操纵灵敏度与飞行状态密切相关．飞行状态对操纵灵敏度的影响是极其复杂的，本文仅限于讨论飞行状态中主要的一个因素——飞行速度对操纵灵敏度的影响．1操纵灵敏度直升机的操纵品质是衡量操

3、纵性优劣的依据，良好的操纵品质对保证直升机的操纵和飞行安全极为重要．反映直升机操纵品质的主要参数有：操纵功效、角速度阻尼、操纵灵敏度、操纵反应时间、驾驶杆力、驾驶杆力——位移梯度等．操纵灵敏度是指单位操纵量(操纵角或操纵机构位移)使直升机所能达到的稳定旋转角速度．表示为操纵灵敏度=鱼霪．操纵灵敏度可用来表明直升机操纵后的响应情况，即直升机操纵后反应量的大小．操纵灵敏度高，操纵后能使直升机获得的旋转角速度大，姿态角改变得快．操纵灵敏度又可表示为操纵灵敏度=．上式表明，操纵灵敏度取决于操纵功效与角速度阻尼的大小．操纵灵敏度分为俯仰、横侧、方向操纵3个方向．操纵灵敏度应在

4、适宜的范围，过大或过小都是不宜的．过大，会使直升机对操纵的反应显得过于灵敏；过小，则表现为反应迟钝．因此，各型直升机的操纵灵敏度都应控制在某一个范围内．适当的操纵灵敏度对提高飞行质量，保障飞行安全是必要的．2作用在直升机上的气动力和力矩随速度的变化2．1作用在直升机上的力随速度的变化作用在直升机上的外力包括气动力和非气动力，力决定直升机的运动方向和速度．收稿日期：2010-04—19作者简介：苏锋(1959一)，男，山西襄汾人，教授，主要从事直升机飞行原理教学与研究苏锋，高强：速度对操纵灵敏度的影响2．1．1气动力作用在直升机上的气动力主要有：旋翼拉力、尾桨拉力、直

5、升机阻力身、垂尾侧力、平尾升力R平、桨毂的受力和．在发动机功率一定的情况下，在小于经济速度范围内，随前飞速度的增大，旋翼拉力曾大，在大于经济速度范围内，随前飞速度的增大，旋翼拉力碱小；直升机阻力身和垂尾侧力Z尾随前飞速度的增大而增大；尾桨拉力也随速度的增大而增大，但实际飞行中，所需的尾桨拉力则随旋翼反扭矩的大小而变化；桨毂的受力S和主要受旋翼拉力的大小及其方向的影响．2．1．2非气动力除上述气动力外，作用于直升机上的力还有非气动图1作用在直升机上的气动力和力矩力，包括直升机重力G、滑跑时的地面摩擦力和地面反作用力．重力G不随速度变化，地面摩擦力和地面反作用力随速度的

6、增大而减小．2．2作用在直升机上的力矩随速度的变化作用在直升机上的外力矩有气动力矩和非气动力矩，力矩决定直升机绕重心转动的运动规律．2．2．1气动力矩旋翼和尾桨的气动力矩主要有：旋翼拉力俯仰力矩旋翼、旋翼拉力滚转力矩旋翼、旋翼反扭矩J]l、旋翼桨毂力矩J7I和』I、尾桨反扭矩J7l纸尾桨、尾桨拉力方向力矩尾桨、平尾气动力矩』l尾、机身气动力矩身和身．有垂尾的直升机还有垂尾气动力矩』I乖尾．在一定速度范围内，上述力矩中，旋翼和尾桨的气动力矩基本不随飞行速度的变化而变化，其余的气动力矩随飞行速度的增大而增大．2．2．2非气动力矩除上述气动力矩外，直升机在地面滑跑时，还受

7、到非气动力矩的作用．如地面摩擦力矩、地面反作用力矩等．这些力矩的大小与滑跑速度成反比．3操纵灵敏度与飞行速度的变化关系3．1俯仰操纵灵敏度与飞行速度的变化关系直升机在飞行中，所受俯仰力矩有：旋翼拉力俯仰力矩旋翼、桨毂俯仰力矩毂、平尾俯仰力矩平尾、机身俯仰力矩身和尾桨反扭矩反尾桨．直升机的俯仰平衡，是指直升机绕横轴转动的上仰力矩和下俯力矩相等【”．即∑=旋翼++尾+身+尾桨=O直升机取得俯仰平衡时，不绕横轴转动．为了保持直升机的俯仰平衡，飞行员可以根据飞行状态，操纵旋翼，改变旋翼拉力的大小和方向(前倾或后仰)，保持上仰力矩与下俯力矩相等．对于装有可操纵平尾的直升机