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航空器稳定性

(2020-06-06 20:57:43) 百科综合
航空器稳定性

航空器稳定性

航空器稳定性,亦称“航空器安定性”,是航空器设计中衡量飞行品质的重要参数,它表示航空器在受到扰动之后是否具有回到原始状态的能力。如果航空器受到扰动(例如突风)之后,在不进行任何操纵的情况下能够回到初始状态,则称航空器是稳定的,反之则称航空器是不稳定的。航空器稳定性分静稳定性和动稳定性两种。按照所研究的运动参数,分纵向、横向和航向稳定性。横向稳定性常与航向稳定性密切相关而不能分割,统称“横侧稳定性”。航空器稳定性和航空器操纵性有着密切的关係。

基本介绍

  • 中文名:航空器稳定性
  • 外文名:Aircraft stability
  • 又名:航空器安定性
  • 包括:静稳定性和动稳定性两种
  • 分类方式:按照所研究的运动参数
  • 种类:分纵向、横向和航向稳定性

基本概念

航空器稳定性,亦称“航空器安定性”。航空器在飞行过程中受到外界扰动及其扰动消失后,能自动恢复原始飞行状态的趋势或能力。航空器稳定性分静稳定性和动稳定性两种。按照所研究的运动参数,分纵向、横向和航向稳定性。横向稳定性常与航向稳定性密切相关而不能分割,统称“横侧稳定性”。航空器稳定性和航空器操纵性有着密切的关係。

静稳定性

航空器受扰而偏离平衡状态,在扰动停止瞬间,有恢复原来平衡状态趋势的一种特性。具有静稳定性的航空器不一定能最终恢复到原来状态,即不一定具有动稳定性,但两者之间存在一定的内在联繫。现代飞机在採用电传操纵等措施的情况下,为达到减小空气阻力和减轻质量的目的,有时故意将飞机本身设计成静不稳定的,但连同自动装置在内的整个系统仍是稳定的。

动稳定性

航空器受扰而偏离平衡状态,在扰动作用停止后,能恢复到原来平衡状态的一种特性。一般情况下,航空器的受扰自由运动有:(1)动稳定,减幅(阻尼)振动或单调递减运动;(2)动不稳定,增幅(发散)振动或单调发散运动;(3)动中立稳定,等幅振动或一直处于受扰偏离状态。研究航空器的动稳定性,不仅要判断受扰运动是否稳定,还要了解受扰运动的特徵,如振动的周期、收敛(或发散)的快慢等。航空器的动稳定性是飞行品质的主要内容。

飞机稳定性的重要性

飞机的稳定与否对飞行安全尤为重要,如果飞机是稳定的,当遇到突风等扰动时,飞行员可以不用干预飞机,飞机会自动回到平衡状态;如果飞机是不稳定的,在遇到扰动时,哪怕是一丁点扰动,飞行员都必须对飞机进行操纵以保持平衡状态,否则飞机就会离初始状态越来越远。不稳定的飞机不仅极大地加重了飞行员的操纵负担,使飞行员随时随地处于紧张状态,而且飞行员对飞机的操纵与飞机自身运动的相互干扰还容易诱发飞机的振荡,造成飞行事故。从现代飞机设计理论来看,莱特兄弟发明的飞机是纵向不稳定的。然而他们却成功了,这主要是因为当时飞机的速度低,飞行员有足够的时间来调整飞机的平衡。莱特兄弟曾经说过他们在试飞时曾多次失控,飞机不住地振荡,最后以滑橇触地而结束。随着飞行速度越来越快,飞行员越来越难以控制不稳定的飞机,所以一般在飞机设计中要求将飞机设计成稳定的,飞机稳定性设计也变得越来越重要了。虽然越稳定的飞机对于提高安全性越有利,但是对于操纵性来说却越来越不利。因为越稳定的飞机,要改变它的状态就越困难,也就是说,飞机的机动性越差。所以如何协调飞机的稳定性和操纵性之间的关係,对于现代战斗机来说是一个非常值得权衡的问题。实际上为了获得更大的机动性,目前最先进的战斗机都已经被设计成不稳定的飞机。当然这样的飞机不能再通过飞行员来保持平衡,而是通过一系列其他的增稳措施,比如电传操纵等主动控制手段来自动实现飞机的稳定性。

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