《飞行力学复习》PPT课件.ppt
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1、复习提纲,飞机的组成与操纵面,驾驶杆,脚蹬,操纵机构:一般由驾驶杆(盘)、脚蹬和油门组成。,正常操纵,油门纵杆横杆脚蹬,推/收油门推力增加/减小;,俯仰、滚转、偏航是在机体坐标系下定义的。,推/拉杆产生低头/抬头操纵力矩;,左/右压杆产生向左/右滚操纵力矩;,左/右蹬舵产生向左/右偏航操纵力矩。,符合驾驶员生理习惯的操纵。,正常操纵响应(以定直平飞为基准),油门纵杆横杆脚蹬,推油门加速,收油门减速;,俯仰、滚转、偏航是在机体坐标系下定义的。,推杆低头,拉杆抬头;,左压杆左滚,右压杆右滚;,左蹬舵左偏航,右蹬舵右偏航。,1、坐标变换(1)基元坐标变换,(2)坐标变换矩阵,*特别注意基元变换与变换
2、矩阵之间的关系:按照旋转顺序依次从右到左书写。,重点:机体轴系到地轴系之间的变换矩阵、气流坐标轴系到机体坐标轴系之间的变换矩阵。,绕y轴,体轴系,气流系,绕z轴,2、常用坐标系,地面坐标系、机体坐标系、气流坐标系、航迹坐标系。,比如说航迹坐标系:原点o在飞机质心,oxh轴沿飞行地速方向,oyh轴位于包含oxh轴的铅锤面内,向上为正。ozh按右手定则确定,向右为正。,注意:机体坐标轴系、气流坐标轴系和半机体坐标轴系中的“向上”是指从机腹指向座舱盖的方向。,地面轴系,机体轴系,气流轴系,航迹轴系,,,s,s,(无风时),轴系间的关系,相邻坐标系之间的欧拉角及其定义(物理意义)。,紊流的气动等价作用
3、*,迎角:飞行空速在飞机对称面上的投影与飞机机体xt轴之间的夹角,当空速在飞机对称面上的投影位于机体xt轴的下方时为正。,侧滑角:空速与机体对称面之间的夹角,当空速位于机体右侧时为正。,3、气流角,特定重量、构形,发动机满油门(最大、加力、全加力)时,飞机能够定直平飞的最大高度,此时Vymax=0。,(1)理论静升限,4、主要性能指标及相关概念,飞机获得最大爬升率时的飞行速度。,(2)快升速度,(3)陡升速度,(5)给定高度的最大/最小平飞速度,(4)有利速度,(7)升阻比,(8)焦点,(9)简单推力法,(6)需用推力/可用推力,(10)过载,(11)机动性,(14)过载极曲线,(15)、敏捷
4、性,铅垂平面内机动:水平加减速、跃升、俯冲 水平平面内机动:盘旋、转弯空间机动:斜筋斗,(12)机动动作分类,(13)、过失速机动,机敏性尺度及分类,功率增加参数 功率损失参数 正和负的最大过载速率 最大俯仰速率 加载和卸载时间,T90空战周期时间 指向裕度,T1:飞机在某一速度从拉杆到最大过载的时间;T21:用最大过载作减速盘旋直到达到最大升力系数的时间;T22:继续以最大升力系数盘旋达到攻击时的转弯角为止的时间;T3:在该速度下卸载到1g的时间;T4:从小速度恢复到原来速度的时间。,空战周期时间(CCT)是指,飞机拉过载、转弯进入攻击、卸载并加速至初始速度的整个过程所需的时间。,空战周期时
5、间,T=T1+T21+T22+T3+T4,G 改变,G,平飞范围左、上边界向内缩,上升性能变差,滑翔速度增加。,低速Ppx,高速影响不大,5、各参数对基本性能的影响,(1)构造参数的影响,S 改变,Ppx 曲线左移,S,平飞包线边界向左移动,上升速度减慢,滑翔速度减少。,Pky,对平飞、爬升性能都有利。,Pky 改变,其增幅取决于PV 的形状:PkyV和PpxV越接近,效益越大。,Pky,Gfd。故应综合考虑(Pky/G)才有意义。,Cx0,Ppx随V而增加,主要影响高速端,如Vmax,上升性能亦下降。,为提高飞机高速性能,应着重减小高速Cx0,如采用光滑、小波阻 气动外形等。,Cx0 改变,
6、A 改变,A,低速段Ppx(Qi),高速端影响不大。如Vmin,上升性能下降。,为提高飞机低速性能,应着重减小诱阻因子A,如采用大展弦比、小后掠角、小梯度比气动外形等。,(2)气动参数的影响,Kmax,Ppx.min(=G/Kmax),同时对基本飞行性能全面有利。,从气动布局来说,力求增升减阻(低速诱阻、高速波阻),但高、低速对气动外形的要求时常矛盾。,Kmax 改变,Cyyx 改变,Cyyx,Vmin.yx,有利于飞机低速极限性能。,折衷设计方法有:,采用变后掠机翼,缺点是结构复杂;,采用先进气动布局技术,如边条翼、近距耦合鸭翼、翼身融合等。精心设计可以全面提高升力特性,使Cyyx,全M数范
7、围Kmax。,基本性能,多高、多快,定常直线飞行,续航性能,多远、多久,准定常直线飞行,6、飞机的续航性能,主要指标,航程L、航时T、活动半径R,给定飞行状态,确定续航性能,按任务的两类续航性能计算问题,选择飞行状态和发动机工作状态,使得续航性能最佳,技术航程/航时,实用航程/航时,总航程、航时中,巡航段约占90。,典型巡航飞行剖面,(1)、纵向过载静稳定性及其判据,7、静稳定性与静操纵性,飞机处于定常直线飞行的平衡状态,受到外界瞬时扰动作用后,不经驾驶员的干预,有自动恢复到原来力矩平衡状态的趋势,则称飞机具有纵向静稳定性。,(2)、纵向静稳定性与飞机重心和焦点之间的关系,(3)静稳定裕度,(
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