2 1 2i 0.1826 0.3651i v2 0.9129 Flight Dynamics
(3)
由
1,2 n in 1 2
பைடு நூலகம்
得： 0.4461 (4)
0
n 2.2418
( )
-0.5 -1
-1.5 0
0.5
2、横航向三种典型模态及其物理成因 3、模态简化分析的依据及方法 4、横航向动操纵性和静操纵性的概念 5、飞机对方向舵和副翼操纵的响应特性
Flight Dynamics
10.1试说明横航向动稳定性和静稳定性的 区别与联系
动稳定性：飞机在受扰作用后，会偏离其平衡状 态的基准状态，扰动作用停止后，飞机能否恢复 到它基准状态的一种全过程特性。
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7.2 纵向定速静稳定性和定载静稳定性
定速静稳定性（迎角静稳定性）：给定速度和升降
舵偏角，飞机在某一平衡状态，受瞬时扰动，Δα增加 ，能够产生小于0的恢复力矩ΔM，趋于减小Δα 。具 有恢复到原平衡状态的趋势。称飞机在原平衡状态是 定速静稳定的。
定载静稳定性：飞机受扰动后，会引起迎角和飞行
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7.1 何谓飞行器全机焦点？分析影响焦 点位置的主要因素。
全机焦点为迎角变化时全机升力增量的作用点，在 焦点处当迎角变化时，气动力对该点的力矩不变。 全机焦点取决于翼身组合体的焦点位置和平尾所引 起的焦点后移量，因此影响焦点位置的因素有飞机 的气动布局。另外 Ma 影响焦点的位置，亚音速时 Ma 增大，全机焦点变化不大；跨音速全机焦点迅 速后移；超音速机翼焦点变化不大，但是机翼引起 的下洗减小，使平尾引起的焦点后移显著增加。
dCm Cm M a Cm ( )nn 1 dCL CL 2CL M a
跨音速区全机焦点迅速后移
dCm C m )nn 1 0 为大的负值，使 ( dCL M a
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7.4 在风洞中测得某机纵向力矩参数与迎角成线性关系， 且测得α1=4°时，Cm1=0.005; α2=6°时，Cm2=0.025。已知 CLα=3.5 1/rad，试确定该机的静稳定导数 Cm CL 。又如只 改变飞机的质心位置，测得α3=4°时，Cm3=0.025。试求质 心的相对移动量。
(1)纵向平衡：
L
L
Le
G
Le
焦点在重心之后
G
焦点在重心之前
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焦点在重心之前，变成不稳定，并难以操纵， 必须通过增稳系统进行控制，以保证飞机的稳 定性。
0 (2)放宽静稳定性后， Cm ，纵向静不稳定，必须 借助纵向增稳系统：选择迎角或法向过载反馈来增 加飞机的纵向稳定性；为改善短周期反应特性，用 俯仰角速度反馈来增加飞机的阻尼。
滚转：主要表现为飞机滚转角速度 p 和滚转角 的迅 速变化，而其他参数变化很小。一般来说，飞机的滚 转转动惯量 I x 通常比偏航转动惯量 I 小得多，在外界 z 的扰动下，飞机很容易产生滚转，而不太容易产生偏 航。并且滚转阻尼导数 Lp 较大，使运动很快衰减。 主要气动导数:Clp 荷兰滚：飞机一面来回滚转，一面左右偏航，同时带 有侧滑。主要原因：假定飞机受到一个向右滚转的扰 动，因而出现正的侧滑角 ，同时产生两个静稳定力 N 使 矩 L 和 N ，L 使飞机左滚，滚转角减小， 逐渐减小。飞机在滚转和偏航的过 飞机右偏航，
静稳定性：飞机在受瞬时干扰后是否具有恢复到 原来平衡状态的趋势。 静稳定性关注的是飞机是否具有具有恢复到原来 平衡状态的趋势；动稳定性关注的是飞机响应的 整个过程的特性，如超调等。 具有动稳定性的飞机一定是静稳定的；静稳定的 飞机不一定是动稳定的。
Flight Dynamics
10.2试说明横航向扰动典型模态的特点、物 理成因以及影响模态特性的主要气动导数。
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 L 时，为保持定直飞行所需要 的副翼、方向舵偏角的表达式(设 Cn 可忽略)。
a
C C r r L sin 0 L L a a L r r L 0 N N r r 0 C C C sin 0 c c r r L 写成无因次形式： Cl Cl a a Cl r r ClL 0 Cn Cn r r 0
得： r
Cn Cn r

ClL Clr Cn Cl Cn r a Cla Cla Cn r
Flight Dynamics
第九章知识要点
1、纵向动稳定性和静稳定性的区别与联系
2、飞机扰动运动模态的概念和主要特征参数
3、纵向两种典型模态及其物理成因
偏转方向舵时，若 r 0

Cn

r 0
Flight Dynamics
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是什 么？
航向静稳定性：飞机在平衡状态下受到外界非对称 瞬时扰动，产生小的侧滑Δβ>0，则飞机产生右偏航 力矩，使飞机机头向右偏，以减小Δβ的趋势，称飞 机在原平衡状态具有航向静稳定性。否则，则为航 向静不稳定。 主 机身作用：航向静不稳定部件 要 影 响 因 素
静稳定性：飞机在受瞬时干扰后是否具有恢复到 原来平衡状态的趋势。 静稳定性关注的是飞机是否具有具有恢复到原来 平衡状态的趋势；动稳定性关注的是飞机响应的 整个过程的特性，如超调等。 具有动稳定性的飞机一定是静稳定的；静稳定的 飞机不一定是动稳定的。
Flight Dynamics
9.2 试说明纵向扰动两种典型模态的特点、 物理成因以及影响模态特性的主要气动导数。
(1) q 微分方程变为：
q 2q 5 5e
0 1 0 写成状态空间表达形式： e q 5 2 q 5
(2)
1 1 2i
0.1826 0.3651i v1 0.9129
焦点位置、升力曲线 Flight Dynamics
Cm Cm Cm 0 CL Cm 0 CL ( xcg xac ) CL
Cm CL xcg
xcg
CL
Cm 0
x

' cg
xcg
xac
来流与机体X轴的夹角
CL CL0 CL CL CL
飞行动力学习题课(二)
Flight Dynamics
第七章知识要点
1、几个特征点：质心、压心、焦点（中性点）、 握杆机动点的定义及其位置关系； 2、静稳定性定义：定速静稳定性、速度静稳定性、 定载静稳定性 3、零升力矩的含义及飞机配平飞行的二个条件； 4、静操纵性的概念、正操纵与反操纵； 5、配平对飞机升力特性的影响； 平衡升降舵偏角随升力系数（迎角） 飞行速度的变化规律； 6、定常拉升时飞机的平衡特性及平衡舵偏角的变化规律。
短周期：主要表现为迎角和俯仰角速度的变化，衰减 很快，而速度基本不变。其主要原因是：一般正常式 飞机来说，通常具有较大的纵向静稳定导数 M 。因 此飞机受到扰动后，产生的静稳定力矩必然引起较大 的俯仰角加速度，从而使迎角和俯仰角的迅速变化； 另一方面，阻尼力矩 M q q 和 M 都比较大，使旋转 运动很快衰减。

定义： 来流与零升力线的夹角 Flight Dynamics
第八章知识要点
横航向静稳定性定义 飞机构形和飞行状态对飞机横航向静稳定性的 影响规律 方向舵和副翼的操纵定义 定直侧滑飞行的平衡 侧风着陆的平衡 不对称推力的平衡
Flight Dynamics
8.1方向舵固定在中立位置时，Cn ~ 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？
Flight Dynamics
横向静稳定性：飞机在平衡状态下受到外界非对 称瞬时扰动，产生小的左倾斜Δϕ<0，升力和重力 的合力作用使飞机向左侧滑，Δβ<0，飞机产生右 滚力矩，具有减小Δϕ，使飞机保持机翼水平的趋 势，称飞机在原平衡状态具有横向静稳定性。否 则，为横向静不稳定。 主 要 影 机翼后掠作用:产生横向和航向静稳定作用 响 机翼上反作用:机翼上反产生横向和航向静稳定作用 因 翼身干扰:翼身干扰对横航向静稳定性有影响；上单翼 素 飞机一般不采用上反角。 Flight Dynamics
Flight Dynamics
补充：根据油门的作用原理，试画出当推力线在飞 机重心上方时，减小油门时飞机四个状态变量的反 应曲线。（注意起始和最终反应）。
V (m/ s)
0
()
0
()
q( / s)
0
0
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第十章知识要点
1、横航向动稳定性和静稳定性的区别与联系
Flight Dynamics
9.3对一架在重心处固定的飞机模型进行风洞试验。若其俯 仰轴运动满足 2 5 5e 其中角度单位为弧度。 ①将该方程重写为标准的状态空间表达式，即如 x Ax Bu ②确定矩阵A的特征值换个特征矢量； ③确定无阻尼自由振荡频率ωn和阻尼比ξ； ④确定对单位阶跃的响应，并做出时间历程曲线，假定初 值为零。
4、短、长周期模态简化分析的依据及方法
5、纵向动操纵性和静操纵性的概念
6、飞机对升降舵和油门操纵的响应特性
Flight Dynamics
9.1试说明纵向动稳定性和静稳定性的区别 与联系
动稳定性：飞机在受扰作用后，会偏离其平衡状 态的基准状态，扰动作用停止后，飞机能否恢复 到它基准状态的一种全过程特性。
影响短周期模态特性的主要导数：
Cm
Cmq