必须掌握的飞行原理知识，不容错过~

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无论是在私商仪还是航线考试中，飞行原理章节普遍是大家心中的痛，尤其飞机稳定性和操纵性这块知识点，背地滚瓜烂熟做题时还是搞不清楚。
今天，小飞侠专门请教了航理老师，来给大家讲讲这一方面的知识点，希望对大家有所帮助。
可谓是满满干货，话不多说！马上开始~
<hr/> #飞机稳定性的相关定义

飞机的稳定性( 也叫做安定性 )是指：飞机受到小扰动（包括阵风扰动和操纵扰动）后，偏离原平衡状态，并在扰动消失后，飞行员不给予任何操纵，飞机自动恢复到原平衡状态的特性。
- 稳定性的条件

只有在稳定力矩（stabilizing moment）和阻尼力矩（damping moment）的共同作用下，才能确保飞机具有稳定性。而稳定力矩是稳定性的必要条件。

• 静稳定性（static stability）
  

受扰后出现稳定力矩，具有回到原平衡状态的趋势（tendency），称为物体是静稳定的。静稳定性研究物体受扰后的最初响应（initial response）问题。

• 动稳定性（dynamic stability ）
  

扰动运动过程中出现阻尼力矩，最终使物体回到原平衡状态，称物体是动稳定的。动稳定性研究物体受扰运动的时间响应历程问题。


-  教员点拨
静稳定性研究趋势，初始响应。动稳定性研究过程，时间响应。
- 俯仰稳定性

飞机的俯仰稳定性（pitching stability），指的是飞行中，飞机受微小扰动以至俯仰平衡遭到破坏，在扰动消失后，飞机自动趋向恢复原平衡状态的特性。

• 俯仰稳定力矩和阻尼力矩都由平（horizontal stabilizer）产生
  
• 只有焦点的位置在飞机的重心之后，飞机才具有俯仰稳定性，焦点距离重心越远，俯仰稳定性越强。
  

-  教员点拨
1、俯仰稳定性=纵向稳定性（longitudinal stability）=横轴稳定性（lateral axis stability）。
2、焦点永不变，不随外界因素而移动，焦点与重心距离越远稳定性越好，操作性越差。
4、焦点与压力中心的区别：焦点是附加升力的着力点，不随外界环境因素影响变化。压力中心是平均气动力的着力点，低速随迎角变化， 高速随速度变化。
- 方向稳定性

飞机的方向稳定性（directional stability），指的是飞行中，飞机受微小扰动以至方向平衡遭到破坏，在扰动消失后，飞机自动趋向恢复原平衡状态的特性。

• 方向稳定力矩和阻尼力矩主要由垂尾（vertical tail）产生，除此之外，机翼的上反角和后掠角也能产生一部分方向稳定力矩。
  
• 飞机的方向稳定性只能保持侧滑角不变，而不能保持飞机的航向不变，因此也称风标稳定性。
  

-  教员点拨
重点注意：产生方向稳定力矩必须要出现侧滑（sideslip），相对来流改变了垂尾迎角从而产生稳定力矩。

- 横侧稳定性

飞机的横侧稳定性（lateral stability），指的是飞行中，飞机受微小扰动以至横侧平衡遭到破坏，在扰动消失后，飞机自动趋向恢复原平衡状态的特性。

• 横侧稳定力矩（lateral stable moment）主要由侧滑中机翼的上反角（anhedral）和后掠角（sweepback）产生
  
• 横侧阻尼力矩主要由机翼产生。
  

-  教员点拨
1、重点注意产生横侧稳定力矩必须要产生侧滑。
2、横侧稳定力矩产生过程：
受扰 - 机翼倾斜 - 飞机侧滑 - 增大侧滑前翼有效速度 - 产生机翼升力差 - 横侧稳定性。
- 影响稳定性的因素

• 重心位置
  

重心位置靠前，飞机的俯仰稳定性越强。
重心位置靠前，飞机的方向稳定性有所增加，但不明显。
重心位置前后移动，对横侧稳定性无影响。

• 飞行速度
  

飞行速度增加，飞机的稳定性增强。原因是阻尼力矩变大了。

• 飞行高度
  

飞行高度增加，飞机的稳定性减弱。原因是阻尼力矩变小了。

• 大迎角下飞行
  

在大迎角或接近临界迎角飞行时，飞机的横侧阻尼力矩的方向可能发生变化，飞机可能丧失横侧稳定性，出现机翼自转现象。
-  教员点拨
重心后移，除了飞机的俯仰稳定性变差，其它都变好。速度和高度影响，额外记忆。
机翼自转（wing rotation）现象产生的原因：在大迎角下，阻力差导致。
解释：飞机受到外界扰动，出现滚转，在恢复力矩的作用下，飞机会往初始状态滚转，会使侧滑后翼出现向上的相对气流，迎角增大。
在大迎角飞行时，有可能造成侧滑后翼的迎角超过临界迎角，使其升力减小，飞机的横侧阻尼力矩方向发生变化，从而使飞机出现自转现象。
<hr/> #飞机的操纵性及影响因素

飞机的操纵性（controllability）是指飞机在飞行员操纵升降舵、方向舵和副翼下改变其飞行状态的特性。
- 俯仰稳定性

飞机的俯仰操纵性是指飞行员操纵驾驶盘偏转升降舵后，飞机绕横轴转动而改变其迎角等飞行状态的特性。直线飞行中，驾驶盘前后的每一个位置（或升降舵偏角）对应着一个迎角。
- 方向操纵性

飞机的方向操纵性是指飞行员操纵方向舵以后，飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角的飞行状态的特性。不带滚转的直线飞行中，每一个脚蹬位置对应着一个侧滑角。
- 横侧操纵性

飞机的横侧操纵性是指飞行员操纵副翼以后，飞机绕纵轴转动而改变其滚转角速度、坡度等飞行状态的特性。不带侧滑的横侧操纵中，驾驶盘左右转动的每个位置都对应着一个稳定的滚转角速度。
- 影响操纵性的因素

• 重心位置
  

重心前移，俯仰操纵性变差

• 飞行速度
  

飞行速度越大，操纵性越好

• 飞行高度
  

飞行高度增加，操纵性变差

• 大迎角飞行
  

在大迎角或接近临界迎角飞行时，飞机可能丧失横侧操纵性，出现横侧反操纵现象。
消除横侧反操纵的关键在于消除大迎角下压盘导致的机翼阻力差，可以使用差角副翼、阻力副翼、开缝副翼等。
- 教员点拨
差角副翼消除横侧反操纵的原理：
如要通过副翼操纵飞机滚转，下偏副翼增大机翼迎角，上偏副翼减小机翼迎角，在大迎角飞行时，下偏副翼可能超过其临界迎角，升力急剧减小出现反操作现象，所以采用差动副翼，使上偏副翼偏转角度更大，下偏副翼偏转角度更小，防止其超过临界迎角，从而消除横侧反操作现象。
<hr/>#补充知识点

- 方向稳定性与横侧稳定性的关系

• 飞机的方向稳定性与横侧稳定性是相互耦合的（interconnection）。如果飞机有侧滑，除产生向侧滑一边偏转的方向稳定力矩外， 同时还要产生向侧滑反方向滚转的横侧稳定力矩。
  
• 飘摆：飞机的横侧稳定性过强而方向稳定性过弱，易产生明显的飘摆现象，称为飘摆，也叫做荷兰滚（Dutch roll）。
  
• 螺旋下降：飞机的横侧稳定性过弱而方向稳定性过强，在受扰产生倾斜和侧滑后，易产生缓慢的螺旋下降（spiral descent）。
  
• 飘摆阻尼器：飘摆阻尼器，也叫做偏航阻尼器（yaw damper），其作用是通过增加方向稳定力矩来抑制飘摆现象的发生。大型运输机在高空和低速飞行时由于稳定性发生变化易发生飘摆，因此广泛使用飘摆阻尼器（偏航阻尼器）。
  

- 教员点拨
1、横强飘摆、方强螺旋；
2、偏航阻尼器主要作用是通过自动调节方向舵偏转防止飞机飘摆。
<hr/>以上就是今天所要介绍的全部内容啦，我们下期内容再见，别忘记关注我们哦~