飛機(jī)的側(cè)向操縱和方向操縱主講人：徐峰《飛行原理》01.飛機(jī)的側(cè)向操縱02.飛機(jī)的方向操縱目錄contents飛機(jī)的側(cè)向操縱偏轉(zhuǎn)副翼對(duì)飛機(jī)進(jìn)行側(cè)向操縱對(duì)飛機(jī)的側(cè)向操縱是通過偏轉(zhuǎn)副翼來完成的。副翼是安裝在機(jī)翼后緣轉(zhuǎn)軸上的小操縱面。副翼的偏轉(zhuǎn)角用δ表示。飛機(jī)的側(cè)向操縱偏轉(zhuǎn)副翼引起的有害偏航偏轉(zhuǎn)副翼不僅產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)力矩，也會(huì)產(chǎn)生偏航力矩，偏航力矩值雖然比較小，但對(duì)飛機(jī)的操縱不利，被稱為有害偏航。有害偏航的產(chǎn)生主要是由于副翼上、下偏轉(zhuǎn)時(shí)，不但機(jī)翼的升力發(fā)生變化，左右不對(duì)稱，機(jī)翼的阻力也發(fā)生變化，左右不對(duì)稱的阻力產(chǎn)生了偏航力矩。飛機(jī)的側(cè)向操縱這種偏航力矩的出現(xiàn)造成兩個(gè)不利的影響：另一個(gè)不利的影響是，向左扳動(dòng)駕駛桿，使飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)，是為了使飛機(jī)向左進(jìn)入盤旋，但兩翼阻力不等產(chǎn)生的偏航力矩卻使飛機(jī)機(jī)頭向右偏轉(zhuǎn)，這對(duì)飛機(jī)的水平轉(zhuǎn)彎操縱也不利。一個(gè)是飛機(jī)繞立軸向右偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)左側(cè)滑β，由于飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性，側(cè)滑產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩使飛機(jī)向右滾轉(zhuǎn)，這與向左扳動(dòng)駕駛桿，使飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)的操縱目的相反，減少了向左滾轉(zhuǎn)的操縱力矩，從而降低了副翼的操縱效率；綜合以上兩點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)副翼引起的偏航力矩是有害的。飛機(jī)的側(cè)向操縱這種副翼是通過在副翼上偏一側(cè)機(jī)翼上產(chǎn)生較大的廢阻力，去平衡另一側(cè)機(jī)翼上的過大的誘導(dǎo)阻力，來消除有害偏航。為了克服有害偏航，可采用差動(dòng)副翼。差動(dòng)副翼是指對(duì)于駕駛桿的同一行程，副翼上偏角度大于下偏角度的副翼。另一種可以用來克服有害偏航的副翼是弗萊茲(Frise)副翼。這種副翼是將副翼的轉(zhuǎn)軸由副翼的前緣向后移，并安排在副翼的下表面。使用弗菜茲副翼的飛機(jī)(MID-82)，副翼上下偏轉(zhuǎn)角度是相同的。飛機(jī)的側(cè)向操縱在不考慮機(jī)翼彈性變形的情況下，當(dāng)副翼向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，在機(jī)翼上產(chǎn)生向上的附加氣動(dòng)力ΔL1。副翼操縱的失效和反逆問題飛行中，由于機(jī)翼彈性變形(扭轉(zhuǎn)變形)的影響，副翼完全喪失作用或產(chǎn)生相反作用的現(xiàn)象，稱為副翼的失效或反逆。副翼操縱的失效和反逆是怎樣產(chǎn)生的

副翼反逆的產(chǎn)生實(shí)際上機(jī)翼是彈性體，副翼一般又安裝在扭轉(zhuǎn)剛度較低的機(jī)翼翼梢部位，在ΔL1作用下，機(jī)翼產(chǎn)生低頭扭轉(zhuǎn)（如圖所示），使機(jī)翼有效迎角減少，產(chǎn)生了向下的附加氣動(dòng)升力ΔL扭。飛機(jī)的側(cè)向操縱副翼操縱的失效和反逆問題飛行中，由于機(jī)翼彈性變形(扭轉(zhuǎn)變形)的影響，副翼完全喪失作用或產(chǎn)生相反作用的現(xiàn)象，稱為副翼的失效或反逆。副翼操縱的失效和反逆是怎樣產(chǎn)生的副翼反逆的產(chǎn)生同樣，在副翼上偏一側(cè)，由于附加氣動(dòng)力ΔL2向下作用，使機(jī)翼抬頭扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了向上的附加氣動(dòng)升力ΔL扭。偏轉(zhuǎn)副翼產(chǎn)生的附加升力ΔL1、ΔL2形成了使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)的操縱力矩M1，而由于機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的附加升力ΔL扭又形成了與M1方向相反的力矩M2，從而降低了副翼的操縱效率（如圖）。飛機(jī)的側(cè)向操縱圖4-27

副翼反逆的產(chǎn)生如圖所示，當(dāng)飛行速度較小時(shí)，M1>M2，副翼的操縱效率雖有所降低，但仍能對(duì)飛機(jī)進(jìn)行正常的側(cè)向操縱。當(dāng)飛行速度達(dá)到某一值時(shí)，M1=M2，再操縱副翼就不會(huì)產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)力矩了，這種現(xiàn)象叫副翼失效。飛機(jī)的側(cè)向操縱圖4-27

副翼反逆的產(chǎn)生當(dāng)飛行速度υ>v臨界時(shí)，M1<M2，再向左壓駕駛桿(或轉(zhuǎn)駕駛盤)時(shí)，飛機(jī)反而會(huì)向右滾轉(zhuǎn)；向右壓駕駛桿(或轉(zhuǎn)駕駛盤)時(shí)，飛機(jī)反而會(huì)向左滾轉(zhuǎn)，這種情況叫副翼返逆。這個(gè)飛行速度稱為副翼反逆臨界速度υ臨界。飛機(jī)的側(cè)向操縱提高副翼反逆臨界速度的措施（1）提高機(jī)翼的抗扭剛度。（2）采用混合副翼的形式。飛機(jī)的側(cè)向操縱擾流板是矩形板件，前緣有鉸鏈形成的一條轉(zhuǎn)軸，一般布置在機(jī)翼上表面，襟翼的前邊不工作時(shí)，貼附在機(jī)翼上表面，擾流板外表面與機(jī)翼外形取平，形成光滑表面；工作時(shí)，繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)向上向前打開，擾流板平面與機(jī)翼上表面形成一定的角度（如圖）。提高飛機(jī)側(cè)向操縱效率的措施1擾流板飛機(jī)的側(cè)向操縱渦流發(fā)生器是利用旋渦從外部氣流中將能量帶進(jìn)附面層，加快附面層內(nèi)氣流流動(dòng)，防止氣流分離的裝置。一些飛機(jī)常在機(jī)翼上表面、副翼的前面安排渦流發(fā)生器(如圖所示)。它的作用是提高副翼在大偏轉(zhuǎn)角和高速下的操縱效率。2渦流發(fā)生器

副翼前面裝有渦流發(fā)生器的飛機(jī)渦流發(fā)生器副翼飛機(jī)的方向操縱偏轉(zhuǎn)方向舵對(duì)飛機(jī)進(jìn)行方向操縱方向舵是安裝在垂直尾翼上的操縱面。垂尾由垂直安定面和方向舵組成，安定面固定在機(jī)身上，方向舵懸掛在安定面后緣的轉(zhuǎn)軸上。駕駛員可通過腳蹬，操縱方向舵繞轉(zhuǎn)軸左右偏轉(zhuǎn)，實(shí)施對(duì)飛機(jī)的方向操縱。飛機(jī)的方向操縱蹬舵反傾斜現(xiàn)象通常希望單獨(dú)蹬舵時(shí)，飛機(jī)能夠向所需方向傾斜。但方向舵偏轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩卻恰恰與所希望飛機(jī)滾轉(zhuǎn)的方向相反。以蹬右舵為例，當(dāng)飛機(jī)機(jī)頭向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，形成左側(cè)滑，由于飛機(jī)的側(cè)向靜穩(wěn)定性，產(chǎn)生橫滾力矩，使飛機(jī)向右橫滾，這和我們希望蹬右艙飛機(jī)向右傾斜的要求是一致的。但另一方面，蹬右舵時(shí)，垂尾上產(chǎn)生的側(cè)向力對(duì)重心產(chǎn)生的橫滾力矩，卻使飛機(jī)向左傾斜，如果側(cè)向力對(duì)重心