飛機(jī)的縱向操縱性主講人：徐峰《飛行原理》01.水平尾翼02.飛機(jī)的縱向操縱03.縱向操縱和縱向穩(wěn)定性的關(guān)系04.飛機(jī)重心范圍的確定目錄contents水平尾翼水平尾翼的組成方向舵升降舵水平安定面垂直安定面飛機(jī)的水平尾翼是由前面固定不動(dòng)（或安裝角可調(diào)）的水平安定面和后面可繞轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)的升降舵組成，如圖所示。飛機(jī)的縱向操作

飛機(jī)的縱向操縱飛機(jī)的縱向操縱是由駕駛員通過(guò)駕駛桿、傳動(dòng)系統(tǒng)等改變升降舵的偏轉(zhuǎn)角來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)駕駛員的生理習(xí)慣，正常的操作動(dòng)作是：駕駛員向后拉桿，舵面應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)（δz<0），水平尾翼上產(chǎn)生的附加升力向下，對(duì)重心產(chǎn)生的附加縱向力矩ΔMz>0，迫使飛機(jī)抬頭，增大迎角，減少飛行速度，如圖（b）所示；駕駛員向前推桿，舵面應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)（δz>0），水平尾翼上產(chǎn)生的附加升力向上，對(duì)重心產(chǎn)生的附加縱向力矩ΔMz<0，迫使飛機(jī)低頭，減小迎角，增大”飛行速度，如圖（c）所示。飛機(jī)的縱向操縱

飛機(jī)的縱向操作

飛機(jī)的縱向操縱是由駕駛員通過(guò)駕駛桿、傳動(dòng)系統(tǒng)等改變升降舵的偏轉(zhuǎn)角來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)駕駛員的生理習(xí)慣，正常的操作動(dòng)作是：由此可知，升降舵偏角δz與所產(chǎn)生的附加力矩ΔMz的符號(hào)相反?？v向操縱性和縱向穩(wěn)定性的關(guān)系為了了解這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)倏匆幌驴v向操縱進(jìn)行的過(guò)程。以使飛機(jī)抬頭為例，當(dāng)飛機(jī)做定常直線飛行時(shí)，縱向力矩等于零，飛機(jī)處于縱向平衡狀態(tài)。這時(shí)駕駛員向后拉一點(diǎn)桿，升降舵向上偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，對(duì)重心產(chǎn)生的附加力矩使飛機(jī)抬頭，這是迫使飛機(jī)改變?cè)w行姿態(tài)的操縱力矩M操縱。飛機(jī)一抬頭使迎角增大，產(chǎn)生了向上的附加氣動(dòng)升力作用在全機(jī)焦點(diǎn)上?？v向操縱性和縱向穩(wěn)定性的關(guān)系因?yàn)轱w機(jī)具有縱向穩(wěn)定性，焦點(diǎn)在重心之后，向上的附加氣動(dòng)升力必然對(duì)重心產(chǎn)生使飛機(jī)低頭的力矩，這就是力圖使飛機(jī)保持原飛行姿態(tài)的穩(wěn)定力矩M穩(wěn)定。隨著迎角的逐漸加大，M穩(wěn)定也慢慢增加，直到等于M操縱，飛機(jī)的俯仰力矩又重新取得平衡，飛機(jī)停止了轉(zhuǎn)動(dòng)，以一個(gè)新的姿態(tài)（較大迎角和較小速度）進(jìn)行定常直線飛行。飛機(jī)達(dá)到新的平衡姿態(tài)時(shí)，M操縱和M穩(wěn)定的關(guān)系是：M操縱=M穩(wěn)定。

飛機(jī)員操縱升降舵后，飛機(jī)俯仰力矩的變化飛機(jī)重心飛機(jī)焦點(diǎn)飛機(jī)操縱M操縱飛機(jī)重心尾穩(wěn)定M拉桿縱向操縱性和縱向穩(wěn)定性的關(guān)系飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性是互相制約的：穩(wěn)定性太大飛機(jī)保持原飛行姿態(tài)的能力太強(qiáng)要改變它就很不容易，操縱起來(lái)就很費(fèi)勁，飛機(jī)的操縱性就很遲鈍；穩(wěn)定性太小飛機(jī)的飛行姿態(tài)很容易改變，駕駛員很難掌握操縱的分寸，精確地操縱飛機(jī)，飛機(jī)的操縱性又過(guò)于靈敏。在穩(wěn)定性和操縱性?xún)烧咧g選取一一個(gè)平衡點(diǎn)，以使飛機(jī)具有足夠的穩(wěn)定性和良好的操縱性。飛機(jī)重心范圍的確定飛機(jī)的重心位置對(duì)飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性和操縱性影響很大。在使用過(guò)程中，由于裝載不同、燃料消耗、飛機(jī)構(gòu)型變化等原因，飛機(jī)的重心位置經(jīng)常發(fā)生變化，所以為了保證飛機(jī)具有足夠的穩(wěn)定性和良好的操縱性，必須對(duì)飛機(jī)重心的變化范圍加以限制。飛機(jī)重心的變化范圍：是用重心前限和重心后限來(lái)確定。在實(shí)際使用過(guò)程中，飛機(jī)重心的變化不應(yīng)超出由重心前限和重心后限之間所限定的范圍。飛機(jī)重心范圍的確定1飛機(jī)的重心前限重心前限是允許飛機(jī)重心最靠前的位置。為了保證飛機(jī)具有一定的縱向靜穩(wěn)定性，飛機(jī)重心必須在全機(jī)焦點(diǎn)之前一定的距離，也就是靜穩(wěn)定裕量K；達(dá)到一定值。飛機(jī)重心前移，Kp值提高，飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性提高。但卻使改變飛機(jī)原飛行狀態(tài)所需要的縱向操縱力矩加大，從而使操縱飛機(jī)所需要的舵面偏轉(zhuǎn)角和駕駛桿力增大，飛機(jī)對(duì)操縱反應(yīng)過(guò)于遲鈍，飛機(jī)的操縱性能變壞。飛機(jī)重心范圍的確定1飛機(jī)的重心前限另外，對(duì)應(yīng)每一個(gè)迎角的定常直線飛行，升降舵都有一個(gè)舵偏角與之對(duì)應(yīng)，以達(dá)到縱向力矩的平衡。如果飛機(jī)重心過(guò)于靠前，機(jī)翼產(chǎn)生的低頭力矩過(guò)大，為縱向力矩平衡，所要求的舵面偏轉(zhuǎn)角可能大到超出設(shè)計(jì)的允許值。因此，主要是從飛機(jī)縱向平衡和縱向操縱性能要求對(duì)飛機(jī)重心最靠前的位置進(jìn)行了限制，設(shè)定了重心前限。飛機(jī)重心范圍的確定飛機(jī)重心前限和重心后限的位置也是用平均空氣動(dòng)力弦上的投影到該弦前緣的距離與平均空氣動(dòng)力弦長(zhǎng)之比來(lái)表示。對(duì)于安裝有自動(dòng)駕駛儀或增穩(wěn)系統(tǒng)的飛機(jī)，重心的后限可以適當(dāng)?shù)胤艑?。但也?yīng)考慮到一旦這些設(shè)備出現(xiàn)故障，依靠飛機(jī)自身的縱向穩(wěn)定性和操縱性，也可以安全有效地操縱飛行，完成預(yù)定的飛行任務(wù)。2飛機(jī)的重心后限重心后限是允許飛機(jī)重心最靠后的位置。飛機(jī)重心后移，KF值減少，飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性減小。另外，使改變飛機(jī)原飛行狀態(tài)所需的縱向操縱力矩減少，所需要的舵偏角和駕駛桿力減少，