飛行力學教學大綱課程編號：05Z8511課程名稱：飛行力學(FlightMechanics)學時學分：44+4學時，2.5學分先修課程：高等數學（微積分、常微分方程、線性代數），理論力學，空氣動力學，自動控制原理，航空航天概論.一、課程教學目標飛行力學是飛行器設計和工程力學專業(yè)的主要專業(yè)基礎課程之一。通過本門課程的學習，使學生：1.掌握飛行器飛行的受力特點，了解其基本運動規(guī)律；2.建立飛行器飛行力學分析和設計的正確思路、概念和方法；

3.培養(yǎng)學生從飛行現象和實際工程中提出問題、分析問題和解決問題的興趣和能力；

4.初步了解研究飛行力學的工具和方法。從而提高與航空器設計及應用相關的必要的理論素質和實踐應用能力，為進一步的航空專業(yè)學習和研究，或從事與飛行器設計及應用有關的工作如布局選型選參、總體方案性能檢驗等奠定基礎。二、教學內容及基本要求基本要求

1.掌握飛行器飛行的受力特點，了解其基本飛行規(guī)律；

2.掌握飛行性能分析和設計的基本方法；

3.對飛行的穩(wěn)定性和操縱性分析和設計具有準確的基本概念和思路；

4.具備初步的飛行器運動建模及對模型合理簡化的能力；

5.對自動飛行控制的力學機理有一定了解；

6.對飛行模擬試驗手段有基本的認識。

側重于對基本概念、方法的定性認識和基本的定量分析。講授內容1.緒論（1學時）課程內容；歷史簡介；飛行性能概念；操縱性穩(wěn)定性概念；制導飛行器的導引；飛行力學研究方法。2.飛行器的質心運動方程（3學時）升阻特性。動力特性；飛行操縱原理；飛行器質心運動方程及其簡化。3.基本飛行性能（10學時）★定常平飛需用推力曲線（組成及其物理含義，隨飛行速度、高度的變化）；定常平飛性能的確定及飛行包線。定常上升和下滑性能的確定；非定常上升性能；定常飛行狀態(tài)及其與操縱的關系（飛行包線的劃分，平飛狀態(tài)與操縱的關系）。定常飛行狀態(tài)的主要因素分析；航程和航時的基本關系式；等高等速巡航時的航程和航時。最佳續(xù)航性能；風對續(xù)航性能的影響。起飛性能；著陸性能；單發(fā)停車故障的對策；改善起落性能的措施。*螺旋槳飛機的飛行性能。4.機動性和敏捷性（4學時）機動飛行過載；鉛垂平面內的機動性能；水平平面內的機動性能。機動性能的綜合分析（能量機動性，空戰(zhàn)周期，綜合機動性指標）；敏捷性概念和尺度；過失速機動（尾沖，眼鏡蛇，過失速轉彎）。5.剛性飛行器的一般運動方程（4學時）坐標軸系（地面系，機體系，氣流系，航跡系）及其相互關系；剛性飛行器動力學方程；剛性飛行器運動學方程。作用在飛行器上的外力和外力矩特點；運動方程的線化；平衡、穩(wěn)定性、操縱性基本概念。6.縱向平衡、靜穩(wěn)定性與靜操縱性（6學時）★縱向靜穩(wěn)定性的概念；飛機各部件及全機的縱向力矩；各種因素對縱向力矩特性的影響。舵偏角平衡曲線；鉸鏈力矩和氣動補償；松桿靜穩(wěn)定性與松桿中立點。駕駛桿力平衡曲線；曲線飛行中的縱向力矩；單位過載舵偏角與握桿機動點。*單位過載桿力增量與松桿機動點。重心范圍的確定。7.橫航向平衡、靜穩(wěn)定性和靜操縱性（3學時）★側滑引起的氣動側力和橫航向力矩；橫航向靜穩(wěn)定性；偏轉副翼和方向舵產生的操縱力矩；橫航向阻尼導數及交叉導數正常盤旋的平衡和操縱；穩(wěn)定滾轉和副翼操縱。8.縱向動穩(wěn)定性和動操縱性（7學時）★典型縱向運動模態(tài)。模態(tài)近似分析；現代飛機縱向模態(tài)特點。*縱向軌跡穩(wěn)定性。助力操縱系統(tǒng)；縱向動操縱性?？v向阻尼器；增穩(wěn)器；縱向控制增穩(wěn)系統(tǒng)。*實際控制器動力學特性的影響。*飛機縱向飛行品質。9.橫航向動穩(wěn)定性和動操縱性（4學時）典型橫航向運動模態(tài)；模態(tài)近似分析；橫航向靜穩(wěn)定性與動穩(wěn)定性關系。*現代飛機橫航向模態(tài)特點。*橫航向軌跡穩(wěn)定性。橫航向動操縱性；橫航向阻尼器；副翼－方向舵交聯系統(tǒng)。*飛機橫航向飛行品質。重點說明本課程上述講授內容中帶“★”的部分，即基本飛行性能、靜操穩(wěn)性、縱向動操穩(wěn)性是重點內容，對其它內容作一般了解。帶“*”者則為機動內容，選學。其它觀看錄像（1學時）：美國空軍基地及試飛；現代飛行模擬技術發(fā)展。實驗（4學時）：飛行特性模擬實驗，2次。內容為：1)基本航線飛行，并觀察不同定常飛行條件下的駕駛桿和油門操縱特性。2)分別操縱升降舵，方向舵和副翼，激發(fā)飛機的縱向和橫航向模態(tài)，并觀察重心移動的影響。復習（1學時）。三、教學安排及方式課堂教學、實驗教學與網絡教學相結合（課件已經上網）。課后作業(yè)與綜合練習相結合，每章留50%的課后作業(yè)題。飛行性能與操縱性穩(wěn)定性部分各有一次大作業(yè)。指導學生多參與其它與飛行器（如小飛機）設計、制作、試驗相關的實踐環(huán)節(jié)；形成動手、動腦和積極討論的氛圍。學時分配表：內容講授學時實驗學時上機學時緒論1

飛行器的質心運動方程3

基本飛行性能102

機動性和敏捷性4

(4)剛性飛行器的一般運動方程4

縱向平衡、靜穩(wěn)定性與靜操縱性6

橫航向平衡、靜穩(wěn)定性和靜操縱性3

縱向動穩(wěn)定性和動操縱性72(4)橫航向動穩(wěn)定性和動操縱性4

觀看錄像1

復習1

總計444(8)注：課內外學時之比1:2。四、考核方式方式一：平時作業(yè)、綜合大作業(yè)、實驗報告和期末考試成績作為課程總成績。方式二：如果在其它實驗環(huán)節(jié)中獨立發(fā)現有價值的飛行力學問題及現象，并能通過正確途徑進行分析研究，完成研究小論文，可以用于課程總成績的評價。五、參考教材1.方振平，陳萬春，張曙光編.航空飛行器飛行動力學.北京航空航天大學出版社，20032.熊海泉等編.飛機飛行力學.航空專業(yè)教材編審組，19903.DoleCE,LewisJE.FlightTheoryandAerodynamics:APracticalGuideforOperationalSafety(2nded.).JohnWiley&Sons,20004.EtkinB.AircraftDynamics–StabilityandControl(