飞行力学教学大纲 - 图文

教学大纲

课程编号：05Z8511

课程名称：飞行力学(Flight Mechanics) 学时学分：44+4学时，2.5学分

先修课程：高等数学（微积分、常微分方程、线性代数），理论力学，空气动力学，自动控制原理，航空航天概论. 一、 课程教学目标

飞行力学是飞行器设计和工程力学专业的主要专业基础课程之一。通过本门课程的学习，使学生：

1. 掌握飞行器飞行的受力特点，了解其基本运动规律； 2. 建立飞行器飞行力学分析和设计的正确思路、概念和方法；

3. 培养学生从飞行现象和实际工程中提出问题、分析问题和解决问题的兴趣和能力； 4. 初步了解研究飞行力学的工具和方法。

从而提高与航空器设计及应用相关的必要的理论素质和实践应用能力，为进一步的航空专业学习和研究，或从事与飞行器设计及应用有关的工作如布局选型选参、总体方案性能检验等奠定基础。

二、 教学内容及基本要求 基本要求

1. 掌握飞行器飞行的受力特点，了解其基本飞行规律； 2. 掌握飞行性能分析和设计的基本方法；

3. 对飞行的稳定性和操纵性分析和设计具有准确的基本概念和思路； 4. 具备初步的飞行器运动建模及对模型合理简化的能力； 5. 对自动飞行控制的力学机理有一定了解； 6. 对飞行模拟试验手段有基本的认识。

侧重于对基本概念、方法的定性认识和基本的定量分析。

讲授内容

1. 绪论（1学时）

课程内容；历史简介；飞行性能概念；操纵性稳定性概念；制导飞行器的导引；飞行力学研究方法。

2. 飞行器的质心运动方程（3学时）

升阻特性。

动力特性；飞行操纵原理；飞行器质心运动方程及其简化。 3. 基本飞行性能（10学时）★

定常平飞需用推力曲线（组成及其物理含义，随飞行速度、高度的变化）； 定常平飞性能的确定及飞行包线。

定常上升和下滑性能的确定；非定常上升性能；

定常飞行状态及其与操纵的关系（飞行包线的划分，平飞状态与操纵的关系）。定常飞行状态的主要因素分析；

航程和航时的基本关系式；等高等速巡航时的航程和航时。 最佳续航性能；风对续航性能的影响。

起飞性能；着陆性能；单发停车故障的对策；改善起落性能的措施。 *螺旋桨飞机的飞行性能。 4. 机动性和敏捷性（4学时）

机动飞行过载；铅垂平面内的机动性能；水平平面内的机动性能。

机动性能的综合分析（能量机动性，空战周期，综合机动性指标）；敏捷性概念和尺度；过失速机动（尾冲，眼镜蛇，过失速转弯）。 5. 刚性飞行器的一般运动方程（4学时）

坐标轴系（地面系，机体系，气流系，航迹系）及其相互关系；刚性飞行器动力学方程；刚性飞行器运动学方程。

作用在飞行器上的外力和外力矩特点；运动方程的线化；平衡、稳定性、操纵性基本概念。 6. 纵向平衡、静稳定性与静操纵性（6学时）★

纵向静稳定性的概念；飞机各部件及全机的纵向力矩；各种因素对纵向力矩特性的影响。

舵偏角平衡曲线；铰链力矩和气动补偿；松杆静稳定性与松杆中立点。 驾驶杆力平衡曲线；曲线飞行中的纵向力矩；单位过载舵偏角与握杆机动点。 *单位过载杆力增量与松杆机动点。 重心范围的确定。

7. 横航向平衡、静稳定性和静操纵性（3学时）★

侧滑引起的气动侧力和横航向力矩；横航向静稳定性；偏转副翼和方向舵产生的操纵力矩；横航向阻尼导数及交叉导数

正常盘旋的平衡和操纵；稳定滚转和副翼操纵。 8. 纵向动稳定性和动操纵性（7学时）★ 典型纵向运动模态。

模态近似分析；现代飞机纵向模态特点。*纵向轨迹稳定性。 助力操纵系统；纵向动操纵性。

纵向阻尼器；增稳器；纵向控制增稳系统。

*实际控制器动力学特性的影响。*飞机纵向飞行品质。 9. 横航向动稳定性和动操纵性（4学时）

典型横航向运动模态；模态近似分析；横航向静稳定性与动稳定性关系。 *现代飞机横航向模态特点。*横航向轨迹稳定性。

横航向动操纵性；横航向阻尼器；副翼－方向舵交联系统。 *飞机横航向飞行品质。 重点说明

本课程上述讲授内容中带―★‖的部分，即基本飞行性能、静操稳性、纵向动操稳性是重点内容，对其它内容作一般了解。