飞行原理与性能解答题

正确答案: 见附图

提示:

20. 简述前缘缝翼、前缘襟翼、后缘简单襟翼、开缝襟翼、后退开缝襟翼的增升原理。 正确答案: 前缘缝翼打开时，一方面，下翼面的高压气流流过缝隙后，贴近上翼面流动,给上翼面气流补充了能量，降低了逆压梯度，延缓气流分离，达到增大升力系数和临界迎角的目的；另一方面，气流从压强较高的下翼面通过缝隙流向上翼面，减小了上下翼面的压强差，又具有减小升力系数的作用。超音速飞机一般采用前缘削尖，相对厚度小的薄机翼。在大迎角飞行时，机翼上表面就开始产生气流分离，最大升力系数降低。如放下前缘襟翼，一方面可以减小前缘与相对气流之间的夹角，使气流能够平顺地沿上翼面流动，延缓气流分离；另一方面也增大了翼型弯度。这样就使得最大升力系数和临界迎角得到提高。大迎角下放后缘简单襟翼，升力系数及最大升力系数增加，阻力系数增加，升阻比降低（即空气动力性能降低），临界迎角降低。后缘开缝襟翼在下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，使最大升力系数增加更多，而临界迎角降低不多。后退开缝

飞机的平衡，稳定性，操作性1. 1、解释下列术语 平均空气动力弦

正确答案: 平均空气动力弦是一个假想矩形机翼的翼弦。这个假想的矩形机翼的机翼面积、空气动力及俯仰力矩等特性都与原机翼相同。 2. 2、说明常规布局飞机获得俯仰平衡的基本原理。

正确答案: 一般常规布局的飞机，压力中心在飞机重心之后，机翼升力对飞机重心产生下附力矩；平尾迎角一般为负迎角，平尾负升力对重心形成上仰力矩，机翼力矩、平尾产生的俯仰力矩和拉力力矩之和为零，飞机就取得了俯仰平衡。

3. 解释下列术语（1）静稳定性（2）动稳定性（3）焦点（4）侧滑（5）稳定力矩（6）阻尼力矩

正确答案: （1）受扰后出现稳定力矩，具有回到原平衡状态的趋势，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问题。 （2）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。 （3）飞机迎角改变时附加升力的着力点称为焦点。 （4）侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。 （5） 物体受扰偏离原平衡状态后，自动出现的、力图使物体回到原平衡状态的、方向始终指向原平衡位置的力矩，称为稳定力矩。 （6）物体受扰后的运动过程中，自动出现的、力图使物体最终回到原平衡状态的、方向始终与运动方向相反的力矩，称为阻尼力矩。

4. 利用焦点与重心的位置关系说明飞机获得俯仰稳定性的原理。

正确答案: 当焦点位于重心之后时，如果有小扰动使飞机迎角增加，则作用在焦点上的附加正升力对重心形成低头力矩，使飞机有回到原平衡状态的趋势。反之，当焦点位于重心之前时，飞机不具有俯仰稳定性。

5. 简述机翼上反角、后掠角产生横侧稳定性的原理。

正确答案: 飞机受扰左滚，产生左侧滑，左翼是前翼。由于上反角的原因，左翼的迎角大于右翼，升力大于右翼；由于后掠角的原因，左翼的有效相对气流速度大于右翼，升力大于右翼。综上所述，由于左翼升力大于右翼，所以飞机有向右滚转回到原平衡状态的趋势。 6. 简述垂尾产生方向稳定性的原理。

正确答案: 飞机受扰左偏，产生右侧滑，垂尾在右方来流的作用下，产生向左的侧力，对重心形成右偏力矩，使飞机有回到原平衡状态的趋势。 7. 飘摆是什么原因造成的？简述飘摆时飞机的动态变化。

正确答案: 飞机的横侧稳定性过强而方向稳定性过弱，易产生飘摆。飞机受扰左倾斜→左侧滑，若横侧稳定性强→飞机迅速改平坡度；方向稳定性弱→飞机左偏的速度慢，未等左侧滑消除，飞机又带右坡度→右侧滑。

8. 1、说明直线飞行中升降舵偏角与迎角、速度的关系。

正确答案: 小速度、大迎角时，升降舵上偏；随着速度增大，迎角减小，升降舵上偏角逐渐减小到零；再增大速度，升降舵转为下偏，并逐渐增大下偏角。 9. 2、在直线飞行中，为什么一个方向舵的位置对应一个侧滑角？

正确答案: 在没有侧滑的直线飞行中，飞行员蹬舵产生的方向操纵力矩使机头偏转形成侧滑，当侧滑引起的方向稳定力矩与偏转方向舵导致的方向操纵力矩相等时，侧滑角保持不变。舵量越大，平衡操纵力矩需要的稳定力矩就越大，侧滑角也就越大。故直线飞行中，每个脚蹬位置，对应一个侧滑角。

10. 3、在无侧滑的滚转中，为什么一个副翼偏角对应一个稳定滚转角速度？

正确答案: 飞行员压盘时，飞机在横侧操纵力矩作用下开始滚转，由于无侧滑，所以滚转只产生横侧阻尼力矩；随滚转角速度的增大，横侧阻尼力矩逐渐增大，当增大到与横侧操纵力矩平衡时，飞机保持一定的角速度滚转。压盘量越大，与之平衡的横侧阻尼力矩就越大，滚转角速度越大。因此，无侧滑时，一个压盘位置（副翼偏角）对应一个滚转角速度。 11. 4、飞机的方向操纵与横侧操纵有什么关系？

正确答案: 飞机的方向操纵性与横侧操纵性是耦合的，既相互联系，又相互影响。例如，蹬左舵，机头左偏，导致右侧滑，侧滑前翼升力大于侧滑后翼升力（即横侧稳定力矩），会使飞机左滚；压左盘，飞机左滚，导致左侧滑，垂尾附加侧力（即方向稳定力矩）会使机头左偏。可见，只蹬舵，飞机不仅绕立轴偏转，同时还会绕纵轴滚转；只压盘，飞机不仅绕纵轴滚转，同时还会绕立轴偏转。也就是说，无论蹬舵或压盘，都能造成飞机的偏转和滚转。利用这种关系，在飞行操纵时盘舵可相互支援，以提高飞机的侧向操纵性。 12. 5、地面效应怎样影响飞机的操纵性？

正确答案: 地面效应会对飞机产生附加的下附力矩，主要影响飞机着陆时的操纵性。飞机接地时，迎角大，升降舵上偏角大；加之，地面效应使气流下洗角减小，平尾负迎角减小，对飞机产生附加下附力矩，保持同样迎角，需要更大的升降舵上偏角和拉杆力。 13. 6、调整片有哪些作用？

正确答案: 1）减小乃至消失杆力 2）辅助操纵 14. 7、为什么要限制飞机重心位置？

正确答案: 重心前移，所需升降舵上偏角增大（下偏角减小），所需拉杆力增大（推杆力减小）；增大同样迎角，所需的升降舵偏角增大；重心前移过多，所需升降舵上偏角越大，可能出现在着陆时拉杆到底也不能获得所需迎角的情况，故需限制重心前限。重心后移，俯仰稳定性变差，杆位移小，杆力变轻，俯仰操纵性增强，若后移过多，则导致飞机过于灵敏，难以控制；若重心移到焦点或焦点之后，飞机就丧失了俯仰稳定性，因此飞机位置应有一个后限。

15. 8、简述驾驶杆力的产生原理。

正确答案: 下以拉杆力的产生为例说明。飞行员向后拉杆，升降舵向上偏一个角度，升降舵上产生一个向下的升力，对升降舵铰链形成一个铰链力矩，这个力矩迫使升降舵和杆回到中立位置，为保持升降舵和杆的位置不变，飞行员必须用一定的力拉杆，以平衡铰链力

矩的作用，这个力就是拉杆力。推杆力和蹬舵力的产生与此类似。

盘旋1. 正常盘旋时飞机所受的力有哪些？ 正确答案: 升力、重力、拉力和阻力。

2. 解释载荷因数的定义。 正确答案: 载荷（除飞机本身重量以外的其它作用力，包括发动机推力和气动力 ）与飞机重力的比值。通常指立轴方向的载荷与重力之比，也就是升力与重力之比。

3. 飞机盘旋的载荷因数与坡度有何关系？ 正确答案: 载荷因数等于坡度的余弦的倒数，坡度越大，载荷因数越大。

4. 盘旋所需速度与平飞所需速度的关系是什么？ 正确答案: 盘旋所需速度是相同条件下平飞所需速度与过载的平方根的乘积。 5. 解释下列术语（1）内侧滑 （2）外侧滑

正确答案: （1）转弯同方向的侧滑称为外侧滑。（2）转弯反方向的侧滑称为外侧滑。 6. 侧滑的种类以及产生的原因。

正确答案: 内侧滑，飞行轨迹偏离飞机的对称面，从操纵上讲主要是飞行员只压盘或压盘过多所引起。外侧滑，飞机对称面偏离飞行轨迹，从操纵上讲主要是飞行员只蹬舵或舵量过大所造成的。

7. 盘旋的改出阶段中，飞机的各力及力矩是如何平衡的？

正确答案: 改出盘旋首先需要消除向心力。为此，应向盘旋的反方向压盘，减小飞机坡度，减小向心力，使飞机逐渐改出盘旋；为了避免产生侧滑，需要同时向盘旋的反方向蹬舵，逐渐制止飞机偏转；飞机坡度减小，升力垂直分力逐渐增大，为了保持高度不变，需逐渐向前顶杆，同时柔和收油门，保持速度不变。当飞机接近平飞伏态时，将盘和舵回到中立位置。

8. 外侧滑时，飞机的高度会怎么变化？

正确答案: 盘旋中坡度正常，蹬舵过多会产生外侧滑，飞机产生向内侧的侧力。侧力的垂直分力使盘旋高度降低。