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战斗机的静不稳定性和静稳定性

发布时间:2019-08-05 21:48 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部所谓静稳定度是指气动中心到飞机重心的距离,气动中心在重心之后静稳定度为正,飞机是静稳定的;气动中心在重心之前静稳定度为负,飞机是静不稳定的。

  打个比方,静稳定飞机的重心就像翘翘板的支点,机头是一端的话,升力作用点就在另一端。当气流使飞机抬头时,仰角增大,升力增加,升力这一端就会向上,从而使飞机低头。当飞机被气流压低头时,仰角减小,升力减小,升力这端就向下了,使飞机抬头。这样一来,飞机总是能够通过自身的调整来修正外来的影响,飞的更加平稳,但代价是飞机的机动性不佳。

  而静不稳定飞机由于气动中心在重心之前,所以非常灵活,但是却是传统机械操控方式无法操纵的,因为这需要每时每刻不间断的对舵面进行大量的细微调整。对人而言这是无法做到的。所以,要设计一架放宽静稳定度的飞机(Relaxed Static Stability),就必须借助计算机来辅助驾驶。飞行员输入操纵指令,计算机将之转变成相应的信号,驱动机身各舵面处的操纵装置,完成对飞机平稳准确的控制,实现主动控制(Active Control Technology)。这就是为什么要设计放宽静稳定度的飞机就必须先发展电传飞行控制技术的原因。

  在亚音速飞行状态,静稳定的飞机的翼身组合体的升力中心在重心稍后的某个距离,这时翼身组合体的升力所产生的负俯仰力矩(机头向下的力矩),由平尾的下偏,以产生向下的升力来平衡。由于飞机的静稳定特性,飞机有保持原有飞行状态的趋势,使飞机的操纵也不灵活。而放宽静稳定度的飞机,稳定度变得很小甚至不稳定,飞行中主要靠主动控制系统控制相应舵面,保证飞机的稳定性。这时为保持平衡只需要较小的甚至向上的平尾升力去平衡翼身组合体的正俯仰力矩(机头向上的力矩)。而在超音速状态,因为放宽静稳定度的飞机的重心比普通飞机的重心更靠后,这样为配平由于翼身组合体升力升起的负俯仰力矩所需要的尾翼向下载荷比普通飞机要小,因而就可以大大减少尾翼足寸和重量,使其在超音速状态也具有较高的升力。

  研究表明,放宽静稳定度为战斗机带来的效益是当静稳定裕度取为-12%平均气动弦长时,飞机的起飞总重可减少8%,所需发动机推力可减少20%,如果再加上控制机动载荷的效果可使设计总重减少18%。 所以,第三代战斗机普遍采用了放宽静稳定度的设计,机动性大为提高。

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