時(shí)間：2011-04-08 11:31來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 作者：航空 點(diǎn)擊：次
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如果飛機(jī)以直線飛行，一個(gè)側(cè)向陣風(fēng)就會(huì)讓飛機(jī)繞垂直軸發(fā)生輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)(假定是右側(cè))，那么運(yùn)動(dòng)會(huì)被垂直尾翼阻止并停止，因?yàn)楫?dāng)飛機(jī)往右旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣會(huì)以一個(gè)角度沖擊垂直尾翼的左側(cè)。在垂直尾翼的左側(cè)就產(chǎn)生一個(gè)壓力，它阻止飛機(jī)向右轉(zhuǎn)動(dòng)，使偏航慢慢的降低下來(lái)。在這樣做時(shí)，飛機(jī)向相對(duì)風(fēng)方向旋轉(zhuǎn) 有點(diǎn)象風(fēng)向標(biāo)。飛機(jī)航跡方向的最初變化通常在飛機(jī)機(jī)頭朝向的變化之后。因此，當(dāng)飛機(jī)向右稍微偏航后，有一個(gè)短暫的時(shí)間，這段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)繼續(xù)沿原來(lái)的航跡方向移動(dòng)，但是它的縱軸稍微指向右側(cè)。 然后飛機(jī)有短暫的側(cè)滑，在這個(gè)時(shí)刻(因?yàn)榧僭O(shè)盡管偏航運(yùn)動(dòng)停止，垂直尾翼左側(cè)的額外壓力仍然存在)飛機(jī)必定有朝左側(cè)回轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。即，垂直尾翼導(dǎo)致了一個(gè)短暫的恢復(fù)趨勢(shì)。 這個(gè)恢復(fù)趨勢(shì)反展的相對(duì)較慢，當(dāng)飛機(jī)停止側(cè)滑時(shí)它也停止。在停止后，飛機(jī)就在稍微不同于原來(lái)方向的新方向上飛行。也就是說(shuō)，它不會(huì)自己協(xié)調(diào)返回到原來(lái)的航向；飛行員必須重新確立最初的航向。 方向穩(wěn)定性的一個(gè)小的改進(jìn)可以通過(guò)后掠角實(shí)現(xiàn)。機(jī)翼設(shè)計(jì)中使用后略角主要是為了延遲高速飛行中壓縮性的開(kāi)始。在較輕和慢速的飛機(jī)上，后掠角對(duì)壓力中心和重心建立正確的關(guān)系有幫助。壓力中心在中心之后這樣制造的飛機(jī)具備縱向穩(wěn)定性。 由于結(jié)果的原因，飛機(jī)設(shè)計(jì)者有時(shí)候不能把機(jī)翼安裝在恰好需要的位置。如果他們必須把機(jī)翼安裝的太向前，且和機(jī)身成恰當(dāng)?shù)慕嵌�，那么壓力中心就不�?huì)足夠靠后，達(dá)不到要求的縱向穩(wěn)定度。但是，通過(guò)增加機(jī)翼后掠角，設(shè)計(jì)者可以向后移動(dòng)壓力中心。后掠角的大小和機(jī)翼的位置使壓力中心置于正確的位置。 機(jī)翼對(duì)靜態(tài)方向穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)通常很小。掠翼提供的穩(wěn)定性作用依賴于后掠角的大小，但是這個(gè)貢獻(xiàn)和其他部分相比就相對(duì)較小了。 自由向擺動(dòng)(荷蘭軌輥) 荷蘭軌輥是耦合的側(cè)向/方向擺動(dòng)，它通常是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的，由于擺動(dòng)的特性，在飛機(jī)中這是要不得的。擺動(dòng)模式的阻尼可能很弱或者很強(qiáng)，這依賴于具體飛機(jī)的特性。 不幸的是所有空氣都不是平穩(wěn)的。并發(fā)的上升氣流和下降氣流產(chǎn)生顛簸和下降，以及飛機(jī)前后和兩邊的陣風(fēng)。 飛機(jī)對(duì)平衡的破壞的反應(yīng)是復(fù)合的側(cè)滾/偏航擺動(dòng)，其中側(cè)滾運(yùn)動(dòng)發(fā)生在偏航運(yùn)動(dòng)之前。偏航運(yùn)動(dòng)不是很嚴(yán)重，但是側(cè)滾運(yùn)動(dòng)要顯而易見(jiàn)得多。當(dāng)飛機(jī)響應(yīng)上反角效應(yīng)而側(cè)滾回到水平飛行時(shí)，它會(huì)側(cè)滾得太遠(yuǎn)而朝另一個(gè)方向側(cè)滑。這樣，由于強(qiáng)烈的上反角效應(yīng)飛機(jī)每次側(cè)滑過(guò)頭。當(dāng)上反角效應(yīng)比靜態(tài)方向穩(wěn)定性大時(shí)，荷蘭軌輥運(yùn)動(dòng)是弱阻尼的，也是要不得的。當(dāng)靜態(tài)方向穩(wěn)定性比上反角效應(yīng)強(qiáng)時(shí)，荷蘭軌輥運(yùn)動(dòng)具有強(qiáng)阻尼，也不是要不得的了。但是這些特性趨于螺旋不穩(wěn)定性。 那么選擇只能是兩個(gè)不利中的次要因素－荷蘭軌輥運(yùn)動(dòng)是要不得的，而如果發(fā)散率低的話螺旋不穩(wěn)定性是可以容忍的。所以更重要的操控品質(zhì)是高靜態(tài)方向穩(wěn)定性和最小化必要的上反角的結(jié)果，大多數(shù)飛機(jī)顯示出輕微的螺旋傾向。這個(gè)傾向向飛行員顯示了一個(gè)事實(shí)：飛機(jī)不能無(wú)限期的以無(wú)手操控方式飛行。 除高速掠翼設(shè)計(jì)之外，大多數(shù)現(xiàn)代飛機(jī)， 這些自由向擺動(dòng)通常在很少的幾個(gè)周期后自動(dòng)消失，除非空氣持續(xù)的是陣風(fēng)或者湍流。具有持續(xù)荷蘭軌輥傾向的飛機(jī)通常配備了陀螺穩(wěn)定的偏航阻尼器。退一步說(shuō)，荷蘭軌輥傾向的飛機(jī)很讓人不安。所以，制造商試圖在過(guò)大和過(guò)小方向穩(wěn)定性之間尋找折中。對(duì)于飛機(jī)制造商來(lái)說(shuō)，他們更愿意有螺旋不穩(wěn)定性也不想要荷蘭軌輥傾向，大多數(shù)飛機(jī)設(shè)計(jì)有這樣的特性。 螺旋不穩(wěn)定性 當(dāng)飛機(jī)的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和維持橫向平衡的上反角效應(yīng)相比很強(qiáng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)螺旋不穩(wěn)定性。當(dāng)飛機(jī)的橫向平衡被陣風(fēng)打破后，就會(huì)產(chǎn)生側(cè)滑，強(qiáng)烈的方向穩(wěn)定性趨于使機(jī)頭偏向合成的相對(duì)風(fēng)方向，而相對(duì)弱的上反角在橫向平衡的恢復(fù)中滯后。由于這個(gè)偏航，轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)外測(cè)的機(jī)翼比內(nèi)側(cè)的機(jī)翼速度要快，因此它的升力變的更大。這產(chǎn)生一個(gè)過(guò)分傾斜的傾向，如果飛行員不糾正的話，會(huì)導(dǎo)致傾斜角變的越來(lái)越陡峭。同時(shí)，使飛機(jī)偏航到相對(duì)風(fēng)方向強(qiáng)烈方向穩(wěn)定性實(shí)際上迫使機(jī)頭向更低的姿態(tài)傾斜。然后向下的螺旋慢慢開(kāi)始，如果飛行員不糾正，會(huì)逐漸增強(qiáng)為更陡峭的螺旋俯沖。通常，螺旋運(yùn)動(dòng)的發(fā)散率是慢慢增加的，飛行員可以毫不費(fèi)力的控制這個(gè)趨勢(shì)。 |
