飞行器空气动力工程计算方法第七章.ppt

第七章 飞行器的侧向力和横侧力矩 71 概述 72 飞行器侧滑引起的侧向力和航向力矩 73 侧滑引起的滚转力矩 74 生产误差、差动舵和副翼产生的滚转力矩 75 滚转阻尼力矩 76 鸭式飞行器斜吹力矩 77 滚转导数 78 航向力矩导数 79 铰链力矩71 概述 横向运动（滚转）横侧运动侧滑角航向运动速度矢量与 平面的夹角向前看右侧向前看左侧滚转角顺时针逆时针纵向对称平面与铅垂平面的夹角侧向力系数航向力矩系数滚转力矩系数当只存在侧滑飞行时同时产生当只存在滚转运动时轴对称飞行器面对称飞行器同时产生航向稳定性滚转稳定性横侧静稳定72 飞行器侧滑引起的侧向力和航向力矩 一、侧滑引起的侧向力1.机翼的贡献高速细长旋成体2.机身的贡献3.垂尾的贡献低亚音速非旋成体（考虑垂尾、后机身、平尾的相互干扰及翼身组合体的阻滞和侧洗）4.全机的二、侧滑引起的航向力矩1.机翼的贡献2.机身的贡献3.垂尾的贡献4.全机的73 飞行器侧滑引起的滚转力矩 一、滚转力矩的一般表达式生产误差或外形不对称引起的滚转力矩副翼偏角（差动舵）垂尾方向舵舵偏滚转角速度航向角速度滚转静稳定导数副翼和方向舵滚转操纵导数滚转动导数二、滚转力矩导数（一）机翼后掠角及翼端形状对导数的影响机翼左右气动力的不对称产生滚转力矩右半翼的后掠角机翼左右气流的不对称后掠角（展弦比）出现变化机翼侧缘前缘展弦比变化升力增量（二）上反角的影响附加迎角升力增量（三）机翼及机身干扰的影响中单翼横流上下对称上单翼下单翼增加静稳定性减小静稳定性三、方向舵偏转产生的滚转力矩系数（四）垂直尾翼的影响74生产误差、差动舵和副翼产生的滚转力矩一、生产误差产生的滚转力矩系数生产误差或外形不对称机翼安装误差和上反角影响的相似布局修正干扰因子二、差动舵和副翼产生的滚转力矩系数轴对称飞行器（STT）面对称飞行器（BTT）差动舵偏转副 翼机翼不对称安装差动舵亚音速超音速75 滚转阻尼力矩导数旋转使机翼每个剖面产生附加速度产生附加迎角2.翼身组合体1.机 翼形3.全机的滚转阻尼力矩导数旋转弹翼飞行器垂尾很大的飞行器76 鸭式飞行器斜吹力矩导数前舵面上洗流到后弹翼时流动不对称产生滚转力矩斜吹力矩气动布局不当而使斜吹力矩达到很大数值，其方向可能是正号也可能是负号 77 滚转导数交叉力矩导数或螺旋力矩导数附加速度1.非后掠机翼附加迎角2.后掠机翼右翼靠外的剖面得到向右的附加侧向速度右翼靠内的剖面得到向左的附加侧向速度每个剖面有某一侧滑角转动不通过平均气动弦中点在 的投影侧向运动滚转力矩配置不对称的垂尾滚转力矩2.后掠机翼（续）平尾可忽略旋转弹翼式要考虑78 航向力矩导数螺旋力矩导数前缘吸力不同物理成因左右翼有效迎角不同单翼升力矢量大小和方向变化航向力矩主要由机翼、尾翼、垂尾产生一、超音速翼面的超音速前缘左右翼吸力不对称形成的导数亚音速前缘求垂直于翼缘速度前缘吸力侧缘吸力前缘无吸力，侧缘吸力二、亚音速翼面的得到吸力分布沿翼缘作航向力矩积分左右翼吸力不对称形成的导数左右翼升力矢量不对称形成的导数三、翼面底部压强不对称引起的左右翼底部压强不对称形成的导数四、斜置弹翼引起的航向力矩导数翼面反对称安装与弹体联接左右翼迎角不同法向力矢量变化沿翼缘作航向力矩积分五、垂尾引起的航向力矩导数垂尾正向旋转垂尾附加速度产生侧力产生航向力矩79 铰链力矩系数作用在操纵面上的气动力绕铰链轴的力矩该力矩与空气粘性、几何参数、缝隙、马赫数、迎角、舵偏角、转轴位置等有关舵机功率避免过大铰链力矩：移轴补偿、角补偿、内补偿等。