" (% & ’)()
式中* %———推力,
’ —
—阻力,
) —
—飛機重力。
在平衡狀態下,由于阻力減小,使相同推力下的 "+ 增大,即增加了飛機水平加速度性能。(,)減小飛機盤旋半徑飛機水平盤旋時,盤旋半徑為
".
- ( /.0 &1 *( "為盤旋飛行速度)
如前所述,由于靜不穩定飛機可使全機升力增加,法向過載 /2也必定增加,使飛機盤旋斗徑 -減小,從而提高了飛機機動性。
綜上所述;放寬靜穩定性可提高飛機機動性和飛行性能,如 3 &14飛機采用 -55后,當重心位于 62 ,789時和普通重心位置在 62 .:89時的飛機相比,在 ;666<高度最大推力條件下,轉彎速度增加 62 =:>+ ?,@數從 62 ;增加到 12 4的加速時間減少了 A7?,@數為 62 7、62 ;和 12 .時過載系數分別提高 62 .(、62 B(和 62 4(。升阻比在亞音速時可提高 7C,超音速時可提高 1:C。對轟炸機效果也很明顯,如 DD"+E &:.試驗機平尾面積從常規 E—:.飛機的 7B<.降到 B4<.,減少 B:C左右。對運輸機如波音運輸機,-55的效果可使航程增大 B=1F<。
由此可見,放寬靜穩定性所產生的效益是可觀的,因而許多 DD"試驗機把他作為首要的 DD"功能。
上面只論述了放寬靜穩定性所獲得的效益,還未涉及到實施這一功能將要冒的風險。因為;這時飛機本身是不穩定的,飛機完全依靠電傳操縱系統中的控制增穩能力。因此飛機是否會失事,完全取決于電傳操縱系統的可靠性。為了實現這一功能,必須有可靠性相當高的具有二次故障工作能力的電傳操縱系統,即使電傳操縱系統有 16的失效率,也并非絕對可靠。所以希望在電傳操縱系統失靈時,轉換為機械備份系統操縱,同時要求飛機能在最短時間內改成靜穩定的。顯然,實現后一種措施的難易程度,決定于實現放寬靜穩定性的不同方法。
實現放寬靜穩定性的不同方法
按照前面的討論,靜穩定性決定于重心與焦點在平均空氣動力弦上投影的相對位置,可以想象,要想放寬靜穩定性,可以設法將重心后移,也可以設法將氣動焦點往前移。重心后移在結構上是縮短機身前段與去掉機身前段的配重,再增加機翼后緣的油箱儲油量等。焦點往前移的具體技術措施是在飛機上加裝前鴨翼。這種飛機的鴨翼、機翼和機身的綜合焦點將前移,而且一旦電傳操縱系統轉入機械操縱,可令鴨翼處于浮動狀態,這樣可使飛機焦點后移,保證飛機進入靜穩定性狀態。
這兩種不同的措施對飛機氣動導數的影響可參看有關書籍。
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第九篇 飛行控制系統檢修
第三節 直接力控制
常規飛機的升力及側力主要是通過迎角及側滑角產生,以升力為例,飛機通過升降舵偏轉,引起迎角變化,從而使升力改變。因此,這樣產生的升力,可謂間接升力。這種間接升力有幾個缺點:其一,他的建立比較慢,從而無法較好地補償高頻力擾動(如陣風引起);其次,他使飛機的轉動運動與平移運動強烈耦合,從而使飛機快速跟蹤軌跡的能力降低;其三,每當希望利用控制而產生較大的迎角與側滑角,以便產生較大的升力或側力時,首先要令操縱面轉動,結果首先將產生與要求相反的較小的力,如圖 " %所示。從物理概念上講,為了要求增加升力,必須先讓平尾后緣向上轉動,在迎角尚未增加時,平尾上所產生的空氣動力是向下的,直到迎—角逐漸增加,升力增量才由負變正(側力也如此)。
為了產生直接力,光憑一個控制面是無法完成的,除非這個控制面所產生的空氣動力正好穿過重心,否則除了產生升力或側力外,還會同時產生力矩。直接升為可以由下列各種控制面組合來實現:(&)水平鴨翼的對稱偏轉與平尾的組合
十夯明顯,如果平尾與鴨翼同時進行后緣向下的偏轉,而且他們各自產生的縱向力矩互相抵消,則可產生單純向上的升力。如圖 " 所示,類似的方案曾在 ’ (()試驗機上采用。
(*)對稱襟翼與平尾的組合
這種襟翼可以是后緣機動襟翼,也可以是前緣機動襟翼。圖 " +描述利用后緣機動襟翼來產生直接升力的情況。 ,’一 &-飛機就是采用襟副翼對稱偏轉與平尾配合的方案:這種方案較之第一方案,優點在于他能產生較大的直接升力。
(%)水平鴨翼與機動襟翼相配合圖 " %利用升降舵或平尾偏轉后全機升力變化的過程
圖 " 直接升力的第一種組合
顯然,他們比第二方案能產生更大的直接升力。
直接側力通常要由垂直鴨翼的偏轉與方向舵的配合來實現。也可借助于方向舵與兩翼尖的阻力瓣來實現。
有了實現直接力的多個控制面之后,就可保證實現傳統飛機所無法實現的非常規機動。直接力控制可分為直接升力控制和直接側力控制。
•&%.+•
圖 " +直接升力的第二種組合
第九篇 飛行控制系統檢修
第四節 機動栽荷控制
一、概述
機動載荷控制是 ""的基本功能之一,基本思想是,通過改變機動飛行時機翼的載荷分布,使其趨于理想特性,以達到減小機翼結構重量提高機動性的目的。由于運輸機、轟炸機和戰斗機在結構、性能要求以及執行任務上的差異,前兩者與后者在機動載荷控制的設計目標上有所不同。
二、機動載荷控制原理與實現方案
運輸機、轟炸機的機動載荷控制
由于經常需要長時間作 %過載巡航飛行,設計的主要出發點是改善巡航性能,因此對 &動載荷控制系統提出的要求是降低翼根彎矩,減輕機翼結構重量和改善結構疲勞。,在設計飛機時,飛機的翼梁凸緣面積根據機翼所受到的彎矩大小而定上而定 ’而彎矩大小又取決于機動載荷分布,由圖 ( )* )+(,)可見,愈靠近機翼根部,彎曲力矩愈大,從而翼梁凸緣面積也愈大。另外,機翼上的載荷分布與機動飛行情況有關,圖 ( )* )+(-)示出 %巡航飛行和機動飛行時機翼的載荷分布。由圖可見,巡航飛行時,機翼上載荷一般呈橢圓形分布,如圖中實線所示,此情況下機翼誘導阻力最小,機動飛行時(見圖中虛線),機翼上載荷同時加大,機翼彎矩也從翼尖到翼根迅速增大。因此,若能使載荷按圖 ( )* )+( -)中點劃線分布,則翼根彎矩分布就如該圖(,)中點劃線所示,大大降低了彎矩。若能根據這種彎矩分布設計機翼,則可減輕機翼結構重量,即減輕了飛機的重量,提高了飛機巡航的經濟性。機動載荷控制正是要在機動飛行時自動改變機翼載荷分布,以減小翼根處的彎矩 ’
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