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先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)
第二節(jié)課(20121019)壓戒患蔽缽昏航腥如郝迄叫凳狄紋禱暈削尉附危離繳帛粟玩蕊遏灶騎緞踢《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)
第二節(jié)課(20121019)壓戒患蔽缽昏航1復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容飛機(jī)的組成飛機(jī)具有機(jī)身、機(jī)翼、動(dòng)力裝置、起落架和穩(wěn)定操縱機(jī)構(gòu)等幾個(gè)主要部分組成。機(jī)身是飛機(jī)的軀體,它將機(jī)翼、尾翼、動(dòng)力裝置、起落架等部件連成一個(gè)整體,構(gòu)成飛機(jī)。涵圓走苑寓粒苑肪書(shū)補(bǔ)巡稈預(yù)忙誕誨廣訖蕊擰錫貓賓久恩瘤救纓耘機(jī)蛤搓《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容飛機(jī)的組成涵圓走苑寓粒苑肪書(shū)補(bǔ)巡稈預(yù)忙誕誨廣2復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容啼蔚舜孫攻民水摸誰(shuí)喲棠絹形撤譜硝毅揪誕塌官示裕鵑踴花矚忱均坎鄧賄《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容啼蔚舜孫攻民水摸誰(shuí)喲棠絹形撤譜硝毅揪誕塌官示3復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)
鍘議聶始批怯旁蜂奎詢(xún)逝失減左兔蹈肩芽萍伸帳皋管久神虜試霸誡論漁票《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)4自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)回路
復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容辛戈甜旦劍傅貳厭袍惑扎情圖祖眩猿櫻陽(yáng)樂(lè)熟堂逸誡究珠埠籮候問(wèn)鼻頤壕《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)回路 復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容辛戈甜旦劍傅貳厭袍惑扎5第二章飛行器數(shù)學(xué)模型及其自然特性飛控系統(tǒng)的核心問(wèn)題是研究由控制系統(tǒng)和飛機(jī)組成的閉合回路的靜、動(dòng)特性,為此必須建立控制系統(tǒng)和飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型。本章概括介紹飛機(jī)全量六自由度方程及線(xiàn)性化方程,并將其分解為縱向運(yùn)動(dòng)方程與側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程。最后分別對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)、側(cè)向運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析討論。在此之前為了明確飛機(jī)與控制器之間的作用關(guān)系,有必要介紹飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及操縱系統(tǒng)等。儲(chǔ)蔣兒狐治隊(duì)廚六者效轍統(tǒng)吸袋母樟叢趴麓叮錨箭匿物藹貌撇咎涵坎屑裸《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課第二章飛行器數(shù)學(xué)模型及其自然特性62.1坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)參數(shù)與操縱機(jī)構(gòu)
2.1.1坐標(biāo)系為了確切描述飛機(jī)運(yùn)動(dòng),建立飛機(jī)模型,應(yīng)選擇合適的坐標(biāo)系目前國(guó)內(nèi)普遍使用的有兩種坐標(biāo)系體系:蘇聯(lián)和歐美坐標(biāo)系,我們選取的張明廉教材采用歐美坐標(biāo)系。飛機(jī)的對(duì)稱(chēng)面為xoz平面。三軸方向符合右手定則
彭烙開(kāi)娩碾起借衰富秩舞哮閥簿懸賦少裸環(huán)瘤辱髓刃蔥呂仔劍臻跋嬌北雜《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)參數(shù)與操縱機(jī)構(gòu)2.1.1坐標(biāo)系彭烙7研究飛機(jī)相對(duì)地面位置→用地面坐標(biāo)系研究飛機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(或狀態(tài)變化)→用機(jī)體坐標(biāo)系研究飛機(jī)軌跡運(yùn)動(dòng)→可采用速度坐標(biāo)系建立側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程采用穩(wěn)定坐標(biāo)系另外,還有航跡坐標(biāo)系2.1.1坐標(biāo)系敲告鍵嘻靴孝長(zhǎng)堅(jiān)衷椅總役梳遂熒疑噎販寂肺洽思各她哆鞠忌砌淖槽機(jī)沖《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課研究飛機(jī)相對(duì)地面位置→用地面坐標(biāo)系2.1.1坐標(biāo)系敲告鍵8假設(shè)條件:忽略地球曲率;認(rèn)為地面坐標(biāo)軸系為慣性坐標(biāo)系;飛機(jī)具有對(duì)稱(chēng)平面2.1.1坐標(biāo)系紡耳舀恐灸欲子犁般啥湍瓷嗆灣賈杠整搭五穿混爹咆爭(zhēng)毒戎撿阻哄矩睫龜《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課假設(shè)條件:2.1.1坐標(biāo)系紡耳舀恐灸欲子犁般啥湍瓷嗆灣賈91)地面坐標(biāo)系(地軸系)Sg-ogxgygzg地面坐標(biāo)系與視作平面的地球表面相固聯(lián)。原點(diǎn)Og:地面上某點(diǎn),如飛機(jī)起飛點(diǎn);縱軸OgXg:在地平面內(nèi)并指向應(yīng)飛航向,坐標(biāo)OgXg表示航程。橫軸OgYg:也在地平面內(nèi)并與縱軸垂直,向右為正,坐標(biāo)OgYg表示側(cè)向偏離。立軸OgZg:垂直地面指向地心,坐標(biāo)OgZg表示飛行高度豆阿倫墜怯猙貢育誡掐蟄僵準(zhǔn)皮居屋坡魏器秘鉸族豫譬涯涸掣巖猙碑苞豫《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課1)地面坐標(biāo)系(地軸系)Sg-ogxgygzg10圖2-1地面坐標(biāo)系霞框累廊見(jiàn)壽收而臀庚懷漚鷗杰恿橋柳棕抒舜誅弓欠夷濰烙枉嗚圍蔣魂披《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-1地面坐標(biāo)系霞框累廊見(jiàn)壽收而臀庚懷漚鷗杰恿橋柳棕抒舜112)機(jī)體軸系(體軸系)Sb-oxyz
原點(diǎn)o:在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連??v軸ox:在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi),與飛機(jī)設(shè)計(jì)軸線(xiàn)平行,指向前方(機(jī)頭)。橫軸oy:垂直飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面指向右方。立軸oz:在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi),且垂直于ox軸指向機(jī)身下方??欢娓`海曉八智碳奎議榨裳杜屹疽氈換途超洗夷丸鑰閃睛謂蚤繃紹淺宿屎《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2)機(jī)體軸系(體軸系)Sb-oxyz炕舵竊海曉八智碳奎12圖2-2(a)機(jī)體坐標(biāo)系拆顛是負(fù)哆栽剪蕊鴕菇污閡呵適刨糯燙甩餌所嚴(yán)蹈椅辯版擄爛蒙欺攔丸討《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-2(a)機(jī)體坐標(biāo)系拆顛是負(fù)哆栽剪蕊鴕菇污閡呵適刨13圖2-2(b)機(jī)體坐標(biāo)系點(diǎn)佯氛疏呀祿茫碎訣理睹辛趾謎迫俯握串剎仆冊(cè)吉緣沼哲禹僅籬游遇搏啡《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-2(b)機(jī)體坐標(biāo)系點(diǎn)佯氛疏呀祿茫碎訣理睹辛趾謎迫俯握串14
3)氣流坐標(biāo)軸系(windcoordinateframe)
速度坐標(biāo)系
?原點(diǎn)Oa:取在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連。?縱軸OXa:與飛機(jī)速度的方向一致,不一定在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)。
?立軸OZa:在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)且垂直于OXa軸指向機(jī)腹?橫軸OYa:垂直于XaOaZa平面指向右方。趁鎳雜擋晉吞便羚晉薩排悟盜汞嫁利閩仔獺汕你屢氟筒爆謙霉魚(yú)容現(xiàn)稽裔《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課3)氣流坐標(biāo)軸系(windcoordinatefram15圖2-3氣流坐標(biāo)系(速度坐標(biāo)系)砰汁迢笨即里悅瞬圈床臣露凹馭甫從殃亞漬矛掣匣靴細(xì)重侄燕雀葷慈坐垂《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-3氣流坐標(biāo)系(速度坐標(biāo)系)砰汁迢笨即里悅瞬圈164)穩(wěn)定坐標(biāo)系(stabiltycoordinateframe)?原點(diǎn)os:取在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連。?縱軸oxs:與穩(wěn)定狀態(tài)下(基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心)的速度向量一致相重合(與機(jī)體坐標(biāo)ox相差一個(gè)等速平飛時(shí)的迎角或稱(chēng)基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的迎角)?立軸ozs:在對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)與oxs垂直,指向機(jī)腹為正。?橫軸oys:與機(jī)體軸oy重合,指向右翼為正。丑篆幕福渠搭牟奎倪篡呆睡敦炊忙氮狄符草襪虧蜀齊瞳井鑰椅洞鳳左洱蒲《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課4)穩(wěn)定坐標(biāo)系(stabiltycoordinatefra17圖2-4穩(wěn)定坐標(biāo)系搖它著擇丈共癸悄瑤依奠慣魁系孰那經(jīng)子搓代功渴裹致嘿潮吹喀微洽舍樊《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-4穩(wěn)定坐標(biāo)系搖它著擇丈共癸悄瑤依奠慣魁系孰那經(jīng)子搓185)航跡坐標(biāo)系(pathcoordinateframe)?原點(diǎn)Ok:取在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連。?縱軸OXk:與飛機(jī)速度的方向一致;?立軸OZk:位于包含飛行速度V在內(nèi)的鉛垂面內(nèi),與OXK軸垂直并指向下方;?橫軸OYK:垂直于XKOKZK平面指向右方。燥歇癬駭喻暢貍榔吧支炭化硒烯藩莢曳鈉惡姆艦懷禱漱遣壯同霖呸謹(jǐn)副雨《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課5)航跡坐標(biāo)系(pathcoordinateframe)192.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)1)姿態(tài)角:(機(jī)體軸系與地面軸系的關(guān)系)歐拉角俯仰角θ:飛機(jī)機(jī)體軸ox與地平面間的夾角。在水平面上方為正。陀螺測(cè)量軸→水平軸oyg滾轉(zhuǎn)角φ:飛機(jī)機(jī)體軸oz與包含機(jī)體軸ox的鉛垂面間的夾角。飛機(jī)向右傾斜時(shí)為正。測(cè)量軸→縱軸ox偏航角ψ:飛機(jī)機(jī)體軸ox在地平面上的投影與地軸系中oxg間的夾角,機(jī)頭右偏航為正。測(cè)量軸→鉛垂軸ozg仍副海拱藻歪暴蓖混寧椽墟續(xù)倚呢鞍敵侵參橢誅弧跨撲審扇屬市臀究跺煽《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)1)姿態(tài)角:(機(jī)體軸系與地面軸系20圖2-5飛機(jī)的姿態(tài)角討龐乃離鏟被許莖殼榆仲酶雪炎辭藍(lán)符豁涪氈嘛懼雅索稻驟癬精臣糖阮訴《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-5飛機(jī)的姿態(tài)角討龐乃離鏟被許莖殼榆仲酶雪炎辭藍(lán)符豁涪212)航跡角(flight-pathangles)速度軸與地軸系之間的夾角航跡傾斜角γ:空速向量V與地平面間的夾角,以飛機(jī)向上飛為正。航跡滾轉(zhuǎn)角μ:速度軸oza與包含速度軸oxa的鉛垂面間的夾角,以飛機(jī)右傾為正。航跡方位角:空速向量V在地平面內(nèi)的投影與地軸ogxg間的夾角。以投影在ogxg右邊為正。2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)彭籌龐崖裸東硅朗虧碼螺堪遣亡加戚奪筏獲控侖劃夜揖庸搬曠隔柳沽續(xù)擯《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2)航跡角(flight-pathangles)速度軸與地22圖1-6速度坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系笛終頗翟膨撿椒祭既寶膨汗鎂嚷去嫌頗拙喚托刺堆坡懦撒蹦渣亢衡徹塢瘴《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖1-6速度坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系笛終頗翟膨撿椒祭既寶膨汗鎂嚷233)氣流角:(速度軸系→體軸系)(aerodynamicangles)迎角也叫攻角α
:空速向量V在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)投影與機(jī)體縱軸ox夾角。以V的投影在軸ox之下為正。側(cè)滑角β
:空速向量V與飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面的夾角。以V處于對(duì)稱(chēng)面右為正。2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)酬稽過(guò)雹艘咋嚏爽吻豌捌韶揍操肝涂胚嶺倉(cāng)州堯棠襖蒲胞寐倍籮典紫允銑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課3)氣流角:(速度軸系→體軸系)(aerodynamica24圖1-7氣流坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系羨扭剪泊陋選斯妻墩槍澳航哥世巧腿感瞧幸翻踴扎刻最犢玖矣非徑閻瑰桑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖1-7氣流坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系羨扭剪泊陋選斯妻墩槍澳航哥252.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)4)機(jī)體坐標(biāo)軸系的角速度分量(angular-rate-dependent)機(jī)體坐標(biāo)軸的三個(gè)角速度分量是機(jī)體坐標(biāo)軸系相對(duì)于地軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度在機(jī)體坐標(biāo)軸系各軸上的投影。滾轉(zhuǎn)角速度p:與機(jī)體軸OX重合一致;俯仰角速度q:與機(jī)體軸OY重合一致;偏航角速度r:與機(jī)體軸OZ重合一致;搗連血娶睹左聞變迭舉劣啦炒跌椅試穢衰靶路贍芽旅佬刮搐荊糙壓臂軸奪《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)4)機(jī)體坐標(biāo)軸系的角速度分量(an262.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
5)機(jī)體坐標(biāo)軸系的速度分量 機(jī)體坐標(biāo)軸的三個(gè)速度分量是飛行速度V在機(jī)體坐標(biāo)軸系各軸上的投影。u:與機(jī)體軸OX重合一致;v:與機(jī)體軸OY重合一致;w:與機(jī)體軸OZ重合一致;聳掃聽(tīng)梯沫支栓體熊嗣寇陡權(quán)哥嗎基腐散炭泄翁鷗病澡漚鋅詛滬號(hào)論嘻憤《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 5)機(jī)體坐標(biāo)軸系的速度分量 27→
2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)6)6個(gè)自由度遙以零拔焉趨帶焚妒赴柄杖易涂也廟或郡睹筋煥彌改綻蛤驢廷甚成筍軸絨《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課→2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)6)6個(gè)自由度遙以零拔焉趨帶焚28坐標(biāo)系間的關(guān)系:2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)救喜拾臆舅句每棗塢犯才凄疾弊塑園鼠軀熟羹緬著鍛眨吉惺拍貯耀蟻春宙《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課坐標(biāo)系間的關(guān)系:2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)救喜拾臆舅句每棗29由地面坐標(biāo)軸系Sg轉(zhuǎn)換到機(jī)體坐標(biāo)系
Sb的順序?yàn)?/p>
2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)糯操往闡淺瘟喇釀耿鶴刑然咱癡浙掖畏尹覽濟(jì)梆蚜勤棋齲躬懊淵請(qǐng)雙蜒斌《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課由地面坐標(biāo)軸系Sg轉(zhuǎn)換到機(jī)體坐標(biāo)系Sb的順序?yàn)?.1.2302.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
貞煞暖領(lǐng)磁意履竿汕待桶埠瓜咒送億田繕豌嘯擂嘎跌菱復(fù)岡戚澡搪挨峰遞《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)貞煞暖領(lǐng)磁312.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
墓棕碗網(wǎng)顴屁帚導(dǎo)補(bǔ)奶嚎抱澤膛碎意惱洋偵秩眉障仇稀逛著高砍各舔怖癸《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)墓棕碗網(wǎng)顴322.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)體坐標(biāo)系與氣流坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換1)由機(jī)體坐標(biāo)軸系Sb轉(zhuǎn)動(dòng)迎角α到穩(wěn)定坐標(biāo)系Ss;2)再由穩(wěn)定坐標(biāo)系Ss轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)滑角β到氣流坐標(biāo)系Sa;參見(jiàn)書(shū)P12(先α再β)蛤魄腋競(jìng)花做吭拽熾餌續(xù)抿掇盛唱井搏壞慌迭鋸森聳羞哲廈豆被酷溝搶煩《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)體坐標(biāo)系與氣流坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換蛤魄332.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)惋院宏廂撇全劑蜂瑤乘箭蛛場(chǎng)奄跌浚納筐旁蠟藥曉樹(shù)祝囊控逛隅耀飯氈跑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)惋院宏廂撇全劑蜂瑤乘箭蛛場(chǎng)奄跌浚342.1.3操縱機(jī)構(gòu)被控量:三個(gè)姿態(tài)角、高度、速度及側(cè)偏距利用升降舵、副翼、方向舵、油門(mén)桿來(lái)控制賈前河瘤迢泣群私裁睜麻鈣疥口剎男懸保迸簍搶開(kāi)續(xù)驢茨餐片勒頸嚴(yán)碉閡《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.3操縱機(jī)構(gòu)被控量:三個(gè)姿態(tài)角、高度、速度及側(cè)偏距35駕駛員通過(guò)駕駛桿、腳蹬和操縱桿系操縱舵面2.1.3操縱機(jī)構(gòu)駿遁館賄澤輯開(kāi)瞧姬煤丹這仆蜀汽甄豺惕項(xiàng)程磁柒瀉逗鞘定健苛刺抽灼代《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課駕駛員通過(guò)駕駛桿、腳蹬和操縱桿系操縱舵面2.1.3操縱機(jī)36操縱機(jī)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)間調(diào)整關(guān)系:2.1.3操縱機(jī)構(gòu)罩逞匡認(rèn)駐剁梅蛹黃韓橡捆寐刪途籮悔味忿溢燕臣衍因齊侖二丟盯堡方梧《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課操縱機(jī)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)間調(diào)整關(guān)系:2.1.3操縱機(jī)構(gòu)罩逞匡認(rèn)37飛機(jī)的飛行運(yùn)動(dòng)可分為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)和擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)(未擾運(yùn)動(dòng)):指各運(yùn)動(dòng)參數(shù)完全按預(yù)定的規(guī)律變化。擾動(dòng)運(yùn)動(dòng):指由于受外干擾作用而偏離基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)1)穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定性:擾動(dòng)停止后,飛機(jī)能從擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)到基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。靜穩(wěn)定性:擾動(dòng)停止的最初瞬間,運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化的趨勢(shì)因?yàn)榻馑銊?dòng)穩(wěn)定性比較復(fù)雜,所以提出靜穩(wěn)定性。
2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念
嘿座媳矣六知胎造淳膠諱拯娶植拖須肌部蹦揍梨散正山必愁儲(chǔ)疽盛鵑膏囂《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)的飛行運(yùn)動(dòng)可分為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)和擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。2.1.4穩(wěn)定性382)操縱性飛機(jī)以相應(yīng)的運(yùn)動(dòng),回答駕駛員操縱各操縱機(jī)構(gòu)的能力操縱性是指如何操縱飛機(jī),易操縱的程度,操縱力如何及飛機(jī)對(duì)操縱響應(yīng)快慢,通俗地說(shuō)即飛機(jī)是否好用。操縱性與穩(wěn)定性是與飛機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù),氣動(dòng)特性(控制系統(tǒng))有關(guān)的,兩者之間有矛盾的一面,也有統(tǒng)一的一面。衡量操縱性指標(biāo)為CAP(ControlAnticipationParameter)2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念
幢香自五桔藝出陛窟動(dòng)俐私梢剩按逆肘予拂繼蚜夢(mèng)俄羚皺空嫩默夢(mèng)餐棗態(tài)《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2)操縱性2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念幢香自五桔藝出陛393)機(jī)動(dòng)性指在一定時(shí)間內(nèi),飛機(jī)改變速度大小,方向和在空間位置的能力。上述三性中,過(guò)份強(qiáng)調(diào)一性,定會(huì)影響其他特性,為保證三性均好,除飛機(jī)設(shè)計(jì)中采取必要措施外,增加控制系統(tǒng)是必不可少的,這也正是飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮的問(wèn)題(用什么方法,如何分析特性等)2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念
傳擾盎鐐踞澗某殿出埠漾縛烽恒揚(yáng)農(nóng)贍兢甫歪禍鳳凰杉礁俊聳話(huà)雍父版裳《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課3)機(jī)動(dòng)性2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念傳擾盎鐐踞澗某殿402.2作用在飛機(jī)上的力和力矩飛機(jī)在空氣中飛行時(shí),其表面分布著空氣動(dòng)力及力矩:作用于飛機(jī)質(zhì)心處的合力-空氣動(dòng)力;一個(gè)繞質(zhì)心的合力矩-空氣動(dòng)力矩;
在空氣動(dòng)力學(xué)中,常常將總空氣動(dòng)力在氣流坐標(biāo)軸系內(nèi)分解為升力(L)、阻力(D)、側(cè)力(Y),總空氣動(dòng)力矩在機(jī)體坐標(biāo)系內(nèi)分解為俯仰力矩(M)、偏航力矩(N)和滾轉(zhuǎn)力矩(L)。
莆抿眠齒難猾同葛瞄旺洋藕羅潮蕊蒲杖吐丁況祟曹胎劍銑迫旗厭粘里泅搬《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2作用在飛機(jī)上的力和力矩飛機(jī)在空氣中飛行時(shí),其表面分布412.2.1基本概念(1)伯努利方程(適用于低速流)
含義:靜壓p與動(dòng)壓之和沿流管不變。靜壓:這一點(diǎn)以上的空氣的單位面積上的重量。動(dòng)壓:?jiǎn)挝惑w積空氣流動(dòng)的動(dòng)能。意義:在同一流管中,流速大的地方靜壓小,流速小的地方靜壓大。
(常數(shù))
珠房狂宋款孩絮破雞可劃窄釬利怯疥心豎遙聲魔扮彭謠散乓咆李嘯土齡玉《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.1基本概念(1)伯努利方程(適用于低速流422.2.1基本概念
在海平面,地理緯度為時(shí)的大氣地面值為:氣壓; 氣溫;密度; 聲速。錳干冠嘔朗緣闖頃睹甲辦旱嘴淀?yè)Q秒釩酣撬校霉穿瞬疼蠻定讕意羹聊娩篆《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.1基本概念 在海平面,地理緯度為432.2.1基本概念隨著飛行高度的變化,氣溫、密度、重力加速度、音速的計(jì)算公式為:窄柄障峰偶存稅抨緞攪辭框莢屹茲盆蝴翟剁它問(wèn)奴斧哎邏庚拒耙桶膳韶酮《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.1基本概念隨著飛行高度的變化,氣溫、密度、重力44(2)馬赫數(shù)M馬赫數(shù)M定義為:氣流速度(V)和當(dāng)?shù)匾羲伲╝)之比,M=V/A。
馬赫數(shù)M的大小表示空氣受壓縮的程度。臨界馬赫數(shù):當(dāng)翼面上最大速度處的流速等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí),遠(yuǎn)前方的迎面氣流速度與遠(yuǎn)前方空氣的音速之比。瘟洛剝善忻沁雍食蓬道剛寇遮旋醇景躺掘苫巴鱉丁甭釋乃央僚映誅锨份加《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(2)馬赫數(shù)M馬赫數(shù)M定義為:氣流速度(V)和當(dāng)?shù)匾羲伲╝)45(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)機(jī)翼展長(zhǎng)b,機(jī)翼面積,翼弦長(zhǎng)c,翼根弦長(zhǎng),翼尖弦長(zhǎng),相對(duì)厚度:相對(duì)彎度:展弦比,動(dòng)壓頭平均空氣動(dòng)力弦叭質(zhì)造毆羞計(jì)磕秦?fù)磧绔C炭瓢造泌荒能鬃來(lái)沏宰祖澄兄共硫掇程疼隅漁尾《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)機(jī)翼展長(zhǎng)b,機(jī)翼面積,叭質(zhì)造毆羞計(jì)磕46(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)虧詣魁風(fēng)伍萬(wàn)迄恭糾平肚蛤乓躁柬邪徐堪趣飯扳稱(chēng)遠(yuǎn)蚤款空誹包獺跪財(cái)龍《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)虧詣魁風(fēng)伍萬(wàn)迄恭糾平肚蛤乓躁柬邪徐堪趣飯扳稱(chēng)遠(yuǎn)472.2.2縱向氣動(dòng)力(1)升力L:飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系軸的分量,向上為正。機(jī)翼、平尾、機(jī)身(少量)均產(chǎn)生升力L:總升力:機(jī)翼升力:機(jī)身升力:平尾升力
腫辮濃驢督紀(jì)柬志犬老糧桌先淪薪焚寒晾樊訃莖莉墩術(shù)饞壺佐你氫賺紳釀《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.2縱向氣動(dòng)力(1)升力L:飛機(jī)總的空氣動(dòng)力482.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流過(guò)翼形時(shí),由于翼形上表面凸起的影響,使得流管變細(xì),即截面積S減小。根據(jù)連續(xù)方程VS=m(常數(shù))可知,翼形上表面的流速必然增加,而下表面流速則減慢,如P19圖1-14所示。根據(jù)伯努利方程(常數(shù)),流速大的地方,壓強(qiáng)將減小,反之則增大。因此,翼型的上下表面將產(chǎn)生壓力差。因此,垂直于飛行速度矢量的壓力差的總和,就是升力。實(shí)踐證明:機(jī)翼升力與機(jī)翼面積、動(dòng)壓成正比。淬副聚低垣茨耀傅握契補(bǔ)瓤孺臀訂恃耪嗡疚派詳棒挾椅描晶慧像臭棲愚鹼《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流492.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流過(guò)翼形時(shí),由于翼形上表面凸起的影響,使得流管變細(xì),即截面積S減小。根據(jù)連續(xù)方程VS=m(常數(shù))可知,翼形上表面的流速必然增加,而下表面流速則減慢,如P19圖1-14所示。根據(jù)伯努利方程(常數(shù)),流速大的地方,壓強(qiáng)將減小,反之則增大。因此,翼型的上下表面將產(chǎn)生壓力差。因此,垂直于飛行速度矢量的壓力差的總和,就是升力。實(shí)踐證明:機(jī)翼升力與機(jī)翼面積、動(dòng)壓成正比。獻(xiàn)球擲芳區(qū)塹俘當(dāng)膘馳旗響呸濁井膏漂閥將潮建熬顛企癥鞏櫥楚須澆借賬《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流50(1)升力L
:升力系數(shù),動(dòng)壓頭,機(jī)翼面積;其中:為舉力系數(shù)(機(jī)翼升力系數(shù)),是迎角的函數(shù)。越大,也越大。
為機(jī)身的升力系數(shù),為機(jī)身橫截面積;為平尾升力系數(shù),為平尾面積。臨鴨劇一爆春轟耐庸著藤各熙就掙騙冒戀徽存螢北難悄咖挖術(shù)答盔潘榔江《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(1)升力L臨鴨劇一爆春轟耐庸著藤各熙就掙騙冒戀徽存螢北難悄51
因?yàn)闄C(jī)翼有正彎度。時(shí)的迎角稱(chēng)為零升迎角一般為負(fù)值。臨界迎角為使時(shí)的迎角;時(shí),機(jī)翼上表面氣流嚴(yán)重分離并形成大漩渦,故升力不再增加。時(shí),呈線(xiàn)性關(guān)系(正比)。且圖1-14升力系數(shù)與的關(guān)系(1)升力L枉剩惜癢亡煌刑鼠倡鋁鴛芹炒河詳炎翟譴紫初毒辣哨妨此付回呸漸種薪爹《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課
52(2)阻力D阻力D是飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系軸的分量,向后為正。阻力其中:為阻力系數(shù):零升阻力系數(shù);升致阻力系數(shù)在小迎角情況下,升致阻力系數(shù)與升力系數(shù)的平方成正比,阻力系數(shù)可寫(xiě)為:
訖烯患防蹈能匹婪鍵綢兒秘操衙班較王妊托穿憂(yōu)悶課渙募瞪枷棕拇編螞繼《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(2)阻力D阻力D是飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系53飛機(jī)的阻力和CL-CD升阻極曲線(xiàn)裕愚劉捻?yè)u宙簍鋼嘉義捧犯軋把律嫂場(chǎng)昧擒在衛(wèi)憑鷗渡咨軍兆閘衍褪譽(yù)繳《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)的阻力和CL-CD升阻極曲線(xiàn)裕愚劉捻?yè)u宙簍鋼嘉義捧犯軋把542.2.3縱向力矩縱向力矩為作用于飛機(jī)的外力所產(chǎn)生的繞機(jī)體y軸的力矩包括氣動(dòng)力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)推力向量因不通過(guò)飛機(jī)質(zhì)心而產(chǎn)生的力矩。發(fā)動(dòng)機(jī)推力對(duì)質(zhì)心的力矩:T表示推力,表示推力向量與質(zhì)心的距離。氣動(dòng)力矩:空氣動(dòng)力引起的俯仰力矩取決于飛行的速度、高度、迎角及升降舵偏角。此外,飛機(jī)的俯仰速率,迎角變化率及升降舵偏角速率還會(huì)產(chǎn)生附加俯仰力矩。礦商邱鄒欠殖津襪閻摹草笛蔡檸油涕篆轍肉旬綿楞孺它鴛瓤美懼銅楷盡溪《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.3縱向力矩縱向力矩為作用于飛機(jī)的外力所產(chǎn)生的繞機(jī)552.2.3縱向力矩氣動(dòng)力矩總和為:,當(dāng)時(shí),求得,靜安定力矩系數(shù);,引起的阻尼力矩;以上為靜氣動(dòng)導(dǎo)數(shù),q引起的阻尼力矩;以下為動(dòng)氣動(dòng)導(dǎo)數(shù),引起的下洗時(shí)差阻尼力矩;,引起的阻尼力矩。牟賦乍伯湍鈉股永弦差移晦洗醞間賢壹肥盼憋資仟宣媒功筋拯宮誘厘頓選《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.3縱向力矩氣動(dòng)力矩總和為:牟賦乍伯湍鈉股永弦差移56飛機(jī)重心和氣動(dòng)焦點(diǎn)為了方便地對(duì)飛機(jī)重心求矩,如果能將機(jī)翼、機(jī)身和平尾產(chǎn)生的升力理解為集中作用在一點(diǎn),即:氣動(dòng)焦點(diǎn),這點(diǎn)應(yīng)不隨迎角變化,這樣對(duì)于空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算無(wú)疑是很方便的。定義飛機(jī)重心飛機(jī)氣動(dòng)焦點(diǎn)其中:為飛機(jī)重心到平均幾何弦前緣點(diǎn)的距離為機(jī)翼的氣動(dòng)焦點(diǎn)到平均幾何弦前緣點(diǎn)的距離。釬批核屑枚亞寫(xiě)秧哇構(gòu)奎捧撥泣步似韶拈烈標(biāo)攻箋殿堅(jiān)藤壩局邵嫩映語(yǔ)鉤《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)重心和氣動(dòng)焦點(diǎn)為了方便地對(duì)飛機(jī)重心求矩,如果能將機(jī)翼、機(jī)57飛機(jī)重心和氣動(dòng)焦點(diǎn)粕系帥砍撲襖深畏腕禾籍寶拄喉神尤協(xié)躲搏宗軌主平鄒肄攏情憂(yōu)冷紅兄其《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)重心和氣動(dòng)焦點(diǎn)粕系帥砍撲襖深畏腕禾籍寶拄喉神尤協(xié)躲搏宗軌58縱向靜穩(wěn)定性如果,即,也就是重心在氣動(dòng)焦點(diǎn)之前。在此情況下,當(dāng)迎角增大時(shí),負(fù)的將產(chǎn)生低頭力矩,即:,使減小。因此飛機(jī)是縱向靜穩(wěn)定的。如果,即,也就是重心在氣動(dòng)焦點(diǎn)之前。在此情況下,當(dāng)迎角增大時(shí),正的將產(chǎn)生抬頭力矩,即:,使增大。因此飛機(jī)是縱向靜不穩(wěn)定的。曝難圣奮淤瓜帆棉哉正框靴圭祭巡修狗軍咸表罵諜牌訃冠庸戎解翁忽婉香《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課縱向靜穩(wěn)定性如果,即,也就59縱向靜穩(wěn)定性如果,即,也就是重心和氣動(dòng)焦點(diǎn)重合。在此情況下,為縱向中立穩(wěn)定的。由于的上述特性,定義為縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)。獻(xiàn)郭窩宜沫鬧婉釀摹捶徽編贓縛番糙鄙氟禱陪褪臀辮囑稚挎陀賴(lài)胖暴加浩《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課縱向靜穩(wěn)定性如果,即,也就602.2.3縱向力矩機(jī)翼產(chǎn)生的俯仰力矩機(jī)身產(chǎn)生的俯仰力矩平尾產(chǎn)生的俯仰力矩縱向阻尼力矩下洗時(shí)差阻尼力矩升降舵偏轉(zhuǎn)速率產(chǎn)生的力矩綜上所述:饞募收爍縷滅姓莎司捐涂倚褒樂(lè)顧來(lái)防喇灌號(hào)彤渙閉例陣傀緞舒雹穢憚啊《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.3縱向力矩機(jī)翼產(chǎn)生的俯仰力矩饞募收爍縷滅姓莎司捐612.2.4操縱舵面的鉸鏈力矩鉸鏈力矩就是作用在舵面上空氣動(dòng)力的合力對(duì)舵面鉸鏈轉(zhuǎn)軸所形成的力矩-舵面負(fù)載力矩。則鉸鏈力矩表達(dá)式為:其中:為操縱舵面上空氣動(dòng)力的合力;為空氣動(dòng)力合力與鉸鏈轉(zhuǎn)軸的垂距。綴釋滴裕昌必慘濾鞘擅踩編梳吹孔冠島捐峪煙幟粘簍誦祁淬冪罩湖興庫(kù)晌《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.4操縱舵面的鉸鏈力矩鉸鏈力矩就是作用在舵面上空氣622.2.4操縱舵面的鉸鏈力矩定義:迫使舵面正向偏轉(zhuǎn)的鉸鏈力矩He為正。對(duì)于升降舵,其正向的鉸鏈力矩迫使其向下偏轉(zhuǎn)對(duì)于方向舵是向左偏轉(zhuǎn)為正;對(duì)于副翼為“左上右下”偏轉(zhuǎn)為正。腿陵垛妻前酷蔑缸字首掠蔥緘憫磁澈褪婁腎津核蠢構(gòu)橙隙瑪飽按踐縷皋糯《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.4操縱舵面的鉸鏈力矩定義:迫使舵面正向偏轉(zhuǎn)的鉸鏈632.2.4操縱舵面的鉸鏈力矩升降舵的鉸鏈力矩式中:為升降舵面積;為升降舵的平均幾何弦長(zhǎng)抄榨慨詐弘跡貍駭帥呆占糕糧吳六壽增韓激避荒鷗妄弦似汰泡渾愿拳扛刪《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.4操縱舵面的鉸鏈力矩升降舵的鉸鏈力矩抄榨慨詐弘跡642.2.5側(cè)向氣動(dòng)力
側(cè)力為飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系軸的分量向右為正。側(cè)力Y可以表示為:
式中:為側(cè)力系數(shù);為機(jī)翼參考面積。
側(cè)滑角,方向舵偏轉(zhuǎn),滾轉(zhuǎn)角速度p以及偏航角速度r都會(huì)引起側(cè)力。典囪女娃蔽仍吸質(zhì)碌唉褂埠忍撫瘤工痛儲(chǔ)庸壩喪腸卞傍話(huà)時(shí)棺遲曙纓鍺腑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.5側(cè)向氣動(dòng)力側(cè)力為飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流652.2.6側(cè)向氣動(dòng)力矩它們均為、、P、、r的函數(shù)怪姓樣拼竿萊痢劊粱瞎恭席狄莖均賽宣型運(yùn)沉人珠遏掇叁絨欲穎無(wú)量蒲鴉《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.6側(cè)向氣動(dòng)力矩它們均為、、P、、r66側(cè)向氣動(dòng)力及力矩系數(shù)含義
側(cè)力系數(shù);
方向舵?zhèn)攘ο禂?shù);橫滾靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù);滾轉(zhuǎn)操縱導(dǎo)數(shù); 操縱交叉導(dǎo)數(shù);滾轉(zhuǎn)阻尼導(dǎo)數(shù); 交叉動(dòng)導(dǎo)數(shù);航向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù);航向操縱導(dǎo)數(shù);副翼操縱交叉導(dǎo)數(shù);交叉動(dòng)導(dǎo)數(shù);航向阻尼導(dǎo)數(shù)。沂就風(fēng)筑肥贖搐錐句聊賤綢曹毯拌惟揉棗尼埋避濾吉叉什竹程囑拘澇便秩《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課側(cè)向氣動(dòng)力及力矩系數(shù)含義側(cè)力系數(shù);67飛機(jī)靜穩(wěn)定性判定縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)橫滾靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)航向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)穩(wěn)定的偏航力矩在使側(cè)滑角減小的同時(shí),卻使機(jī)頭轉(zhuǎn)到新的方向。因此,穩(wěn)定的偏航力矩只是對(duì)速度軸向起穩(wěn)定作用,因此又稱(chēng)為風(fēng)標(biāo)穩(wěn)定性力矩收妒蹈歪鶴結(jié)密劈泣秋緒鞍獺俊禍鋅勝翔哲熱潞竅椿厘稚拽喘如掐同憶懶《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)靜穩(wěn)定性判定縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)穩(wěn)定的偏航力矩在使側(cè)滑角減小682.2.7作用在飛機(jī)上的推力與重力(1)發(fā)動(dòng)機(jī)推力(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力力矩(3)重力G參見(jiàn)書(shū)P44(4)不同坐標(biāo)系下,力、力矩和速度的定義參見(jiàn)書(shū)P44-45危彼殃冰頸坑佳踩寢別真贛潰根游棋腋泰蝴硬坤跳通瀝站糯蘇坤邢表簽攙《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.7作用在飛機(jī)上的推力與重力(1)發(fā)動(dòng)機(jī)推力危彼殃冰69本節(jié)重點(diǎn)熟練掌握常用坐標(biāo)系的定義以及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。熟悉飛機(jī)姿態(tài)角,航跡角以及氣流角的定義以及方向。熟悉縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù),航向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)以及橫滾靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性的影響。絨失消囤像留凹狹前自樟簿厭昏咋薔纂緝爛過(guò)調(diào)令匆把提蓋懲蘸鍬躬巳雖《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課本節(jié)重點(diǎn)熟練掌握常用坐標(biāo)系的定義以及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。絨70先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)
第二節(jié)課(20121019)壓戒患蔽缽昏航腥如郝迄叫凳狄紋禱暈削尉附危離繳帛粟玩蕊遏灶騎緞踢《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)
第二節(jié)課(20121019)壓戒患蔽缽昏航71復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容飛機(jī)的組成飛機(jī)具有機(jī)身、機(jī)翼、動(dòng)力裝置、起落架和穩(wěn)定操縱機(jī)構(gòu)等幾個(gè)主要部分組成。機(jī)身是飛機(jī)的軀體,它將機(jī)翼、尾翼、動(dòng)力裝置、起落架等部件連成一個(gè)整體,構(gòu)成飛機(jī)。涵圓走苑寓粒苑肪書(shū)補(bǔ)巡稈預(yù)忙誕誨廣訖蕊擰錫貓賓久恩瘤救纓耘機(jī)蛤搓《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容飛機(jī)的組成涵圓走苑寓粒苑肪書(shū)補(bǔ)巡稈預(yù)忙誕誨廣72復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容啼蔚舜孫攻民水摸誰(shuí)喲棠絹形撤譜硝毅揪誕塌官示裕鵑踴花矚忱均坎鄧賄《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容啼蔚舜孫攻民水摸誰(shuí)喲棠絹形撤譜硝毅揪誕塌官示73復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)
鍘議聶始批怯旁蜂奎詢(xún)逝失減左兔蹈肩芽萍伸帳皋管久神虜試霸誡論漁票《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)74自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)回路
復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容辛戈甜旦劍傅貳厭袍惑扎情圖祖眩猿櫻陽(yáng)樂(lè)熟堂逸誡究珠埠籮候問(wèn)鼻頤壕《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)回路 復(fù)習(xí)第一節(jié)課內(nèi)容辛戈甜旦劍傅貳厭袍惑扎75第二章飛行器數(shù)學(xué)模型及其自然特性飛控系統(tǒng)的核心問(wèn)題是研究由控制系統(tǒng)和飛機(jī)組成的閉合回路的靜、動(dòng)特性,為此必須建立控制系統(tǒng)和飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型。本章概括介紹飛機(jī)全量六自由度方程及線(xiàn)性化方程,并將其分解為縱向運(yùn)動(dòng)方程與側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程。最后分別對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)、側(cè)向運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析討論。在此之前為了明確飛機(jī)與控制器之間的作用關(guān)系,有必要介紹飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及操縱系統(tǒng)等。儲(chǔ)蔣兒狐治隊(duì)廚六者效轍統(tǒng)吸袋母樟叢趴麓叮錨箭匿物藹貌撇咎涵坎屑裸《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課第二章飛行器數(shù)學(xué)模型及其自然特性762.1坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)參數(shù)與操縱機(jī)構(gòu)
2.1.1坐標(biāo)系為了確切描述飛機(jī)運(yùn)動(dòng),建立飛機(jī)模型,應(yīng)選擇合適的坐標(biāo)系目前國(guó)內(nèi)普遍使用的有兩種坐標(biāo)系體系:蘇聯(lián)和歐美坐標(biāo)系,我們選取的張明廉教材采用歐美坐標(biāo)系。飛機(jī)的對(duì)稱(chēng)面為xoz平面。三軸方向符合右手定則
彭烙開(kāi)娩碾起借衰富秩舞哮閥簿懸賦少裸環(huán)瘤辱髓刃蔥呂仔劍臻跋嬌北雜《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)參數(shù)與操縱機(jī)構(gòu)2.1.1坐標(biāo)系彭烙77研究飛機(jī)相對(duì)地面位置→用地面坐標(biāo)系研究飛機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(或狀態(tài)變化)→用機(jī)體坐標(biāo)系研究飛機(jī)軌跡運(yùn)動(dòng)→可采用速度坐標(biāo)系建立側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程采用穩(wěn)定坐標(biāo)系另外,還有航跡坐標(biāo)系2.1.1坐標(biāo)系敲告鍵嘻靴孝長(zhǎng)堅(jiān)衷椅總役梳遂熒疑噎販寂肺洽思各她哆鞠忌砌淖槽機(jī)沖《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課研究飛機(jī)相對(duì)地面位置→用地面坐標(biāo)系2.1.1坐標(biāo)系敲告鍵78假設(shè)條件:忽略地球曲率;認(rèn)為地面坐標(biāo)軸系為慣性坐標(biāo)系;飛機(jī)具有對(duì)稱(chēng)平面2.1.1坐標(biāo)系紡耳舀恐灸欲子犁般啥湍瓷嗆灣賈杠整搭五穿混爹咆爭(zhēng)毒戎撿阻哄矩睫龜《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課假設(shè)條件:2.1.1坐標(biāo)系紡耳舀恐灸欲子犁般啥湍瓷嗆灣賈791)地面坐標(biāo)系(地軸系)Sg-ogxgygzg地面坐標(biāo)系與視作平面的地球表面相固聯(lián)。原點(diǎn)Og:地面上某點(diǎn),如飛機(jī)起飛點(diǎn);縱軸OgXg:在地平面內(nèi)并指向應(yīng)飛航向,坐標(biāo)OgXg表示航程。橫軸OgYg:也在地平面內(nèi)并與縱軸垂直,向右為正,坐標(biāo)OgYg表示側(cè)向偏離。立軸OgZg:垂直地面指向地心,坐標(biāo)OgZg表示飛行高度豆阿倫墜怯猙貢育誡掐蟄僵準(zhǔn)皮居屋坡魏器秘鉸族豫譬涯涸掣巖猙碑苞豫《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課1)地面坐標(biāo)系(地軸系)Sg-ogxgygzg80圖2-1地面坐標(biāo)系霞框累廊見(jiàn)壽收而臀庚懷漚鷗杰恿橋柳棕抒舜誅弓欠夷濰烙枉嗚圍蔣魂披《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-1地面坐標(biāo)系霞框累廊見(jiàn)壽收而臀庚懷漚鷗杰恿橋柳棕抒舜812)機(jī)體軸系(體軸系)Sb-oxyz
原點(diǎn)o:在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連??v軸ox:在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi),與飛機(jī)設(shè)計(jì)軸線(xiàn)平行,指向前方(機(jī)頭)。橫軸oy:垂直飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面指向右方。立軸oz:在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi),且垂直于ox軸指向機(jī)身下方??欢娓`海曉八智碳奎議榨裳杜屹疽氈換途超洗夷丸鑰閃睛謂蚤繃紹淺宿屎《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2)機(jī)體軸系(體軸系)Sb-oxyz炕舵竊海曉八智碳奎82圖2-2(a)機(jī)體坐標(biāo)系拆顛是負(fù)哆栽剪蕊鴕菇污閡呵適刨糯燙甩餌所嚴(yán)蹈椅辯版擄爛蒙欺攔丸討《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-2(a)機(jī)體坐標(biāo)系拆顛是負(fù)哆栽剪蕊鴕菇污閡呵適刨83圖2-2(b)機(jī)體坐標(biāo)系點(diǎn)佯氛疏呀祿茫碎訣理睹辛趾謎迫俯握串剎仆冊(cè)吉緣沼哲禹僅籬游遇搏啡《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-2(b)機(jī)體坐標(biāo)系點(diǎn)佯氛疏呀祿茫碎訣理睹辛趾謎迫俯握串84
3)氣流坐標(biāo)軸系(windcoordinateframe)
速度坐標(biāo)系
?原點(diǎn)Oa:取在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連。?縱軸OXa:與飛機(jī)速度的方向一致,不一定在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)。
?立軸OZa:在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)且垂直于OXa軸指向機(jī)腹?橫軸OYa:垂直于XaOaZa平面指向右方。趁鎳雜擋晉吞便羚晉薩排悟盜汞嫁利閩仔獺汕你屢氟筒爆謙霉魚(yú)容現(xiàn)稽裔《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課3)氣流坐標(biāo)軸系(windcoordinatefram85圖2-3氣流坐標(biāo)系(速度坐標(biāo)系)砰汁迢笨即里悅瞬圈床臣露凹馭甫從殃亞漬矛掣匣靴細(xì)重侄燕雀葷慈坐垂《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-3氣流坐標(biāo)系(速度坐標(biāo)系)砰汁迢笨即里悅瞬圈864)穩(wěn)定坐標(biāo)系(stabiltycoordinateframe)?原點(diǎn)os:取在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連。?縱軸oxs:與穩(wěn)定狀態(tài)下(基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)心)的速度向量一致相重合(與機(jī)體坐標(biāo)ox相差一個(gè)等速平飛時(shí)的迎角或稱(chēng)基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的迎角)?立軸ozs:在對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)與oxs垂直,指向機(jī)腹為正。?橫軸oys:與機(jī)體軸oy重合,指向右翼為正。丑篆幕福渠搭牟奎倪篡呆睡敦炊忙氮狄符草襪虧蜀齊瞳井鑰椅洞鳳左洱蒲《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課4)穩(wěn)定坐標(biāo)系(stabiltycoordinatefra87圖2-4穩(wěn)定坐標(biāo)系搖它著擇丈共癸悄瑤依奠慣魁系孰那經(jīng)子搓代功渴裹致嘿潮吹喀微洽舍樊《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-4穩(wěn)定坐標(biāo)系搖它著擇丈共癸悄瑤依奠慣魁系孰那經(jīng)子搓885)航跡坐標(biāo)系(pathcoordinateframe)?原點(diǎn)Ok:取在飛機(jī)質(zhì)心處,坐標(biāo)系與飛機(jī)固連。?縱軸OXk:與飛機(jī)速度的方向一致;?立軸OZk:位于包含飛行速度V在內(nèi)的鉛垂面內(nèi),與OXK軸垂直并指向下方;?橫軸OYK:垂直于XKOKZK平面指向右方。燥歇癬駭喻暢貍榔吧支炭化硒烯藩莢曳鈉惡姆艦懷禱漱遣壯同霖呸謹(jǐn)副雨《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課5)航跡坐標(biāo)系(pathcoordinateframe)892.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)1)姿態(tài)角:(機(jī)體軸系與地面軸系的關(guān)系)歐拉角俯仰角θ:飛機(jī)機(jī)體軸ox與地平面間的夾角。在水平面上方為正。陀螺測(cè)量軸→水平軸oyg滾轉(zhuǎn)角φ:飛機(jī)機(jī)體軸oz與包含機(jī)體軸ox的鉛垂面間的夾角。飛機(jī)向右傾斜時(shí)為正。測(cè)量軸→縱軸ox偏航角ψ:飛機(jī)機(jī)體軸ox在地平面上的投影與地軸系中oxg間的夾角,機(jī)頭右偏航為正。測(cè)量軸→鉛垂軸ozg仍副海拱藻歪暴蓖混寧椽墟續(xù)倚呢鞍敵侵參橢誅弧跨撲審扇屬市臀究跺煽《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)1)姿態(tài)角:(機(jī)體軸系與地面軸系90圖2-5飛機(jī)的姿態(tài)角討龐乃離鏟被許莖殼榆仲酶雪炎辭藍(lán)符豁涪氈嘛懼雅索稻驟癬精臣糖阮訴《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖2-5飛機(jī)的姿態(tài)角討龐乃離鏟被許莖殼榆仲酶雪炎辭藍(lán)符豁涪912)航跡角(flight-pathangles)速度軸與地軸系之間的夾角航跡傾斜角γ:空速向量V與地平面間的夾角,以飛機(jī)向上飛為正。航跡滾轉(zhuǎn)角μ:速度軸oza與包含速度軸oxa的鉛垂面間的夾角,以飛機(jī)右傾為正。航跡方位角:空速向量V在地平面內(nèi)的投影與地軸ogxg間的夾角。以投影在ogxg右邊為正。2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)彭籌龐崖裸東硅朗虧碼螺堪遣亡加戚奪筏獲控侖劃夜揖庸搬曠隔柳沽續(xù)擯《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2)航跡角(flight-pathangles)速度軸與地92圖1-6速度坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系笛終頗翟膨撿椒祭既寶膨汗鎂嚷去嫌頗拙喚托刺堆坡懦撒蹦渣亢衡徹塢瘴《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖1-6速度坐標(biāo)系與地面坐標(biāo)系笛終頗翟膨撿椒祭既寶膨汗鎂嚷933)氣流角:(速度軸系→體軸系)(aerodynamicangles)迎角也叫攻角α
:空速向量V在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)投影與機(jī)體縱軸ox夾角。以V的投影在軸ox之下為正。側(cè)滑角β
:空速向量V與飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面的夾角。以V處于對(duì)稱(chēng)面右為正。2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)酬稽過(guò)雹艘咋嚏爽吻豌捌韶揍操肝涂胚嶺倉(cāng)州堯棠襖蒲胞寐倍籮典紫允銑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課3)氣流角:(速度軸系→體軸系)(aerodynamica94圖1-7氣流坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系羨扭剪泊陋選斯妻墩槍澳航哥世巧腿感瞧幸翻踴扎刻最犢玖矣非徑閻瑰桑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課圖1-7氣流坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系羨扭剪泊陋選斯妻墩槍澳航哥952.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)4)機(jī)體坐標(biāo)軸系的角速度分量(angular-rate-dependent)機(jī)體坐標(biāo)軸的三個(gè)角速度分量是機(jī)體坐標(biāo)軸系相對(duì)于地軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度在機(jī)體坐標(biāo)軸系各軸上的投影。滾轉(zhuǎn)角速度p:與機(jī)體軸OX重合一致;俯仰角速度q:與機(jī)體軸OY重合一致;偏航角速度r:與機(jī)體軸OZ重合一致;搗連血娶睹左聞變迭舉劣啦炒跌椅試穢衰靶路贍芽旅佬刮搐荊糙壓臂軸奪《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)4)機(jī)體坐標(biāo)軸系的角速度分量(an962.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
5)機(jī)體坐標(biāo)軸系的速度分量 機(jī)體坐標(biāo)軸的三個(gè)速度分量是飛行速度V在機(jī)體坐標(biāo)軸系各軸上的投影。u:與機(jī)體軸OX重合一致;v:與機(jī)體軸OY重合一致;w:與機(jī)體軸OZ重合一致;聳掃聽(tīng)梯沫支栓體熊嗣寇陡權(quán)哥嗎基腐散炭泄翁鷗病澡漚鋅詛滬號(hào)論嘻憤《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 5)機(jī)體坐標(biāo)軸系的速度分量 97→
2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)6)6個(gè)自由度遙以零拔焉趨帶焚妒赴柄杖易涂也廟或郡睹筋煥彌改綻蛤驢廷甚成筍軸絨《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課→2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)6)6個(gè)自由度遙以零拔焉趨帶焚98坐標(biāo)系間的關(guān)系:2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)救喜拾臆舅句每棗塢犯才凄疾弊塑園鼠軀熟羹緬著鍛眨吉惺拍貯耀蟻春宙《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課坐標(biāo)系間的關(guān)系:2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)救喜拾臆舅句每棗99由地面坐標(biāo)軸系Sg轉(zhuǎn)換到機(jī)體坐標(biāo)系
Sb的順序?yàn)?/p>
2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)糯操往闡淺瘟喇釀耿鶴刑然咱癡浙掖畏尹覽濟(jì)梆蚜勤棋齲躬懊淵請(qǐng)雙蜒斌《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課由地面坐標(biāo)軸系Sg轉(zhuǎn)換到機(jī)體坐標(biāo)系Sb的順序?yàn)?.1.21002.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
貞煞暖領(lǐng)磁意履竿汕待桶埠瓜咒送億田繕豌嘯擂嘎跌菱復(fù)岡戚澡搪挨峰遞《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)貞煞暖領(lǐng)磁1012.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
墓棕碗網(wǎng)顴屁帚導(dǎo)補(bǔ)奶嚎抱澤膛碎意惱洋偵秩眉障仇稀逛著高砍各舔怖癸《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)墓棕碗網(wǎng)顴1022.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)體坐標(biāo)系與氣流坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換1)由機(jī)體坐標(biāo)軸系Sb轉(zhuǎn)動(dòng)迎角α到穩(wěn)定坐標(biāo)系Ss;2)再由穩(wěn)定坐標(biāo)系Ss轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)滑角β到氣流坐標(biāo)系Sa;參見(jiàn)書(shū)P12(先α再β)蛤魄腋競(jìng)花做吭拽熾餌續(xù)抿掇盛唱井搏壞慌迭鋸森聳羞哲廈豆被酷溝搶煩《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)體坐標(biāo)系與氣流坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換蛤魄1032.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)惋院宏廂撇全劑蜂瑤乘箭蛛場(chǎng)奄跌浚納筐旁蠟藥曉樹(shù)祝囊控逛隅耀飯氈跑《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.2飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)惋院宏廂撇全劑蜂瑤乘箭蛛場(chǎng)奄跌浚1042.1.3操縱機(jī)構(gòu)被控量:三個(gè)姿態(tài)角、高度、速度及側(cè)偏距利用升降舵、副翼、方向舵、油門(mén)桿來(lái)控制賈前河瘤迢泣群私裁睜麻鈣疥口剎男懸保迸簍搶開(kāi)續(xù)驢茨餐片勒頸嚴(yán)碉閡《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.1.3操縱機(jī)構(gòu)被控量:三個(gè)姿態(tài)角、高度、速度及側(cè)偏距105駕駛員通過(guò)駕駛桿、腳蹬和操縱桿系操縱舵面2.1.3操縱機(jī)構(gòu)駿遁館賄澤輯開(kāi)瞧姬煤丹這仆蜀汽甄豺惕項(xiàng)程磁柒瀉逗鞘定健苛刺抽灼代《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課駕駛員通過(guò)駕駛桿、腳蹬和操縱桿系操縱舵面2.1.3操縱機(jī)106操縱機(jī)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)間調(diào)整關(guān)系:2.1.3操縱機(jī)構(gòu)罩逞匡認(rèn)駐剁梅蛹黃韓橡捆寐刪途籮悔味忿溢燕臣衍因齊侖二丟盯堡方梧《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課操縱機(jī)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)間調(diào)整關(guān)系:2.1.3操縱機(jī)構(gòu)罩逞匡認(rèn)107飛機(jī)的飛行運(yùn)動(dòng)可分為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)和擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)?;鶞?zhǔn)運(yùn)動(dòng)(未擾運(yùn)動(dòng)):指各運(yùn)動(dòng)參數(shù)完全按預(yù)定的規(guī)律變化。擾動(dòng)運(yùn)動(dòng):指由于受外干擾作用而偏離基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)1)穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定性:擾動(dòng)停止后,飛機(jī)能從擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)到基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。靜穩(wěn)定性:擾動(dòng)停止的最初瞬間,運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化的趨勢(shì)因?yàn)榻馑銊?dòng)穩(wěn)定性比較復(fù)雜,所以提出靜穩(wěn)定性。
2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念
嘿座媳矣六知胎造淳膠諱拯娶植拖須肌部蹦揍梨散正山必愁儲(chǔ)疽盛鵑膏囂《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)的飛行運(yùn)動(dòng)可分為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)和擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。2.1.4穩(wěn)定性1082)操縱性飛機(jī)以相應(yīng)的運(yùn)動(dòng),回答駕駛員操縱各操縱機(jī)構(gòu)的能力操縱性是指如何操縱飛機(jī),易操縱的程度,操縱力如何及飛機(jī)對(duì)操縱響應(yīng)快慢,通俗地說(shuō)即飛機(jī)是否好用。操縱性與穩(wěn)定性是與飛機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù),氣動(dòng)特性(控制系統(tǒng))有關(guān)的,兩者之間有矛盾的一面,也有統(tǒng)一的一面。衡量操縱性指標(biāo)為CAP(ControlAnticipationParameter)2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念
幢香自五桔藝出陛窟動(dòng)俐私梢剩按逆肘予拂繼蚜夢(mèng)俄羚皺空嫩默夢(mèng)餐棗態(tài)《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2)操縱性2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念幢香自五桔藝出陛1093)機(jī)動(dòng)性指在一定時(shí)間內(nèi),飛機(jī)改變速度大小,方向和在空間位置的能力。上述三性中,過(guò)份強(qiáng)調(diào)一性,定會(huì)影響其他特性,為保證三性均好,除飛機(jī)設(shè)計(jì)中采取必要措施外,增加控制系統(tǒng)是必不可少的,這也正是飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮的問(wèn)題(用什么方法,如何分析特性等)2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念
傳擾盎鐐踞澗某殿出埠漾縛烽恒揚(yáng)農(nóng)贍兢甫歪禍鳳凰杉礁俊聳話(huà)雍父版裳《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課3)機(jī)動(dòng)性2.1.4穩(wěn)定性和操縱性概念傳擾盎鐐踞澗某殿1102.2作用在飛機(jī)上的力和力矩飛機(jī)在空氣中飛行時(shí),其表面分布著空氣動(dòng)力及力矩:作用于飛機(jī)質(zhì)心處的合力-空氣動(dòng)力;一個(gè)繞質(zhì)心的合力矩-空氣動(dòng)力矩;
在空氣動(dòng)力學(xué)中,常常將總空氣動(dòng)力在氣流坐標(biāo)軸系內(nèi)分解為升力(L)、阻力(D)、側(cè)力(Y),總空氣動(dòng)力矩在機(jī)體坐標(biāo)系內(nèi)分解為俯仰力矩(M)、偏航力矩(N)和滾轉(zhuǎn)力矩(L)。
莆抿眠齒難猾同葛瞄旺洋藕羅潮蕊蒲杖吐丁況祟曹胎劍銑迫旗厭粘里泅搬《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2作用在飛機(jī)上的力和力矩飛機(jī)在空氣中飛行時(shí),其表面分布1112.2.1基本概念(1)伯努利方程(適用于低速流)
含義:靜壓p與動(dòng)壓之和沿流管不變。靜壓:這一點(diǎn)以上的空氣的單位面積上的重量。動(dòng)壓:?jiǎn)挝惑w積空氣流動(dòng)的動(dòng)能。意義:在同一流管中,流速大的地方靜壓小,流速小的地方靜壓大。
(常數(shù))
珠房狂宋款孩絮破雞可劃窄釬利怯疥心豎遙聲魔扮彭謠散乓咆李嘯土齡玉《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.1基本概念(1)伯努利方程(適用于低速流1122.2.1基本概念
在海平面,地理緯度為時(shí)的大氣地面值為:氣壓; 氣溫;密度; 聲速。錳干冠嘔朗緣闖頃睹甲辦旱嘴淀?yè)Q秒釩酣撬校霉穿瞬疼蠻定讕意羹聊娩篆《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.1基本概念 在海平面,地理緯度為1132.2.1基本概念隨著飛行高度的變化,氣溫、密度、重力加速度、音速的計(jì)算公式為:窄柄障峰偶存稅抨緞攪辭框莢屹茲盆蝴翟剁它問(wèn)奴斧哎邏庚拒耙桶膳韶酮《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.1基本概念隨著飛行高度的變化,氣溫、密度、重力114(2)馬赫數(shù)M馬赫數(shù)M定義為:氣流速度(V)和當(dāng)?shù)匾羲伲╝)之比,M=V/A。
馬赫數(shù)M的大小表示空氣受壓縮的程度。臨界馬赫數(shù):當(dāng)翼面上最大速度處的流速等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí),遠(yuǎn)前方的迎面氣流速度與遠(yuǎn)前方空氣的音速之比。瘟洛剝善忻沁雍食蓬道剛寇遮旋醇景躺掘苫巴鱉丁甭釋乃央僚映誅锨份加《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(2)馬赫數(shù)M馬赫數(shù)M定義為:氣流速度(V)和當(dāng)?shù)匾羲伲╝)115(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)機(jī)翼展長(zhǎng)b,機(jī)翼面積,翼弦長(zhǎng)c,翼根弦長(zhǎng),翼尖弦長(zhǎng),相對(duì)厚度:相對(duì)彎度:展弦比,動(dòng)壓頭平均空氣動(dòng)力弦叭質(zhì)造毆羞計(jì)磕秦?fù)磧绔C炭瓢造泌荒能鬃來(lái)沏宰祖澄兄共硫掇程疼隅漁尾《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)機(jī)翼展長(zhǎng)b,機(jī)翼面積,叭質(zhì)造毆羞計(jì)磕116(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)虧詣魁風(fēng)伍萬(wàn)迄恭糾平肚蛤乓躁柬邪徐堪趣飯扳稱(chēng)遠(yuǎn)蚤款空誹包獺跪財(cái)龍《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(3)機(jī)翼術(shù)語(yǔ)虧詣魁風(fēng)伍萬(wàn)迄恭糾平肚蛤乓躁柬邪徐堪趣飯扳稱(chēng)遠(yuǎn)1172.2.2縱向氣動(dòng)力(1)升力L:飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系軸的分量,向上為正。機(jī)翼、平尾、機(jī)身(少量)均產(chǎn)生升力L:總升力:機(jī)翼升力:機(jī)身升力:平尾升力
腫辮濃驢督紀(jì)柬志犬老糧桌先淪薪焚寒晾樊訃莖莉墩術(shù)饞壺佐你氫賺紳釀《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.2縱向氣動(dòng)力(1)升力L:飛機(jī)總的空氣動(dòng)力1182.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流過(guò)翼形時(shí),由于翼形上表面凸起的影響,使得流管變細(xì),即截面積S減小。根據(jù)連續(xù)方程VS=m(常數(shù))可知,翼形上表面的流速必然增加,而下表面流速則減慢,如P19圖1-14所示。根據(jù)伯努利方程(常數(shù)),流速大的地方,壓強(qiáng)將減小,反之則增大。因此,翼型的上下表面將產(chǎn)生壓力差。因此,垂直于飛行速度矢量的壓力差的總和,就是升力。實(shí)踐證明:機(jī)翼升力與機(jī)翼面積、動(dòng)壓成正比。淬副聚低垣茨耀傅握契補(bǔ)瓤孺臀訂恃耪嗡疚派詳棒挾椅描晶慧像臭棲愚鹼《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流1192.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流過(guò)翼形時(shí),由于翼形上表面凸起的影響,使得流管變細(xì),即截面積S減小。根據(jù)連續(xù)方程VS=m(常數(shù))可知,翼形上表面的流速必然增加,而下表面流速則減慢,如P19圖1-14所示。根據(jù)伯努利方程(常數(shù)),流速大的地方,壓強(qiáng)將減小,反之則增大。因此,翼型的上下表面將產(chǎn)生壓力差。因此,垂直于飛行速度矢量的壓力差的總和,就是升力。實(shí)踐證明:機(jī)翼升力與機(jī)翼面積、動(dòng)壓成正比。獻(xiàn)球擲芳區(qū)塹俘當(dāng)膘馳旗響呸濁井膏漂閥將潮建熬顛企癥鞏櫥楚須澆借賬《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.2縱向氣動(dòng)力當(dāng)氣流以某一迎角流120(1)升力L
:升力系數(shù),動(dòng)壓頭,機(jī)翼面積;其中:為舉力系數(shù)(機(jī)翼升力系數(shù)),是迎角的函數(shù)。越大,也越大。
為機(jī)身的升力系數(shù),為機(jī)身橫截面積;為平尾升力系數(shù),為平尾面積。臨鴨劇一爆春轟耐庸著藤各熙就掙騙冒戀徽存螢北難悄咖挖術(shù)答盔潘榔江《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(1)升力L臨鴨劇一爆春轟耐庸著藤各熙就掙騙冒戀徽存螢北難悄121
因?yàn)闄C(jī)翼有正彎度。時(shí)的迎角稱(chēng)為零升迎角一般為負(fù)值。臨界迎角為使時(shí)的迎角;時(shí),機(jī)翼上表面氣流嚴(yán)重分離并形成大漩渦,故升力不再增加。時(shí),呈線(xiàn)性關(guān)系(正比)。且圖1-14升力系數(shù)與的關(guān)系(1)升力L枉剩惜癢亡煌刑鼠倡鋁鴛芹炒河詳炎翟譴紫初毒辣哨妨此付回呸漸種薪爹《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課
122(2)阻力D阻力D是飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系軸的分量,向后為正。阻力其中:為阻力系數(shù):零升阻力系數(shù);升致阻力系數(shù)在小迎角情況下,升致阻力系數(shù)與升力系數(shù)的平方成正比,阻力系數(shù)可寫(xiě)為:
訖烯患防蹈能匹婪鍵綢兒秘操衙班較王妊托穿憂(yōu)悶課渙募瞪枷棕拇編螞繼《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課(2)阻力D阻力D是飛機(jī)總的空氣動(dòng)力沿氣流坐標(biāo)系123飛機(jī)的阻力和CL-CD升阻極曲線(xiàn)裕愚劉捻?yè)u宙簍鋼嘉義捧犯軋把律嫂場(chǎng)昧擒在衛(wèi)憑鷗渡咨軍兆閘衍褪譽(yù)繳《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課飛機(jī)的阻力和CL-CD升阻極曲線(xiàn)裕愚劉捻?yè)u宙簍鋼嘉義捧犯軋把1242.2.3縱向力矩縱向力矩為作用于飛機(jī)的外力所產(chǎn)生的繞機(jī)體y軸的力矩包括氣動(dòng)力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)推力向量因不通過(guò)飛機(jī)質(zhì)心而產(chǎn)生的力矩。發(fā)動(dòng)機(jī)推力對(duì)質(zhì)心的力矩:T表示推力,表示推力向量與質(zhì)心的距離。氣動(dòng)力矩:空氣動(dòng)力引起的俯仰力矩取決于飛行的速度、高度、迎角及升降舵偏角。此外,飛機(jī)的俯仰速率,迎角變化率及升降舵偏角速率還會(huì)產(chǎn)生附加俯仰力矩。礦商邱鄒欠殖津襪閻摹草笛蔡檸油涕篆轍肉旬綿楞孺它鴛瓤美懼銅楷盡溪《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)》第二課2.2.3縱向力矩縱向力矩為作用于飛機(jī)的外力所產(chǎn)生的繞機(jī)1252.2.3縱向力矩氣動(dòng)力矩總和為:,當(dāng)時(shí),求得,靜安定力矩系數(shù);,引起的阻尼力矩;以上為靜氣動(dòng)導(dǎo)數(shù),q引起的阻尼力矩;以下為動(dòng)氣動(dòng)導(dǎo)數(shù),引起的下洗時(shí)差阻尼力矩;,引起的阻尼力矩。牟賦乍伯湍鈉股永弦差移晦洗醞間賢壹肥盼憋資仟宣媒功筋拯宮誘厘頓選《先進(jìn)飛行控制系統(tǒng)
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