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飛機(jī)的穩(wěn)定性


  飛機(jī)的穩(wěn)定性是飛機(jī)設(shè)計(jì)中衡量飛行品質(zhì)的重要參數(shù),它表示飛機(jī)在受到擾動(dòng)之后是否具有回到原始狀態(tài)的能力。如果飛機(jī)受到擾動(dòng)(例如突風(fēng))之后,在飛行員不進(jìn)行任何操縱的情況下能夠回到初始狀態(tài),則稱飛機(jī)是穩(wěn)定的,反之則稱飛機(jī)是不穩(wěn)定的。

  飛機(jī)的穩(wěn)定性包括縱向穩(wěn)定性,反映飛機(jī)在俯仰方向的穩(wěn)定特性;航向穩(wěn)定性,反映飛機(jī)的方向穩(wěn)定特性;以及橫向穩(wěn)定性,反映飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定特性。

  關(guān)于穩(wěn)定與不穩(wěn)定的概念可以形象的加以說明。例如,我們將一個(gè)小球放在波浪型表面的波峰上然后輕輕的推一下,小球就會(huì)離開波峰掉入波谷,我們將小球處在波峰位置的狀態(tài)稱為不穩(wěn)定狀態(tài)。反之,如果我們將小球放在波谷并且輕輕地推一下,球在蕩漾一段時(shí)間之后,仍然能夠回到谷底,我們稱小球處在波谷的狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)。

  飛機(jī)的穩(wěn)定與否對飛行安全尤為重要,如果飛機(jī)是穩(wěn)定的,當(dāng)遇到突風(fēng)等擾動(dòng)時(shí),飛行員可以不用干預(yù)飛機(jī),飛機(jī)會(huì)自動(dòng)回到平衡狀態(tài);如果飛機(jī)是不穩(wěn)定的,在遇到擾動(dòng)時(shí),哪怕是一丁點(diǎn)擾動(dòng),飛行員都必須對飛機(jī)進(jìn)行操縱以保持平衡狀態(tài),否則飛機(jī)就會(huì)離初始狀態(tài)越來越遠(yuǎn)。不穩(wěn)定的飛機(jī)不僅極大地加重了飛行員的操縱負(fù)擔(dān),使飛行員隨時(shí)隨地處于緊張狀態(tài),而且飛行員對飛機(jī)的操縱與飛機(jī)自身運(yùn)動(dòng)的相互干擾還容易誘發(fā)飛機(jī)的振蕩,造成飛行事故。從現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)理論來看,萊特兄弟發(fā)明的飛機(jī)是縱向不穩(wěn)定的。然而他們卻成功了,這主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)飛機(jī)的速度低,飛行員有足夠的時(shí)間來調(diào)整飛機(jī)的平衡。萊特兄弟曾經(jīng)說過他們在試飛時(shí)曾多次失控,飛機(jī)不住地振蕩,最后以滑橇觸地而結(jié)束。隨著飛行速度越來越快,飛行員越來越難以控制不穩(wěn)定的飛機(jī),所以一般在飛機(jī)設(shè)計(jì)中要求將飛機(jī)設(shè)計(jì)成穩(wěn)定的,飛機(jī)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)也變得越來越重要了。

  雖然越穩(wěn)定的飛機(jī)對于提高安全性越有利,但是對于操縱性來說卻越來越不利。因?yàn)樵椒(wěn)定的飛機(jī),要改變它的狀態(tài)就越困難,也就是說,飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性越差。所以如何協(xié)調(diào)飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性之間的關(guān)系,對于現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)來說是一個(gè)非常值得權(quán)衡的問題。實(shí)際上為了獲得更大的機(jī)動(dòng)性,目前最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)都已經(jīng)被設(shè)計(jì)成不穩(wěn)定的飛機(jī)。當(dāng)然這樣的飛機(jī)不能再通過飛行員來保持平衡,而是通過一系列其他的增穩(wěn)措施,比如電傳操縱等主動(dòng)控制手段來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的穩(wěn)定性。

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