小飞机纵向静稳定性分析方法简介
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1、小飞机纵向静稳定性分析方法简介作者:田志华来源:中国科技纵横2018年第15期摘要:在总体设计初期,要设计一个性能优良的飞机,前提条件是飞机必须稳定和可 控。本文通过稳定性分析软件XFLR5对低雷诺数巡航状态下小飞机纵向静稳定性和性能进行 分析介绍,其分析方法和流程主要应用于小飞机稳定性分析初期。关键词:XFLR5 ;低雷诺数;巡航;纵向静稳定性;性能中图分类号:V212文献标识码:A文章编号:1671-2064(2018)15-0061-021静稳定向介绍如图1所示,有两个处于平衡状态的小球,当对两个小球在X方向各施加一个力FX时, 可以发现左边的小球最终会恢复到初始位置,而右边的小球则会偏
2、离初始位置越来越远,在机 械分析中称左边的小球是一个稳定的小球,右边的小球是一个不稳定的小球。因此平衡并不等 于稳定,我们进行飞机静稳定性分析时也是采用相同原理来分析。飞机结构中有3个非常重要的点,飞机的重心、中性点和压力中心。飞机的静稳定性分析 主要就是分析这三个点的变化对飞机各种系数的影响。飞机的重心位置取决于飞机上各组件的重量分布,可以通过改变各个组件的位置进行调 节;压力中心相当于飞机的气动力作用点,决定于飞机的气动外形和攻角,其位置是随攻角 Alpha变化而变化的;中性点的位置只与飞机的外形有关,可以认为是飞机攻角Alpha变化时 升力增量的作用点。飞机静稳定性分析的前提是飞机处于平衡状态,此时要求升力对重心的力矩和平尾对重心 的力矩相等,升力和重力相等。当飞机的重心位置在中性点位置之前时,飞机攻角Alpha增大,飞机升力增加,升力增量 的作用点在中性点位置,此时对飞机有一个低头力矩作用,使飞机回到初始的平衡状态。此时 飞机是静稳定的。当飞机的重心在中性点之后,飞机攻角Alpha增加,飞机升力增加,升力增量作用点位于 中性点位置,此时对飞机有一个抬头力矩作用,使飞机的攻角Alpha变得越来越大,导致飞机 失去平衡,最终可能坠毁。此时飞机是静不稳定的。
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