1、 飛機的側向操縱1.偏轉副翼對飛機進行側向操縱對飛機的側向操縱是通過偏轉副翼來完成的。副翼是指安裝在機翼后緣轉軸上的小操縱面（見圖5-22）。副翼的偏轉角用x表示。規定右側副翼向下偏，左側副翼向上偏時，x為正值。根據駕駛員的生理習慣，正常的操作動作是: 駕駛員向左扳動駕駛桿（或向左轉駕駛盤），左機翼上的副翼向上偏轉，右機翼上的副翼向下偏轉（x>0），左機翼的升力減小，右機翼的升力增加，兩機翼上的不對稱升力產生的力矩使飛機向左滾轉（Mx <0）（見圖5- 23）。如果向右扳動駕駛桿，產生的運動與上述情況正好相反。側向操縱時,副翼偏轉角x與所產生的力矩Mx的符號相反。圖5-22 飛機上

2、的增升裝置和操縱面2.偏轉副翼引起的有害偏航偏轉副翼不僅產生滾轉力矩，也會產生偏航力矩，偏航力矩值雖然比較小，但對飛機的操縱不利，被稱為有害偏航。有害偏航的產生主要是由于副翼上、下偏轉時，不但機翼的升力發生變化，左右不對稱；機翼的阻力也發生變化，左右不對稱的阻力產生偏航力矩。 比如，將駕駛桿向左扳動，左側副翼向上偏轉，左側機翼的升力減小，伴隨升力產生的誘導阻力也就減小，使左側機翼總阻力減小；右側副翼向下偏轉，右側機翼的升力增加，伴隨升力產生的誘導阻力也就增圖5-23 飛機的側向操縱原理1- 駕駛桿；2-右副翼；3-左副翼；M-滾轉力矩；O-飛機重心；v-相對風速；-副翼偏轉角加了,使右側機翼總

3、的阻力增加。這樣,右機翼的阻力大于左機翼阻力。阻力發生變化的部位又靠近機翼翼梢處,到飛機對稱面的力臂較長,于是就產生了足夠使飛機繞立軸OYt,向右偏轉的偏航力矩。這種偏航力矩的出現造成兩個不利的影響: 一個是飛機繞立軸向右偏轉, 出現左側滑,由于飛機的側向靜穩定性, 側滑產生的滾轉力矩使飛機向右滾轉,這與向左扳動駕駛桿, 使飛機向左滾轉的操縱目的相反,減少了向左滾轉的操縱力矩,從而降低了副翼的操縱效率。另一個不利的影響是,向左扳動駕駛桿,使飛機向左滾轉,是為了使飛機向左進入盤旋,但兩翼阻力不等產生的偏航力矩卻使飛機機頭向右偏轉,這對飛機的水平轉彎操縱也不利。綜合以上兩點,偏轉副翼引起的偏航力矩

4、是有害的。為了克服有害偏航,可采用差動副翼。差動副翼是指對于駕駛桿的同一行程,副翼上偏角度大于下偏角度的副翼,如圖5-23所示。這種副翼是通過在副翼上偏一側機翼上產生較大的廢阻力,去平衡另一側機翼上的過大的誘導阻力,來消除有害偏航。另一種可以用來克服有害偏航的副翼是弗來茲(Frise)副翼(見圖5-24)。這種副翼是將副翼的轉軸由副翼的前緣向后移,并安排在副翼的下表面。這樣,副翼向下偏轉時,即使達到最大偏轉角,副翼的前緣也不會露出機翼的上表面;而當副翼向上偏轉時,即使偏轉很小的角度,副翼的前緣也會露出機翼的下表面,產生較大的廢阻力,去平衡副翼下偏一側較大的誘導阻力,消除副翼偏轉產生的有害偏航。

5、使用弗來茲副翼的飛機(MD-82),副翼上下偏轉角度是相等的。圖5-24 弗萊茲（Frise）副翼3.副翼操縱的失效和反逆問題飛行中,由于機翼彈性變形(扭轉變形)的影響,副翼完全喪失作用或產生相反作用的現象,稱為副翼的失效或反逆。( 1 ) 副翼操縱的失效和反逆是怎樣產生的在不考慮機翼彈性變形的情況下,當副翼向下偏轉時,在機翼上產生向上的附加氣動力L1,。實際上機翼是彈性體,副翼一般又安裝在扭轉剛度較低的機翼翼梢部位,在L1作用下,機翼產生低頭扭轉(見圖5-25),使機翼有效迎角減小,產生向下的附加氣動升力L扭。同樣,在副翼上偏一側,由于附加氣動力L2向下作用,使機翼抬頭扭轉,產生向上的附加氣

6、動升力L扭。偏轉副翼產生的附加升力L1、L2形成使飛機滾轉的操縱力矩 M1, 而由于機翼的扭轉變形產生的附加升力L扭又形成與M1方向相反的力矩M2,從而降低副翼的操縱效率(見圖5 -25)。圖5-25 副翼反逆的產生隨著飛行速度的提高,操縱力矩M1和反力矩M2都在增加,但由于反力矩M2是由附加升力L1，2造成機翼扭轉變形而引起的, 它不但隨著飛行速度增加而增加,附加升力L1，2的增加也會使它增加,所以它比操縱力矩M1增加得更快。從圖4-26可以看到,當飛行速度較小時, M1 >M2, 副翼的操縱效率雖有所降低, 但仍能對飛機進行正常的側向操縱。當飛行速度達到某一值時, M1 =M2, 再

7、操縱副翼就不會產生滾轉力矩了,這種現象叫副翼失效。這個飛行速度稱為副翼反逆臨界速度V臨界。當飛行速度>臨界時, M1 <M2,再向左壓駕駛桿(或左轉駕駛盤)時,飛機反而會向右滾轉;向右壓駕駛桿(或右轉駕駛盤)時,飛機反而會向左滾轉,出現這種情況叫副翼反逆。圖5-26 力矩M1、M2隨飛行速度變化的情況為了提高副翼的操縱效率,防止副翼反逆,保證飛行安全,必須使飛機飛行速度小于副翼反逆臨界速度V臨界。通常要求飛機的最大允許速度比V臨界低100 km/h。所以,為了提高飛機的飛行速度, 必須要提高副翼反逆臨界速度。 ( 2 ) 提高副翼反逆臨界速度的措施提高機翼的抗扭剛度機翼的扭轉剛度越

8、大,在L1、L2作用下機翼產生的扭轉角越小, L扭組就越小,力矩M2就越小,副翼反逆臨界速度也就越高。使副翼反逆臨界速度比飛機設計達到的最大允許速度高出一定數值,是設計飛機時機翼扭轉剛度必須達到的基本條件之一。在飛機使用維修中,則應注意不能使機翼受到損傷,以致降低機翼的扭轉剛度。比如,機翼蒙皮上的疲勞裂紋、蒙皮腐蝕損傷、碰撞造成的外形凹陷等,都應在維修中及時發現,并進行排除和修理。采用混合副翼的類型在每側機翼的后緣安排兩組副翼: 一組要安排在靠近機翼翼梢部位,叫外側副翼;一組安排在靠近機翼翼根部位, 叫內側副翼, 如圖4-22所示。兩組副翼合稱為混合副翼。低速飛行時,可用兩組副翼(或外側副翼)

9、對飛機進行側向操縱,提高副翼的操縱效率;高速飛行時,只用內側副翼對飛機進行側向操縱。因為,內側副翼靠近機翼翼根,機翼扭轉剛度大,不會產生副翼失效或反逆,保證飛行安全。因此,內側副翼也稱為全速副翼,外側副翼也稱為低速副翼。4. 提高飛機側向操縱效率的措施(1)擾流板擾流板是矩形板件,前緣有鉸鏈形成的一條轉軸。一般布置在機翼上表面、襟翼的前邊(見圖5-22)。不工作時,貼附在機翼上表面,擾流板外表面與機翼外形取平,形成光滑表面;工作時, 繞轉軸轉動向上向前打開,擾流板平面與機翼上表面形成一定的角度(見圖5 -27) 。圖5-27 擾流板的作用和位置（a）擾流板未打開時與機翼表面齊平；（b）擾流板打

10、開產生大量旋渦；（c）在機翼表面上，擾流板的位置；1-擾流板；2-副翼；3-襟翼當偏轉副翼對飛機進行側向操縱,在副翼偏轉角達到一定值時,副翼向上偏轉一側機翼上的擾流板在聯動機構作用下也向上打開。這樣,擾流板前壓強增大,板后氣流分離使副翼上偏一側機翼的升力進一步減小,加大了橫滾力矩,提高了副翼對飛機的側向操縱效率。擾流板存在著一個比較嚴重的缺點:在它打開的一瞬間,氣流繞過擾流板加速流動,不能立即在板后面產生旋渦,這時升力反而會略有增加。這與我們打開擾流板要達到的目的相反。 因此擾流板不宜單獨使用,而且使用時必須在副翼先向上偏轉一定角度后,聯動機構才能將擾流板打開,擾流板打開的角度與副翼偏轉角度有

11、一定搭配關系。目前一些大型民用運輸機都在機翼上表面、襟翼前邊布置數塊擾流板,靠近機身幾塊為地面擾流板,靠外側幾塊為飛行擾流板(見圖5-22)。飛機飛行時,地面擾流板被鎖定,飛行擾流板輔助副翼完成對飛機側向操縱;著陸時,機輪一接觸地,地面擾流板開鎖,飛機兩側機翼上的所有擾流板全部打開,減升增阻,縮短飛機著陸滑跑距離。擾流板是一種十分有效的輔助操縱面,飛行時可以輔助副翼對飛機進行側向操縱,或在飛行中使飛機減速;著陸時,又減升增阻起到阻力板作用,改善飛機著陸性能。(2)渦流發生器渦流發生器是利用旋渦從外部氣流中將能量帶進附面層,加快附面層內氣流流動,防止氣流分離的裝置。它的構造在前面已經作過介紹(參見圖3 -47)。一些飛機常在機翼上表面、副翼的前面安排渦流發生器(見圖5 -28)。它的作用是提高副翼在大偏轉角和高速下的操縱效率。圖5-28 副翼前面裝有渦流發生器的飛機當副翼偏轉角度x不大時,產生的滾轉力矩Mx隨偏轉角的增加而成線性變化。當x較大時,副翼表面附面層內氣流的流動因動能過小而分離,破壞了Mx與x的線性