飛機的縱向動穩定性主講人：徐峰《飛行原理》飛機的縱向動穩定性飛機的縱向動穩定性研究的是飛機受到擾動后，恢復原飛行姿態的運動過程。飛機受到擾動后，恢復原飛行姿態的運動過程就是由飛機的縱向靜穩定力矩、俯仰阻尼力矩和慣性力矩相互作用的結果來確定的。具有縱向靜穩定性是飛機具有縱向穩定性的必要條件，但不是充分條件。飛機的縱向動穩定性在擾動消失后，具有縱向靜穩定性的飛機在縱向靜穩定力矩作用下，恢復原飛行姿態的運動中，受到靜穩定力矩、俯仰阻尼力矩、慣性力矩等的共同作用，這些力矩的共同作用如果能使飛機圍繞平衡位置的來回振蕩運動逐漸收斂，最后恢復到原飛行姿態，飛機就具有縱向動穩定性。具有縱向動穩定性的飛機，才真正具有了縱向穩定性。所以，具有縱向動穩定性是飛機具有縱向穩定性的充分條件。目錄contents01.俯仰阻尼力矩02.縱向擾動運動的模態及其特征俯仰阻尼力矩

具有足夠的縱向靜穩定力矩只能使飛機具有自動返回原飛行姿態的運動趨勢，并不能保證飛機最終能恢復到原有的飛行姿態。要做到這一點，還必須使飛機在恢復原有飛行姿態的俯仰擺動中受到足夠的俯仰阻尼力矩，使飛機的俯仰擺動逐漸減弱直至停止。俯仰阻尼力矩飛機轉動方向平尾附加升力俯仰阻尼力矩的產生圖表示俯仰擺動中，飛機上的氣動升力增量產生的附加俯仰力矩。當飛機在俯仰罷動中抬頭時，重心前各處的迎角減小，產生的升力增量向下作用；重心后各處的迎角增大，產生的升力增量向上作用，這樣分布的升力增量對飛機重心形成的力矩是低頭力矩，阻上飛機抬頭轉動，所以是俯仰阻尼力矩。水平尾翼距離飛機重心最遠，氣動力面積最大，所以，俯仰阻尼力矩主要由水平尾翼產生，如圖所示。縱向擾動運動的模態及其特征定常直線飛行的飛機，受到擾動使迎角發生變化，在擾動消失后，回到原平衡姿態過程中產生的擾動運動可以簡化看成是由兩種典型周期性運動模態疊加而成：短周期模態的運動長周期模態的運動一種是周期很短、衰減很快的短周期模態，如圖所示；另一種是周期長、衰減很慢的長周期模態，如圖所示。縱向擾動運動的模態及其特征這種運動模態主要發生在干擾消失后的最初階段。飛機的擾動運動主要是飛機繞重心的擺動過程，表現為迎角和俯仰運動角速度周期性迅速變化，而飛行速度則基本上保持不變。1短周期運動模態擾動消失的最初階段，飛機上產生的靜穩定力矩迫使飛機返回原飛行姿態，從而使飛機，產生較大的繞橫軸轉動的角加速度，使飛機的迎角和俯仰運動角速度迅速變化。縱向擾動運動的模態及其特征到達原平衡姿態時，由于運動慣性，飛機會繼續轉動并超過原平衡位置，又會產生方向相反的靜穩定力矩，迫使飛機再回到原飛行姿態，從而使飛機產生相反方向的轉動角加速度，使飛機的迎角和俯仰運動角速度又向相反的方向迅速變化。于是，就形成了迎角和俯仰運動角速度周期性迅速變化的短周期運動模態。縱向擾動運動的模態及其特征在短周期振蕩運動基本結束時，縱向力矩基本恢復平衡，飛機基本不再繞橫軸轉動，但由于飛行速度增量的作用，作用在飛機上的外力仍處于不平衡狀態，飛機的航跡是彎曲的。重力、升力、阻力和發動機推力的相互作用，使飛機的高度增加，速度和升力隨之減小，航跡逐漸轉為向下彎曲；隨后，飛機的高度減小，速度和升力隨之增加，航跡又逐漸轉為向上彎曲。如此反復進行，就形成了飛機重心上、下緩慢振蕩。振蕩過程如圖所示。2長周期運動模態長周期模態的運動縱向擾動運動的模態及其特征在飛行過程中，駕駛員對這兩種運動模態的感覺和要求是不同的。對于短周期模態，運動參數迎角、俯仰運動角速度變化快，駕駛員往往來不及反應并予以制止，因而影響到飛行安全、乘員的舒適和操縱反應特性等，所以對這種模態提出的要求較高。縱向擾動運動的模態及其特征在主操縱處于松浮狀態或固定狀態時，在相應于飛機形態的失速速度與最大允許速度之間產生的任何短周期振蕩，必須受到重阻尼。對于長周期模態，因為它振蕩周