動操縱性

動操縱性（Dynamic control），是指飛機對駕駛員操縱做出反應、改變其飛行狀態的特性，也就是飛機按照駕駛員的意圖做各種動作的能力。動操縱性的好壞與飛機穩定性的大小有密切關係，穩定性太大，也就是說飛機保持原有平衡狀態的能力越強，則要改變它也就越不容易，操縱起來也就越費勁。若穩定性過小，則操縱力也很小，駕駛員很難掌握操縱的份量，也是不理想的。所以要正確處理好穩定性與操縱性之間的關係。

基本介紹

• 中文名：動操縱性
• 外文名：Dynamic control
• 定義：飛機對操縱指令的反應特性
• 相關性：飛機穩定性
• 一級學科：航空科技
• 二級學科：航空術語

簡介

飛機在空中飛行時的操縱，是通過三個主航面（操縱面）——升降舵（有時是全動平尾）、方向舵和副翼來實現的。駕駛員坐在駕駛艙中，通過駕駛桿和腳蹬或者自動駕駛儀等控制設備偏轉這三個主操縱面，使飛機繞其縱軸、橫軸和豎軸轉動，從而改變飛機的飛行姿態。如果飛行員用適當的力操縱駕駛桿或腳蹬使操縱面偏轉，飛機很快做出反應，按駕駛員的意圖改變飛行姿態，那么，這架飛機就具有良好的動操縱性。如果反應遲鈍，那就是動操縱性不好。

各個操縱面控制飛機的原理都是一樣的，即通過操縱面的偏轉改變升力面上的空氣動力，增加或減少的空氣動力相對於飛機重心產生一個使飛機按需要改變飛行姿態的附加力矩。

同穩定性一樣，飛機的動操縱性同樣可分為縱向操縱性、方向操縱性和橫向操縱性。

飛機的縱向操縱

當駕駛員操縱駕駛桿或通過自動駕駛儀等偏轉升降舵（或全動平尾）之後，飛機繞橫軸轉動而改變其迎角、速度等飛行狀態的特性，稱為飛機的縱向操縱性。

圖1

飛機的縱向操縱，依靠位於機身尾部的裝在水平安定面後緣的升降舵或全動平尾來進行。駕駛桿通過傳動機構（拉桿或鋼、液壓助力器、舵機等）與升降舵相連，如圖1(d)所示。

在飛機穩定飛行的情況下，當駕駛員想讓飛機抬頭爬升時，可以用手向後拉駕駛桿。駕駛桿通過傳動機構使升降舵或全動平尾向上偏轉，從而改變水平尾翼的彎度(向下拱起)，使之產生一個向下的附加力ΔL₁，ΔL₁相對飛機重心O產生一個使飛機抬頭的力矩ΔM₁；在ΔM₁作用下飛機繞橫軸Oy轉動並抬頭，迎角增大，導致飛機的升力係數C_L加大，升力隨之增加並大于飛機重力，飛機開始爬升，如圖1(b)所示。反之，如果駕駛員想讓飛機低頭下降，可以用手向前推駕駛桿。駕駛桿通過傳動機構使升降舵向下偏轉，從而改變尾翼的彎度(向上供起)，使之產生一個向上的附加力ΔL₂，ΔL₂相對飛機重心O產生一個使飛機低頭的力矩ΔM₂，在ΔM₂作用下飛機繞橫軸Oy轉動並低頭，迎角減小導致飛機的升力係數C_L減小，升力隨之減小並小于飛機的重力，飛機開始下降，如圖1(c)所示。升降舵一般可上偏30°，下偏20°。

圖2

顯然，當舵面向上偏轉時，舵面上產生的附加升力ΔL’對升降舵的旋轉軸亦形成力矩ΔM_h，通常稱為鉸鏈力矩，如圖2所示。為了保持舵面向上的偏角不變，駕駛員必須對駕駛桿作用一定的向後的拉力F，通常稱為駕駛桿力。桿力的大小及其隨速度的變化規律是衡量和評定操縱性好壞的一個最重要指標，是駕駛員藉以感覺來掌握操縱份量的重要依據。

在飛行中，升降舵有時總要有一定的偏角（其他舵面也一樣，有時可能會有很大的偏角），因而飛行員對駕駛桿始終要保持一定的桿力，這在長途飛行中，不僅分散精力，而且容易使駕駛員疲勞。為了改變這種情況，通常在升降舵後緣附近還裝有一個小舵，稱為調整片。當升降舵向上偏轉時，飛行員可操縱調整片向下偏轉，於是在調整片上產生向上的空氣動力R(見圖3)，該力對升降舵轉動軸形成的鉸鏈力矩ΔM_h2，與升降舵上的氣動力形成的鉸鏈力矩ΔM_h1方向相反，若使二者大小亦相等時，則總的鉸鏈力矩等於零，因此桿力亦等於零。這樣駕駛員便可以鬆開駕駛桿進行飛行。

圖3

飛機的方向操縱

當駕駛員操縱方向舵之後，飛機繞豎軸轉動而改變其側滑角等飛行狀態的特性，稱為方向操縱性。

圖4

飛機的方向操縱，依靠位於機身尾部的裝在垂且安定面後緣的方向舵來實現。駕駛員的腳蹬通過傳動機構與方向舵相連，如圖4(c)所示。

設飛機原來處於方向平衡狀態作無側滑直線飛行，駕駛員用右腳蹬舵，方向舵向右偏轉，在垂直尾翼上產生向左的側向力ΔY，該力對飛機重心形成使機頭向右轉的航向操縱力矩ΔM_z，使飛機產生向左的側滑角β，如圖4(b)所示。同理，駕駛員用左腳蹬舵，方向舵向左偏轉，飛機產生向右的側滑。

同樣，方向舵上一般也要安裝調整片。

飛機的橫向操縱

當駕駛員操縱駕駛桿偏轉副翼之後，飛機繞縱軸滾轉或改變其滾轉角速度和傾斜角等飛行狀態的特性，稱為飛機的橫向操縱性。

橫向操縱主要通過副翼來實現。駕駛員向左壓桿，則左副翼向上偏轉，左翼升力減小；而右副翼向下偏轉，右翼升力增加，右翼升力大於左翼升力，如圖5所示。左、右兩邊機翼升力之差對飛機縱軸形成的滾轉力矩，使飛機向左滾轉。同理，若駕駛員向右壓駕駛桿，則右副翼上偏，左副翼下偏，飛機便向左滾轉。

圖5

在副翼上亦裝有調整片，駕駛員壓桿行程愈大，副翼偏角亦愈大，飛機的滾轉角速度亦越大。

飛機的穩定性和操縱性必須是駕駛員認為滿意的，即在穩定飛行時，駕駛員不必干預而飛機靠自身能力能保持駕駛員所希望的穩定平衡狀態；要飛機改變狀態時，駕駛員通過駕駛桿和腳蹬，不用花費很大力氣，就可以達到所期望的飛行狀態變化。各操縱面所需的操縱力（統稱為駕駛桿力，簡稱為桿力）既不能大重，也不能太輕。太重了，花費力氣大，不能靈活操縱；太輕了，—是不好保持飛行狀態，二是容易操縱過頭，損壞飛機結構。總之，飛機的穩定性和操縱性的安排原則是，要使大多數駕駛員滿意。為達到此目的，世界上航空科學技術先進的國家已進行了大量的飛行試驗，並且還在不斷進行新飛機的地面模擬和空中模擬試驗及理論分析，積累了大量的資料和數據，總結出了一套完整的設計要求，稱為“飛機飛行品質規範”，作為飛機穩定性和操縱性的設計依據。我國也已編制了自己的飛機飛行品質規範，以適應自行設計飛機的需要。