基本介紹
- 中文名：航空器穩定性
- 外文名：Aircraft stability
- 別名：航空器安定性
- 包括：靜穩定性和動穩定性兩種
- 分類方式：按照所研究的運動參數
- 種類：分縱向、橫向和航向穩定性
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基本概念
航空器穩定性，亦稱“航空器安定性”。航空器在飛行過程中受到外界擾動及其擾動消失後，能自動恢復原始飛行狀態的趨勢或能力。航空器穩定性分靜穩定性和動穩定性兩種。按照所研究的運動參數，分縱向、橫向和航向穩定性。橫向穩定性常與航向穩定性密切相關而不能分割，統稱“橫側穩定性”。航空器穩定性和航空器操縱性有著密切的關係。
靜穩定性
航空器受擾而偏離平衡狀態，在擾動停止瞬間，有恢復原來平衡狀態趨勢的一種特性。具有靜穩定性的航空器不一定能最終恢復到原來狀態，即不一定具有動穩定性，但兩者之間存在一定的內在聯繫。現代飛機在採用電傳操縱等措施的情況下，為達到減小空氣阻力和減輕質量的目的，有時故意將飛機本身設計成靜不穩定的，但連同自動裝置在內的整個系統仍是穩定的。
動穩定性
航空器受擾而偏離平衡狀態，在擾動作用停止後，能恢復到原來平衡狀態的一種特性。一般情況下，航空器的受擾自由運動有：（1）動穩定，減幅（阻尼）振動或單調遞減運動；（2）動不穩定，增幅（發散）振動或單調發散運動；（3）動中立穩定，等幅振動或一直處於受擾偏離狀態。研究航空器的動穩定性，不僅要判斷受擾運動是否穩定，還要了解受擾運動的特徵，如振動的周期、收斂（或發散）的快慢等。航空器的動穩定性是飛行品質的主要內容。
飛機穩定性的重要性
飛機的穩定與否對飛行安全尤為重要，如果飛機是穩定的，當遇到突風等擾動時，飛行員可以不用干預飛機，飛機會自動回到平衡狀態；如果飛機是不穩定的，在遇到擾動時，哪怕是一丁點擾動，飛行員都必須對飛機進行操縱以保持平衡狀態，否則飛機就會離初始狀態越來越遠。不穩定的飛機不僅極大地加重了飛行員的操縱負擔，使飛行員隨時隨地處於緊張狀態，而且飛行員對飛機的操縱與飛機自身運動的相互干擾還容易誘發飛機的振盪，造成飛行事故。從現代飛機設計理論來看，萊特兄弟發明的飛機是縱向不穩定的。然而他們卻成功了，這主要是因為當時飛機的速度低，飛行員有足夠的時間來調整飛機的平衡。萊特兄弟曾經說過他們在試飛時曾多次失控，飛機不住地振盪，最後以滑橇觸地而結束。隨著飛行速度越來越快，飛行員越來越難以控制不穩定的飛機，所以一般在飛機設計中要求將飛機設計成穩定的，飛機穩定性設計也變得越來越重要了。雖然越穩定的飛機對於提高安全性越有利，但是對於操縱性來說卻越來越不利。因為越穩定的飛機，要改變它的狀態就越困難，也就是說，飛機的機動性越差。所以如何協調飛機的穩定性和操縱性之間的關係，對於現代戰鬥機來說是一個非常值得權衡的問題。實際上為了獲得更大的機動性，最先進的戰鬥機都已經被設計成不穩定的飛機。當然這樣的飛機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措施，比如電傳操縱等主動控制手段來自動實現飛機的穩定性。
