求高人科普:何谓静稳定和静不稳定(请用通俗易懂的语言 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 12:24:35
在CD上看了很多有关战斗机的科普文章,其中大多数都提到静稳定和静不稳定。静不稳定对于战斗机气动外形设计及其重要,但是到底意义何在,相信大多数空气动力学的门外汉都不清楚,就更无法深刻理解三代机,四代机的先进性了。请这方面的高人能给科普一下,静稳定和静不稳定这两个至关重要的科学概念,希望能用最通俗易懂的语言来解释,如果说地晦涩难懂,恐怕就无法达到科普的目的了。在CD上看了很多有关战斗机的科普文章,其中大多数都提到静稳定和静不稳定。静不稳定对于战斗机气动外形设计及其重要,但是到底意义何在,相信大多数空气动力学的门外汉都不清楚,就更无法深刻理解三代机,四代机的先进性了。请这方面的高人能给科普一下,静稳定和静不稳定这两个至关重要的科学概念,希望能用最通俗易懂的语言来解释,如果说地晦涩难懂,恐怕就无法达到科普的目的了。
静稳定的飞机就像放在碗底的鸡蛋,怎么动,最后都会改到初始状态,静不稳定的飞机就像放在碗口的鸡蛋,受到的限制很小,但是不容易控制动作。
不知道这么解释行不行。


楼主不会百度么,下面这段已经很通俗易懂了,再看不懂就没办法了

     所谓静稳定度是指气动中心到飞机重心的距离,气动中心在重心之后静稳定度为正,飞机是静稳定的;气动中心在重心之前静稳定度为负,飞机是静不稳定的。

   在亚音速飞行状态,普通飞机的翼身组合体的升力中心在重心稍后的某个距离(静稳定),这时翼身组合体的升力所产生的负俯仰力矩(机头向下的力矩),由平尾的下偏,以产生向下的升力来平衡,尾翼的升力从翼身组合体升力中减去,因而使总的升力减少。而且由于飞机的静稳定特性,飞机有保持原有飞行状态的趋势,使飞机的操纵也不灵活。而放宽静稳定度的飞机,气动中心可以很靠近重心也可以重合,甚至在重心的前面,飞机的稳定度变得很小甚至不稳定,飞行中主要靠主动控制系统(即自动增稳系统)主动控制相应舵面,保证飞机的稳定性。这时为保持平衡只需要较小的甚至向上的平尾升力去平衡翼身组合体的正俯仰力矩(机头向上的力矩)。

    在超音速状态,无论普通构形的飞机还是放宽静稳定性的飞机,都具有作用在重心之后的翼身组合体升力矢量。因为放宽静稳定度的飞机的重心比普通飞机的重心更靠后,这样为配平由于翼身组合体升力升起的负俯仰力矩所需要的尾翼向下载荷比普通飞机要小,因而就可以大大减少尾翼足寸和重量,使其在超音速状态也具有较高的升力。

  由此我们可以看出,采用放宽静稳定性的手段,可以大幅提高飞机的性能。首先,使飞机的平尾用于平衡所需的面积可以大大减小,因此平尾的重量可以减轻,阻力可以减小,另外对于静不稳定的飞机,尾翼的升力和翼身组合体升力方向一致,这样飞机的总升力也得到了提高。

    研究表明,放宽静稳定度为战斗机带来的效益是当静稳定裕度取为-12%平均气动弦长时,飞机的起飞总重可减少8%,所需发动机推力可减少20%,如果再加上控制机动载荷的效果可使设计总重减少18%。

    在轰炸机上采用这种技术效果也是很明显的,如CCV B-52试验机平尾面积从84平方米降到46平方米,在原发动机和起飞总重条件下,结构重量减少6.4%,航程增大4.3%,如果原载重、航程不变,起飞总重可以减少 10-15%,B-l轰炸机如果在设计初期阶段就采用放宽静稳定度要求的话,其起飞总重可减少36吨,用2台发动机就可以完成原来4台发动机的任务。如果把放宽静稳定度要求和控制机动载荷结合起来,可使轰炸机设计重量减少20%以上,可以提供更多空间装载弹药。

  放宽静稳定度要求对战斗机性能的提高主要体现在提高战斗机的机动性方面以及完成任务的效率方面。如一架重心位置处于25%平均气动弦和一架重心位置处于38%平均气动弦的放宽静稳定度的飞机相比,在中等空载重量、最大推力、900米高度的条件下,后者转弯速度增加0.75度/秒(M=0.9时)~1.1度/秒(M=1.2时);M数从0.9增加到1.6的加速时间减少1.8秒左右;空战燃油节省180公斤;承受机动过载的能力也提高了,在M数为0.6,0.9,1.2时过载系数分别提高0.2g,0.4g,0.8g;此外还可以提高升阻比:在M<l时可提高8%,M>l时可提高15%。这些就使战斗机的机动性大大提高。

    如果拿F-16战斗机和法国战斗机“幻影”Fl,瑞典的Saab-37,苏联歼击机米格-21相比,性能就很突出,除高空最大速度,F-16稍低于其他三种飞机外,其他性能均比它们优越。其原因之一就是F-16采用了主动控制技术。

楼主不会百度么,下面这段已经很通俗易懂了,再看不懂就没办法了

     所谓静稳定度是指气动中心到飞机重心的距离,气动中心在重心之后静稳定度为正,飞机是静稳定的;气动中心在重心之前静稳定度为负,飞机是静不稳定的。

   在亚音速飞行状态,普通飞机的翼身组合体的升力中心在重心稍后的某个距离(静稳定),这时翼身组合体的升力所产生的负俯仰力矩(机头向下的力矩),由平尾的下偏,以产生向下的升力来平衡,尾翼的升力从翼身组合体升力中减去,因而使总的升力减少。而且由于飞机的静稳定特性,飞机有保持原有飞行状态的趋势,使飞机的操纵也不灵活。而放宽静稳定度的飞机,气动中心可以很靠近重心也可以重合,甚至在重心的前面,飞机的稳定度变得很小甚至不稳定,飞行中主要靠主动控制系统(即自动增稳系统)主动控制相应舵面,保证飞机的稳定性。这时为保持平衡只需要较小的甚至向上的平尾升力去平衡翼身组合体的正俯仰力矩(机头向上的力矩)。

    在超音速状态,无论普通构形的飞机还是放宽静稳定性的飞机,都具有作用在重心之后的翼身组合体升力矢量。因为放宽静稳定度的飞机的重心比普通飞机的重心更靠后,这样为配平由于翼身组合体升力升起的负俯仰力矩所需要的尾翼向下载荷比普通飞机要小,因而就可以大大减少尾翼足寸和重量,使其在超音速状态也具有较高的升力。

  由此我们可以看出,采用放宽静稳定性的手段,可以大幅提高飞机的性能。首先,使飞机的平尾用于平衡所需的面积可以大大减小,因此平尾的重量可以减轻,阻力可以减小,另外对于静不稳定的飞机,尾翼的升力和翼身组合体升力方向一致,这样飞机的总升力也得到了提高。

    研究表明,放宽静稳定度为战斗机带来的效益是当静稳定裕度取为-12%平均气动弦长时,飞机的起飞总重可减少8%,所需发动机推力可减少20%,如果再加上控制机动载荷的效果可使设计总重减少18%。

    在轰炸机上采用这种技术效果也是很明显的,如CCV B-52试验机平尾面积从84平方米降到46平方米,在原发动机和起飞总重条件下,结构重量减少6.4%,航程增大4.3%,如果原载重、航程不变,起飞总重可以减少 10-15%,B-l轰炸机如果在设计初期阶段就采用放宽静稳定度要求的话,其起飞总重可减少36吨,用2台发动机就可以完成原来4台发动机的任务。如果把放宽静稳定度要求和控制机动载荷结合起来,可使轰炸机设计重量减少20%以上,可以提供更多空间装载弹药。

  放宽静稳定度要求对战斗机性能的提高主要体现在提高战斗机的机动性方面以及完成任务的效率方面。如一架重心位置处于25%平均气动弦和一架重心位置处于38%平均气动弦的放宽静稳定度的飞机相比,在中等空载重量、最大推力、900米高度的条件下,后者转弯速度增加0.75度/秒(M=0.9时)~1.1度/秒(M=1.2时);M数从0.9增加到1.6的加速时间减少1.8秒左右;空战燃油节省180公斤;承受机动过载的能力也提高了,在M数为0.6,0.9,1.2时过载系数分别提高0.2g,0.4g,0.8g;此外还可以提高升阻比:在M<l时可提高8%,M>l时可提高15%。这些就使战斗机的机动性大大提高。

    如果拿F-16战斗机和法国战斗机“幻影”Fl,瑞典的Saab-37,苏联歼击机米格-21相比,性能就很突出,除高空最大速度,F-16稍低于其他三种飞机外,其他性能均比它们优越。其原因之一就是F-16采用了主动控制技术。
静稳定就是秋千,静不稳定就是高跷
amezard 发表于 2012-12-4 11:50
楼主不会百度么,下面这段已经很通俗易懂了,再看不懂就没办法了

     所谓静稳定度是指气动中心到飞机 ...
百度是啥,楼主不会百度!



自行车、独轮车,静不稳定,但省结构,控制过关后好处很多。三轮车、4轮车静稳定,差异自己想。
越看越糊涂!
静稳定的飞鸡的重心在机翼之前,要飞起来的话就必须机翼往上提、水平尾翼往下压, 而静不稳定的飞鸡的重心在机翼和水平尾翼之间,要飞起来的话就变成机翼和水平尾翼同样往上提。原理就这么简单。
圆降落伞和滑翔伞的区别。
就看对象是什么了,太稳定的东西就不灵活,机动性就差,反之,不稳定机动性就强。
一个在飞行中呈惯性状态,踢一脚都没事。
另一个,飞行中计算机在连续无限次地调整姿态到想要的姿态。
没有电传控制,第二种就拉到了。
静稳定: 假设飞行器处于稳定飞行状态,受到一个扰动,(比如客机内有大胖子在机尾乱跳,遇到小的风切变,固体火箭发送机装药不均匀导致产生一个与发动机法向不平行的推力脉冲等等),飞行姿态发生了变化(比如俯仰,偏航,滚动3个角之一发生了变化),在不施加外部控制的情况下,飞行器能够在空气动力的作用下,恢复原有的飞行状态。

静不稳定:在发生上述变化时,如果不施加外部控制(转动空气舵,调整推力矢量,调整飞行器重心等),飞行器由于扰动引起的姿态变化不会恢复,而且会持续扩大,导致飞行姿态持续变化。

这里的静指的是不施加外部控制
《从静稳定谈起,看三种四代机的气动设计(J-20/F-22/T-50) 》
http://lt.cjdby.net/thread-1450131-1-1.html
多谢,学习了
好多版本,没有理清头绪


可以汽车来比较,静稳定的汽车松开方向盘后,会保持一个直线方向继续前进;而有些汽车方向跑偏,还有些一会偏左一会偏右,因此需要持续控制才能正常前行

静不稳定的战斗机本身从气动上看是不能够正常飞行的(比如一会偏左一会偏右),因此需要不断的实施自动控制以保持飞行的平稳,但这个特性在机动的时候很有利,可以迅速进入各种机动状态,适合高机动性作战。就犹如跑右的汽车,往右机动实在是太容易了,一松手即可,呵呵(俺车就总是跑右。。。跑右。。。。一松手,就已经达到三代战机向右的高机动水准了{:soso_e127:} )

这个自动控制需要飞控软件和计算机来完成,可能每秒都需要进行若干次操作,人难以做到,所以以前的战斗机都是静稳定的;而IT技术发达后的三代战机就可以静不稳定了

----这玩意要没有计算机,就是一摔机的货



可以汽车来比较,静稳定的汽车松开方向盘后,会保持一个直线方向继续前进;而有些汽车方向跑偏,还有些一会偏左一会偏右,因此需要持续控制才能正常前行

静不稳定的战斗机本身从气动上看是不能够正常飞行的(比如一会偏左一会偏右),因此需要不断的实施自动控制以保持飞行的平稳,但这个特性在机动的时候很有利,可以迅速进入各种机动状态,适合高机动性作战。就犹如跑右的汽车,往右机动实在是太容易了,一松手即可,呵呵(俺车就总是跑右。。。跑右。。。。一松手,就已经达到三代战机向右的高机动水准了{:soso_e127:} )

这个自动控制需要飞控软件和计算机来完成,可能每秒都需要进行若干次操作,人难以做到,所以以前的战斗机都是静稳定的;而IT技术发达后的三代战机就可以静不稳定了

----这玩意要没有计算机,就是一摔机的货

你和你父母的关系是静稳定的关系;
你和你老婆的关系是静不稳定的关系。

fengkoufei 发表于 2012-12-4 22:19
你和你父母的关系是静稳定的关系;
你和你老婆的关系是静不稳定的关系。


哈哈,孩子是飞控?
fengkoufei 发表于 2012-12-4 22:19
你和你父母的关系是静稳定的关系;
你和你老婆的关系是静不稳定的关系。


哈哈,孩子是飞控?
升力中心和中心是否重叠为标准,够简单了吧。
打错字了。升力中心和重心是否重叠为标准。
静稳定的飞机就像放在碗底的鸡蛋,怎么动,最后都会改到初始状态,静不稳定的飞机就像放在碗口的鸡蛋,受到 ...
你说的是动稳,静稳仅仅是tendency,回不回的去就另说了
不得不说一句,貌似没一个学控制的
fengkoufei 发表于 2012-12-4 22:19
你和你父母的关系是静稳定的关系;
你和你老婆的关系是静不稳定的关系。
请大驾二楼!!:L
qazwppp 发表于 2012-12-4 13:47
静稳定: 假设飞行器处于稳定飞行状态,受到一个扰动,(比如客机内有大胖子在机尾乱跳,遇到小的风切变,固 ...
“静”指的并不是“不施加外部控制”
fengkoufei 发表于 2012-12-4 22:19
你和你父母的关系是静稳定的关系;
你和你老婆的关系是静不稳定的关系。
此贴二楼出现了