向大家请教，静不稳定飞机如何保持平衡？

飞控。。。。来自: iPhone客户端

你先要理解什么是静不稳定,
静不稳定相当于将两个圆球垂直的摆放.它的稳定点是非常小的!
为了能够维持圆球的稳定,就需要大量不停的修正操作.
飞机通过大量的传感器来获取飞机的飞行姿态,然后传递给处理器.
然后由处理器给出在这样的飞行姿态下该修正的微小操作控制翼面进行微调来保持飞机的稳定性.

anger1999 发表于 2015-6-17 22:21
你先要理解什么是静不稳定,
静不稳定相当于将两个圆球垂直的摆放.它的稳定点是非常小的!
为了能够维持圆 ...
当然这仅仅是我个人的理解,毕竟我不是从事这行的.

杂技演员顶杆，或者海狮顶球，靠大脑指挥脑袋和身体保持头顶上的东西平衡。静不稳定飞机也靠大脑来指挥其稳定飞行，这个大脑就是电脑。
电脑即时感知到各传感器传来的飞机姿态、大气情况和翼面状况，按照控制率来落实飞行员想要做的动作。

故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。

放宽静稳定用飞控调整姿态？

判断飞机的飞行状态并不是只靠陀螺

俯仰配平主要靠攻角仪

静不稳定，需要机机各个控制面不停的动呀动的。静稳定，不需要动就可以保持住一个稳定的姿态。
越不稳定就越容易变化。静不稳定，只有在飞控发展起来后，才有可能被控制，被利用。
我是这么想的，对错不管。

水平姿態感測,靠重力,沒有累進誤差,樓主多慮了.

故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
一战英国的B.E.2c

bigair 发表于 2015-6-17 22:41
故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
静稳定太多了， F15 F14 等大部分三代机……
F16是美国第一架静不稳定战斗机

气动中心在重心之后静稳定度正，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。

放宽静稳定度作用：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%。

故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
不懂多问是对的，你知道问已经很不错了

自行车就是静不稳定系统，呵呵。

老式飞机就是静稳定丶动不稳定哈哈哈哈

bigair 发表于 2015-6-17 22:41
故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。

老式飞机就是静稳定丶动不稳定哈哈哈哈

参考骑自行车

AAFox 发表于 2015-6-17 22:55
判断飞机的飞行状态并不是只靠陀螺

俯仰配平主要靠攻角仪
攻角仪如何感知状态？气流？如果气流不稳，飞机不是要乱颤了？.....

cwchang2100 发表于 2015-6-18 00:10
水平姿態感測,靠重力,沒有累進誤差,樓主多慮了.

飞机飞行会产生各种方向的加速度，这时候分辨不出单纯的重力加速度的方向。

laoyulaile 发表于 2015-6-18 07:32
自行车就是静不稳定系统，呵呵。
呵呵，被您抢先了

一氧化二氢 发表于 2015-6-17 22:34
杂技演员顶杆，或者海狮顶球，靠大脑指挥脑袋和身体保持头顶上的东西平衡。静不稳定飞机也靠大脑来指挥其稳 ...
其实飞控计算机的作用更像小脑

plebeian 发表于 2015-6-18 09:34
其实飞控计算机的作用更像小脑
这倒也是，它只是有点类似条件反射似的自动做出反应。现在的计算机，离大脑的能力还有很大差距。

bigair 发表于 2015-6-17 22:41
故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
F15，还有之前一大票战机全是静稳定。

bigair 发表于 2015-6-17 22:41
故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
静不稳定是近30年才开始普遍采用的设计好吧

OwO 发表于 2015-6-18 08:51
攻角仪如何感知状态？气流？如果气流不稳，飞机不是要乱颤了？.....
有测攻角的传感器的（一般在机头两侧）。气流紊乱不是常态，而且可以取平均值，多数情况数据还是比较准确的。

静不稳定的系统,如果施加一定的控制，是可以处于稳定的状态的，比如倒过来顶起一个啤酒瓶，就是典型的控制情况。人通过观察瓶子轴线的倾斜情况（传感器），通过自己的经验（控制率）控制自己的手及时动作（动作器）补偿瓶子的运动，只要瓶子偏离的速度（系统固有频率）不超过人的能力（响应频率）系统就是处于稳定状态的。而这个过程中瓶子晃动的幅度，往往说明了控制系统的水平，当晃动的幅度（超调量）达到某一临界值时（相位裕度）瓶子就会跌落下来，高水平的人，瓶子很稳，抗干扰能力强。
实际搬到飞机上，理论上飞机匀速平飞的状态，是绕地球质心的匀速圆周运动，其向心加速度为1g，因为飞机的速度远低于第一宇宙速度，为了维持这个状态，飞机必须产生约等于1倍重力的升力，而对于一定的高度，升力的大小对应一定的迎角。所以控制系统控制的目的，就是把飞机稳定在一定的迎角和固定的1g法向加速度上。
而这只需要迎角传感器测量气流与机身的偏角，通过加速度传感器测量法向加速度就可以了。
实际上为了改善响应特性，还会测量飞机的俯仰速率，因为理论上稳定平飞的俯仰速率是0，所以控制系统需要的测量量输入只有迎角，加速度，俯仰/偏航角速度，而这3组量是直接测量的，不需要对时间积分，所以没有积累误差。
至此，飞机已经可以维持对气流的稳定了，但是我们还希望知道飞机相对地面的状态，最低限度，知道相对地面的姿态，如果飞机是停在地面上的，可以通过摆来确定地平面的方向，通过罗盘确定地面真北的方向，这样地面坐标系就建立。
但是飞机一旦升空，则摆就会受到各种加速度的影响，无法指示地垂线方向。这就需要用到惯性测量技术对三轴角速度对时间进行积分，获得地垂线方向。同时也产生了LZ的误差积累问题。
实际工程中，这个问题有2个解决思路，一是对三轴加速度配权，因为飞机上实际测量的三轴加速度中，必然有且仅有一个1g的重力分量，只是无法确定其方向，那么我们就遍历所有可能的方向，每个假设方向与惯性累计基准间的误差就有一定的规律，通过分析这个误差曲线的拐点，就可以获得真地垂方向，但是这个方案需要高的测量精度和运算能力
另一个方案是基于惯性系统的固有频率的，任意质量体与地球自身都通过引力构成一个简谐振动系统，其振动频只与质量比有关，因为地球的质量相对极大，所以基本上这个频率是固定的，其周期是84.4分钟，所以任何施加于简谐运动的外力均不影响系统内的相对运动，所以如果我们有一个摆动周期是84.4分钟的单摆（舒勒摆）那么无论施加在摆上的外力如何，其摆动中心始终是指向地心的。只是这样的摆摆臂长到不切实际，所以工程上是通过一个具有84分钟周期的弹簧惯性系统来代替的
实际上，现代陀螺仪的角度0漂都在0.01度/小时一下，这意味着每4天才会积累一度的误差，所以对飞机来说，单纯依靠惯性积累误差也是可以接受的

一氧化二氢 发表于 2015-6-18 09:41
有测攻角的传感器的（一般在机头两侧）。气流紊乱不是常态，而且可以取平均值，多数情况数据还是比较准确 ...
随机混乱的气流自然可以平均滤除，但是如果遇到有一定方向的气流，比如风，或者上升气流，这用平均数滤不掉啊

三轮车----静稳定，过个沟沟坎坎的不易翻，老太太都能骑，优点：稳、易驾驶。缺点：笨重、不灵活。
自行车（包括杂技用的独轮车）----静不稳定，缺点：不稳易倒，没受过训练不易驾驶。优点：轻便、灵活，可瞬间调头。

OwO 发表于 2015-6-18 09:44
随机混乱的气流自然可以平均滤除，但是如果遇到有一定方向的气流，比如风，或者上升气流，这用平均数滤不 ...
如果飞机姿态因此而改变的话，有多种传感器可以测出，飞控会自动改正姿态。
你可以看看航母着舰的视频，着舰前飞机平尾不断偏转、差动调整，就是飞控在工作。

yr_linyi 发表于 2015-6-18 09:43
静不稳定的系统,如果施加一定的控制，是可以处于稳定的状态的，比如倒过来顶起一个啤酒瓶，就是典型的控制 ...
嗯，好象有点懂了，谢谢

故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
大部分战斗机都是静稳定的，比如F15，三代机大部分是放宽静稳定度要求，而不是设计成静不稳定。

就像你骑自行车一样，是不稳定的，要稳定走，就靠你大脑不断左右微调。

哪怕你感觉自己骑的是直线，实际行驶线是蛇形的，当然调整是你小脑自己平衡，你自己感觉不出来。

你的小脑就是你自行车的“飞控软件”。

有飞行员在上面，可以控制航向，高度。

故弄玄虚的名词。战斗机有静稳定的机型吗？大神给举一个静稳定的战斗机机型例子吧。
有啊！快速跌落的飞机，猛的就砸下来了，尼玛，地上好大的坑啊！

OwO 发表于 2015-6-18 08:51
攻角仪如何感知状态？气流？如果气流不稳，飞机不是要乱颤了？.....
典型的仰角感应器

自行车就是静不稳定系统，呵呵。
你二楼的怎跑十四来了

OwO 发表于 2015-6-18 08:53
飞机飞行会产生各种方向的加速度，这时候分辨不出单纯的重力加速度的方向。
重點不在於沒有誤差,是不會累加.
飛機的水平儀縱使做不好,受到其他加速度影響.但是,過一下子,就會回復.
因為重力一直在同方向保持固定的力量.
這會重置累加誤差.

hbsy8 发表于 2015-6-18 09:55
三轮车----静稳定，过个沟沟坎坎的不易翻，老太太都能骑，优点：稳、易驾驶。缺点：笨重、不灵活。
自行车 ...
你肯定没骑过三轮，三轮车真的比自行车难骑，尤其是载重的时候。

飞机的姿态感知不是单靠陀螺仪，现代的光纤陀螺仪根本就没有什么累积误差之说。就是靠各种姿态传感器的综合信号来自动保证飞机的平衡稳定。

xixingmanji 发表于 2015-6-18 12:08
你肯定没骑过三轮，三轮车真的比自行车难骑，尤其是载重的时候。
骑得困难和骑得艰难是2个意思

就好比骑自行车，平衡点范围很小（静止状态很难保持平衡）。但是在运动中不断修正（根据感应器数据，不断做出回到稳态的修正），却可以走的很稳当。