操縱性

飛機的操縱性是指飛機在飛行員操縱升降舵、方向舵和副翼下改變其飛行狀態的特性，又可以稱為飛機的操縱品質。操縱性受到飛機重心位置、飛行速度和飛行高度的影響，可以由桿位移、桿力和跟隨性的好壞來評估。

基本介紹

• 中文名：操縱性
• 外文名：controllability
• 定義：飛機對操縱的反應特性
• 影響因素：重心位置、飛行速度、高度

定義

飛機的操縱性又可以稱為飛機的操縱品質飛，是指飛機對操縱的反應特性。操縱則是飛行員通過駕駛機構改變飛機的飛行狀態。

飛機之所以能在空中飛行是靠作用在飛機上的力和力矩來實現。飛行員可以通過操縱系統改變這些力和力矩的大小及方向，從而使飛機按照飛行員的意圖保持或改變飛行狀態及各種飛行參數。駕駛員推拉駕駛桿和踩腳蹬的力量被視為操縱的“輸入量”，駕駛桿和腳蹬所產生的位移也可以被視為“輸入量”，而飛機的反應，如迎角、側滑角、過載、角速度、飛行速度的變化量等則視為操縱的“輸出量”。

分類

按運動方向的不同，飛機的操縱也分為縱向、橫向和航向操縱。

縱向操縱

改變飛機縱向運動(如俯仰)的操縱稱為縱向操縱，主要通過推、拉駕駛桿，使飛機的升降舵或全動平尾向下或向上偏轉，產生俯仰力矩，使飛機作俯仰運動。

飛行中向後拉駕駛桿，使機頭上仰；反之，前推桿，機頭下俯。

橫向操縱

使飛機繞機體縱軸旋轉的操縱稱為橫向操縱，主要由偏轉飛機的副翼來實現。當駕駛員向右壓駕駛桿時右副翼上偏、左副翼下偏，使右翼升力減小、左翼升力增大，從而產生向右滾轉的力矩，飛機向右滾;向左壓桿時，情況完全相反，飛機向左滾轉。

飛行中左壓駕駛桿，飛機向左傾斜；反之右壓桿，飛機向右傾斜。

航向操縱

改變航向運動的操縱稱為航向操縱，由駕駛員踩腳蹬，使方向舵偏轉來實現。踩右腳蹬時，方向舵向右擺動，產生向右偏航力矩，飛機機頭向右偏轉;踩左腳蹬時正相反，機頭向左偏轉。實際飛行中，橫向操縱和航向操縱是不可分的，經常是相互配合、協調進行，因此橫向和航向操縱常合稱為橫航向操縱。

飛行中踏左腳蹬，機頭向左偏轉；反之踏右腳蹬，機頭向右偏轉。

操縱性的評估

操縱性能好壞是衡量飛機性能好壞的一個重要因素。操縱性能很好的飛機，飛行員飛行起來舒服、愉快、得心應手。操縱性能的好壞也決定了飛機由結構強度、動力裝置、氣動力等構成的飛行性能是否能充分發揮出來。同時又是飛機能否在飛行中防止進入危險狀態(失速、尾旋、縱向激烈擺動等)，保持飛行安全的大問題。

飛機操縱品質的好壞是一個與飛行員有關的帶一定主觀色彩的問題，但是仍然有一些基本的標準來衡量飛機的操縱品質。操縱品質常以輸入量和輸出量的比值(操縱性指標)來表示，這些比值不宜過小，也不易過大。如果比值太小，則操縱輸入量小，輸出量大，這種飛機對操縱過於敏感，不僅難於精確控制，而且也容易因反應量過大而產生失速或結構損壞等問題;如果比值過大，則操縱輸入量大，輸出量小，飛機對操縱反應遲鈍，容易使飛行員產生錯誤判斷，也可能造成飛機的大幅度振盪，同樣導致失速或結構破壞。如果飛機在作機動飛行時，不需要飛行員複雜的操縱動作，駕駛桿力和桿位移都適當，並且飛機的反映也不過快或者過分的延遲，那么就認為該飛機具有良好的操縱性。

一般衡量飛機操縱性能好壞有三個指標：桿位移大小、桿力大小、跟隨性的好壞。

桿位移大小

桿位移的大小是飛行員能否準確操縱飛機的一個重要因素之一。我國軍用飛機飛行品質規範中規定殲、強擊機桿位移梯度下限為12毫米，上限因現在還拿不準，還未作規定，有待進一步實踐。桿位移大去或太小都不好。如果桿位移太大，說明飛機反應遲鈍，其原因是穩定性太好或舵面效率太低。桿位移太小飛行狀態改變會很突然，飛行員就不好控制飛行狀態，這樣飛行起來飛行員精力要高度集中，操縱動作要特別謹慎、柔和，並要時刻注意飛行狀態的變化。這樣操縱飛機既吃力又困難。所以適當的桿位移是給飛行員操縱飛機、觀察飛行狀態變化的一個時間過程，是保證飛行員準確操縱飛機，順利完成任務的重要因素。

桿力大小

桿力大小直接影響飛行員在空中的疲勞程度和對飛機操縱的難易程度。飛行員對桿力大小很敏感，很容易評價出飛機駕駛桿的輕重。因為桿力是飛行員操縱飛機時能直接感受到。一些經驗豐富的飛行員可以根據駕駛桿桿力的大小判斷出飛機的速度大小。

操縱飛機桿太輕和太重都不太好，操縱桿太輕使飛行員操縱飛機時的感覺很小，若桿位移控制不好，很容易造成操縱量過大，這樣飛機當然不好操縱。但桿力太大也不行，操縱飛機很費力，容易疲勞，一般人體會不到這一點，好像操縱飛機時最大的力也沒有多大，但這個力長時間作用在飛行員右臂上就很累了。另外桿力太大直接影響飛行員對飛機的準確操縱，就做不出精確動作來。

跟隨性的好壞

跟隨性是飛行員通過駕駛桿、蹬舵操縱各舵面後，飛機反應的快慢。也是衡量飛機操縱性好壞的一個標誌。跟隨性太好，飛機反應過靈，像殲六飛機大速度飛行時，力臂停在大力臂位置時出現的操縱過靈。如果跟隨性差，飛機表現反應遲鈍，殲六飛機大馬赫數飛行時可以把桿拉到底，飛機狀態改變也不大就是這種現象。這就不能充分發揮飛機的性能。

一架操縱性能好的飛機，應該有在各種速度下適合飛行員操縱的桿位移、桿力和跟隨性。這樣飛行員才能順利的完成儀表飛行科目，以及攻擊瞄準科目。而且各種數據容易保持，精力消耗少，不易疲勞，尤其對保證飛行安全特別有利。比如攻擊科目在瞄準時需要精確操縱，尤其水平攻擊瞄準時間短，只有幾秒鐘，給飛行員判斷與目標機間的距離、進入角都帶來很大困難。如果飛機不能得心應手的操縱，就容易影響安全。

影響飛機操縱性的因素

飛機重心位置

重心前移，重心到焦點的距離增加，俯仰穩定力矩增大。重心前移，導致飛機桿位移和桿力增大，俯仰操縱性變差，俯仰穩定性增強；重心後移，導致桿位移小，桿力變輕，操縱性變好，俯仰穩定性變差。

飛行速度

速度大飛機反應快，操縱性好（速度大導致舵面效率高）。

飛行高度

以同一個真速進行飛行，高度增加，空氣密度降低，飛機反應慢，操縱性差（密度導致舵面效率低）。高空飛行有桿、舵變輕，反應遲緩的現象。

迎角

迎角增大，橫側操縱性變差，臨界迎角和大於臨界迎角時，可能出現橫側反操縱。小迎角時，壓右盤，飛機右滾，形成右側滑，出現橫側穩定力矩，阻止右滾。接近臨界迎角時，壓右盤，下偏副翼的左側機翼阻力很大，上偏副翼的右側機翼阻力較小，這一阻力差將加大飛機的側滑角，從而加大使飛機左滾的橫側穩定力矩。當穩定力矩大於操縱力矩時，出現壓右盤導致飛機左滾。消除橫側反操縱的關鍵在於消除大迎角下壓盤導致的機翼阻力差，可以使用差角副翼、阻力副翼、開縫副翼等。在大迎角飛行時，可採用方向舵來輔助副翼操縱。

操縱性與穩定性的矛盾

飛機操縱性的好壞與飛機的穩定性之間存在著一定的排斥關係。如果飛機的焦點位置過於靠後，飛機的穩定性很好，因此飛機抵抗飛行狀態變化的力和力矩會很大，飛機對飛行員操縱的回響就會很慢，飛機的操縱性也就不好。反之，飛機的焦點靠前，穩定性變差，飛機對操縱的回響變得靈敏，操縱特性變好。現代先進戰鬥機為了獲得優良的操縱性和機動性，都將飛機設計稱為氣動不穩定的，而採用主動控制技術來控制飛機的穩定，從而實現好的操縱性。