方向操縱性

飛機的方向操縱性是指飛行員操縱方向舵以後，飛機繞立軸偏轉而改變其側滑角等飛行狀態的特性。

基本介紹

• 中文名：方向操縱性
• 外文名：Directional control
• 所屬領域：航空航天
• 定義：繞立軸偏轉而改變其側滑角
• 影響因素：重心、速度、高度等
• 操縱方法：操縱方向舵

概念

飛機的操縱性是指飛行員的操縱動作(如推、拉駕駛桿等)改變飛行姿態的性能，它主要是通過飛機上的三個操縱面：升降舵、方向舵和副翼來實現的。飛行員操縱飛機時，手腳的操縱動作與飛機轉動的方向是一致的。符合人體運動的本能習慣。

飛機操縱性包括俯仰操縱性、橫側操縱性和方向操縱性。

飛機的方向操縱性是指飛行員蹬踏左、右腳蹬時，飛機相應改變飛行方向的特性．它是通過偏轉方間舵使飛機統機體豎軸旋轉來實現的。當飛行員蹬踏左腳蹬時．方向舵向左偏轉，此時垂直尾翼上產生右向的附加升力，對機體重心形成逆時針操縱力矩，使機頭向左偏轉；反之．當飛行員蹬踏右腳蹬時．方向舵向右偏轉，此時垂直尾翼上產生左方向的附加升力，對機體重心形成順時針操縱力矩，使機頭向右偏轉。

飛機的方向操縱性，就是在飛行員操縱方向舵後，飛機繞立軸偏轉而改變其側滑角等飛行特性。與俯仰角相似，在直線飛行中，每一個腳蹬位置，對應著一個側滑角，蹬右舵，飛機產生左側滑；蹬左舵，飛機產生右側滑。方向舵偏轉後，同樣產生方向舵樞軸力矩，飛行員需要用力蹬舵才能保持方向舵偏轉角不變。方向舵偏轉角越大，氣動動壓越大，蹬舵力越大。

影響因素

飛機的操縱性不是一成不變的，它要受到許多因素的制約，影響飛機操縱性的因素有飛機重心位置的前後移動、飛行的速度、飛行高度、迎角等。平飛、上升和下降指的是飛機既不帶傾斜也不帶側滑的等速直線飛行。這也是飛機最基本的飛行狀態。飛機平飛、上升和下降性能是飛機最基本的飛行性能。如，平飛最大速度、平飛最小速度、最大上升角、最大上升率，升限、最小下降角、最大下降距離等，這些都是飛行員首先要學習和掌握的。

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(飛機迎角改變時，附加升力的著力點)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。現代民用飛機都要求具有足夠的穩定性和良好的操縱性。

基本原理

飛行中通過操縱方向舵改變側滑角的基本原理同操縱升降舵改變飛機迎角的原理基本類似。飛行員通過蹬右舵，操縱方向舵向右偏轉，垂直尾翼上產生向左的附加氣動力，它對飛機重心產生的力矩打破了原有的方向平衡，使飛機機頭向右偏轉。機頭右偏，產生左側滑，由左側滑引起的方向穩定力矩有使飛機機頭左偏的趨勢。開始時，由於操縱力矩大於方向穩定力矩，飛機機頭繼續左偏。隨著側滑角的增加，方向穩定力矩增加，當方向穩定力矩和操縱力矩相等時，飛機穩定在一個新的較大的側滑角上。可見，在不帶滾轉的直線飛行中，每一個腳蹬位置對應著一個側滑角。蹬右舵，飛機產生左側滑。蹬左舵，飛機產生右側滑。類似於升降舵的偏轉，方向舵偏轉後也會產生方向鉸鏈力矩，飛行員需用力蹬舵才能保持方向舵偏轉角不變。方向舵偏轉角越大，氣流動壓越大，蹬舵力就越大。

方向操縱性和橫側操縱性的關係

飛機的方向操縱性和橫側操縱性與方向安定性和橫側安定性一樣，也是互相聯繫和相互影響的。

分析飛機方向操縱性時，我們假設飛機是無滾轉的。而在分析橫側操縱性時，又假設飛機是無側滑的，目的是為了便於問題的分析。然而在實際飛行中，側滑和滾轉常常是同時出現的。

例如，飛行員蹬左舵，飛機向左偏轉，產生右側滑時，由於機翼上反角和後掠角的作用，右翼升力比左翼的大，形成橫側安定力矩，使飛機向左滾轉。同理，蹬右舵，飛機產生左側滑時，飛機向右滾轉。

又如，飛行員向左壓盤，飛機向左滾轉，在升力和重力的合力作用下，飛機向左做曲線運動，產生左側滑。在左側滑中，相對氣流從飛機左前方吹來，在垂直尾翼上產生向右的空氣動力，對重心形成向左的方向安定力矩，使飛機向左偏轉。同理，向右壓盤，產生右側滑，飛機在向右滾轉時，還向右偏轉。

可見，只蹬舵，飛機不儀繞立軸偏轉，同時還會繞縱軸滾轉；只壓盤，飛機不僅繞縱軸滾轉，同時還會繞立轉偏轉。就是說，無論蹬舵或壓盤，都能造成飛機的偏轉和滾轉。知道這種關係很有用處，如大迎角飛行時，橫側操縱性變差，這時可用蹬舵來改變或修正飛機的坡度。又如在飛行中，如果方向舵或副翼中任意一個失去效用時，仍然可操縱飛機轉彎。

所以，研究飛機的方向操縱性和橫側操縱性時，應結合起來研究。方向操縱性和橫側操縱性總合起來又叫飛機的側向操縱性。