基本介紹
- 中文名：飛行動力學
- 外文名：AIRCRAFT DYNAMICS
- 意義：研究飛行器運動規律總體性能科學
- 別稱：飛機飛行動力學
- 領域：行動力學範疇
研究內容,研究目的,建模研究,
研究內容
飛行性能
這裡把飛機作為質點，研究飛機的空氣動力特性(主要是升力一阻力特性)、發動機性能和飛機質量如何影響飛行性能。飛機的飛行性能包括平飛最大速度、平飛最小速度、最大爬升率、升限(最大飛行高度)、航時(續航時間)、航程、最小轉彎半徑、機動能力、起飛一著陸距離等。
靜態穩定性和靜態操縱性
這裡主要研究飛機飛行的平衡狀態和平衡條件，而不考慮由一個狀態到另一個狀態的動態過渡過程。研究升降舵偏轉角、駕駛桿位移和駕駛桿力隨速度和過載的變化，變化的梯度就是穩定性標誌，並由此導出飛機的若干特徵點和穩定裕度：固舵(升降舵固定)中性點和固舵穩定裕度，握桿(升降舵駕駛桿固定)中性點和握桿穩定裕度，松桿(升降舵駕駛桿鬆浮)中性點和松桿穩定裕度，固舵機動點和固舵機動裕度，握桿機動點和握桿機動裕度，松桿機動點和松桿機動裕度。所謂“靜態穩定性”的說法是不嚴格的，事實上只有唯一的穩定性。
動態穩定性和動態操縱性
動態穩定性的內容包括動態過程品質和模態特性。通常情況下，飛機的縱向運動有長周期模態和短周期模態，橫側向運動有滾轉模態、螺旋模態和荷蘭滾模態。動態操縱性的內容主要是飛機對舵面偏轉的回響特性；或者更一般地，是飛機運動變數對操縱輸入的傳遞函式。
飛行品質
這是由飛機的飛行性能、穩定性和操縱性綜合決定的品質，反映駕駛員操縱飛機的難易程度。
性能分析
飛機加自動駕駛儀的閉環系統的動態特性分析、自動駕駛儀的結構迴路的選擇及參數的確定。
飛機對大氣擾動的回響特性
通常考慮三類大氣擾動，即離散突風、風切變、大氣紊流。
直升機的飛行動力學在許多方面與飛機類似，但更加複雜，因為直升機有更多的自由度。
研究目的
飛機飛行動力學的研究目的是為飛機的設計、使用和性能的發揮提供理論依據。飛行動力學的研究方法可分為理論研究和實驗研究。其理論基礎包括空氣動力學、理論理學(剛體力學)、結構力學、彈性力學、自動控制理論等；理論研究的主要工具是套用數學和計算機；飛機飛行動力學所研究的主要問題是飛機的飛行性能和穩定性與操縱性(即飛機的動態特性)。其中飛行性能主要研究在已知外力情況下，作為質點的飛機運動規律，如飛行速度、飛行高度、航程、起飛、著陸和機動飛行等；飛機的穩定性和操縱性主要是研究作為質點系(剛體或彈性體)飛機保持和改變飛行狀態的能力，即研究在外界擾動和操縱作用下飛機的運動特性。研究飛機飛行動力學問題的出發點是飛機的運動方程，它是對飛機運動規律的基本描述，而運動方程建立的前提是在一定意義下的坐標系中定義表征飛機運動狀態的參數如飛機的空間位置、姿態、飛行速度以及角速度等。
建模研究
飛機飛行動力學是力學的一個分支，其任務是建立描述飛機運動動力學(或數學)模型，並在此基礎上對所設計飛機的穩定性和操縱性進行分析。飛機的動力學建模一般要考慮以下幾方面的內容：
(1)飛機本體的動力學模型，根據研究問題的不同要求，可以將飛機本體視為質點、剛體或彈性體。
(2)飛機的運動學模型，根據研究問題的要求，可以選擇不同的坐標軸系，對飛機的空間位置、方位角以及它們之間的關係進行描述。
(3)對飛行過程中作用在飛機上的氣動力、力矩的數學描述。
(4)對飛機飛行過程中作用在飛機上的發動機作用力、力矩的描述。
