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机动性最强的战斗机盘点,决定战斗机机动性的因素介绍(4)

来源:未知 |发布时间:2016-01-25 15:32:54


  
后掠翼给横滚稳定性带来变数。在横滚导致侧滑时,内侧机翼“迎向”气流,造成等效后掠角降低,升力提高,机翼上抬;外侧机翼则相反,造成飞机向横滚方向的反向横滚倾向,可以等效为机翼上反的横滚增稳效应。前掠翼则相反,可以等效为机翼下反的横滚失稳效应。



偏航稳定性可以用风向标来理解,只要重心之后的机身(包括垂尾)的侧面积大于重心之前的机身侧面积,偏航就是稳定的



现代战斗机的机翼和尾翼位置似乎不成比例地靠后,是由于发动机使重心后移。为了保证足够的偏航稳定性,垂尾必须有足够的面积,要是单垂尾实在太大,就用双垂尾
  
偏航稳定性比较简单。飞机的侧面好像风向标一样,高大的垂尾好像风向标的羽翼。只要重心之后的机身侧面积大于重心之前,飞机在偏航方向上就是静态稳定的。在飞行中,如果机头因为大气中的扰动而偏离原航向,空气压力在后机身上的作用力大于在前机身的作用力,使机身自然回位。对于喷气式战斗机来说,发动机通常安装在机尾,重心自然靠后,使得机翼位置也只能靠后,以保证至少在典型飞行速度下升力中心不至于跑到重心的前面去,这使得现代战斗机大多像箭一样,细长的前机身,靠后的机翼,所以只能用高大的垂尾保证偏航稳定性。由于设计过程中发动机超重是常见的问题,使得飞机重心比预想的更加靠后,或者大迎角机动中,机身对垂尾的遮挡超过设计预期,战斗机在试飞后,常常发生被迫增大垂尾的事情。不过要是放宽偏航稳定性,用垂尾的不断修正动作补偿,垂尾是可以减小的,只是这对飞控技术和系统可靠性的要求提高。

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除了三轴稳定性外,两两组合还可以出现新的组合稳定性问题,其中比较突出的是偏航稳定性和横滚稳定性。如果偏航稳定性过强而横滚稳定性不足,在气动扰动下可能出现所谓“荷兰滚”,飞机像醉汉一样来回摇晃。如果横滚稳定性过强而偏航稳定性不足,飞机容易进入螺旋。荷兰滚通常除了很使人头晕外,没有大碍,但螺旋要是不及时改出,就很容易导致飞机失事了。飞机在大迎角机动时,机身对垂尾有所遮挡,垂尾效率有所降低,使偏航稳定性有所降低。当偏航稳定性降低到一定程度时,就容易进入螺旋,所以高机动战斗机都采用种种措施,包括用推力转向发动机辅佐,或者像米格 I-44 那样用可调腹鳍,来增强(实际上是恢复)大迎角机动下的偏航稳定性。
  
稳定性说到底就是一个回位趋势,但凡事都有一个度,回位趋势太弱了,回位拖拖沓沓;回位趋势过强了,则容易矫枉过正。两者之间的最优折中是所谓控制系统的调试问题,调得不好的话,会来回震荡好多次,才落到正确的位置,像有的糟糕的电梯一样,到了规定的楼层不是干脆利索地一下子准确地停下来,而是颤悠好几次才停下来。
  
稳定性解决了,接下来就是机动性了。战斗机的机动性大体可分为垂直机动性和水平机动性。 摩登男士:www.mrmodern.com
  
水平机动性主要就是转弯性能,盘旋就是稳定地一直转弯下去。但战斗机是怎么转弯的呢?战斗机不是像航船转向靠转舵一样,用垂尾转向。事实上,垂尾可以改变飞机的指向,但不能用来转向,垂尾主要是用来维持偏航稳定性的。应该注意的是,空气的摩擦力很低,不可能通过改变飞机指向来转向。单纯改变飞机指向只能使飞机在惯性的作用下向前侧滑,也就是说,机头指向改变了,但飞机的航迹依然是向前的。飞机转向需要一个侧向的力,有了这个侧向力之后,改变飞机指向才能使飞机转向新的航向。这个侧向力是通过横滚产生的。

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