飞机的侧向气动力和力矩[通俗易懂]

主要研究的内容：（侧向力：滚转和偏航）

1、产生侧力的部件和侧力的计算

2、滚转力矩和偏航力矩的计算

3、滚转静稳定导数和偏航静稳定导数

{还记得的部分：

1、方向舵是朝上还是朝下，决定着是正向力矩还是反向力矩（滚转力矩？）

2、对于来流方向的两次分解，用来确定上反角（下反角）对于滚转力矩的影响

3、除了上反角，还有一个什么角度也是会影响到滚转力矩来着？

4、归一化角速率是啥含义？为何归一化的公式不一样（当在计算纵向气动力矩的时候要乘以弦长，在计算侧向气动力矩的时候要乘以展长）

}

一、侧力

定义：指的是沿着机体系oy轴作用的力。侧向气动力=侧向气动力系数*Q*Sw。

产生的主要原因：飞机的气流不对称

侧滑角（相对气流与飞机对称面的夹角）产生的侧力：

当侧滑角为正的时候，侧向力的方向为沿着oy的负方向。所以。气动力系数对侧滑角的导数是小于0的。

侧滑角引起的总侧向力表示为气动力系数对侧滑角的导数*Q*Sw*侧滑角。

方向舵产生的侧力：其实也是垂尾产生的侧向力，但是这时不是因为来流方向和机身有一个角度而产生的力，而是因为主动改变了垂尾（方向舵）的角度，而使得来流作用在垂尾上有一个力。

定义方向舵后缘左偏为正，产生的侧力沿着oy正方向。气动力系数对方向舵偏转角度的导数是正的。

滚转角产生的侧力：大小等于气动力对滚转角速度的导数*Q*Sw*p平均。其中p平均是对滚转角速度进行了归一化处理之后的值，归一化的计算公式有苏式和欧美的差别，角速度*展长（有时是弦长）/V(2V)

垂尾朝上时：飞机正向翻滚时，垂尾上产生一个阻碍飞机正向翻滚的力和力矩。侧向力沿着oy轴负方向。气动力对滚转角速度的导数<0。

垂尾朝下时：飞机正向翻滚时，垂尾上产生一个阻碍飞机正向翻滚的力和力矩。侧向力沿着oy轴正方向。气动力对滚转角速度的导数>0。

偏航角产生的侧力：同样是垂尾产生了附加速度，计算时同样要对偏航角速度进行归一化。

总的计算公式：

二、滚转力矩

滚转静稳定性的定义及滚转静稳定导数:

s说明飞机是滚动稳定的。

原因：当干扰使得飞机产生一个正向的滚转时，在俯视图上看，飞机有一个向右的速度分量。

此时必须产生一个向左的力矩，才能克服这个扰动。由于滚转角度大于0，只有当横向滚动稳定性导数小于0的时候，滚动力矩才小于0。

1、横向滚转稳定性力矩、侧滑角作用分量

{那这里的式子还对吗？}

侧滑角影响侧向力矩要考虑机翼上下反角、机翼后掠角、机身、垂尾四个方面的因素。

（1）机翼上下反角：

机翼上反角，正侧滑角引起沿着-ox的力矩；力矩系数为负数。

机翼下反角，正侧滑角引起沿着ox的力矩；力矩系数为正数。

（2）机翼后掠角：

将侧滑角引起的速度分量分解到沿着机翼方向和垂直机翼方向

为何说产生升力的有效速度分量为垂直速度分量？

根据作图分析知道，右机翼的有效速度分量大于左机翼的有效速度分量，所以右机翼的升力较大，力矩沿着-ox方向，力矩系数为负数。

（3）垂尾的影响

若立尾在机身上方侧滑产生的力矩 （vsinB），一方面使得飞机沿-ox 转动，一方面使得飞机沿oz转动。 

(4)机翼机身气动力干扰力矩 

2、滚转控制力矩

 副翼正向偏转时，右副翼下偏，左副翼上偏，右机翼弯度大，左机翼弯度小，右机翼升力增大，左机翼升力减小，力矩沿着-ox方向。

3、操纵交叉力矩

4、滚转阻尼力矩

5、交叉动态力矩

三、偏航力矩

航向稳定性的定义及航向静稳定导数