穩(wěn)定性－這是飛機(jī)糾正那些可能改變它的平衡條件的內(nèi)在品質(zhì)，以及返回或繼續(xù)在原始航跡上飛行的能力。這是一個(gè)飛機(jī)的主要設(shè)計(jì)特性。
機(jī)動(dòng)性－這是飛機(jī)容易機(jī)動(dòng)且承受機(jī)動(dòng)引發(fā)的壓力的能力。它受飛機(jī)的重量，慣量，大小，飛行控制的位置，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以及發(fā)動(dòng)機(jī)等因素決定。這也是一個(gè)飛機(jī)的主要設(shè)計(jì)特性。
可控性－這是飛機(jī)對(duì)飛行員控制的響應(yīng)能力，特別考慮的是航跡和姿態(tài)。它是飛機(jī)對(duì)飛行員操作飛機(jī)時(shí)施加控制的響應(yīng)特性，和穩(wěn)定性特性無(wú)關(guān)。
穩(wěn)定性的基本概念
飛機(jī)飛行的航跡和高度僅受飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性，推進(jìn)系統(tǒng)和它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限制。這些限制表明了飛機(jī)的最大性能和機(jī)動(dòng)性。如果飛機(jī)要提供最大效用，在這些限制的全部范圍內(nèi)必須是安全可控的，且不超出飛行員的強(qiáng)度和要求額外的飛行能力。如果飛機(jī)沿任意航跡筆直穩(wěn)定的飛行，那么作用于飛機(jī)的力必定是靜態(tài)平衡的。任何物體的平衡受到破壞后的反應(yīng)和穩(wěn)定性有關(guān)。有兩種穩(wěn)定性：靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的。先討論靜態(tài)的平衡，這里的討論將用到下面的定義：
1) 平衡－所有作用于飛機(jī)的相反的力都是平衡的。(飛機(jī)處于穩(wěn)定的不加速的飛行狀態(tài))
2) 靜態(tài)穩(wěn)定性－當(dāng)平衡被破壞后飛機(jī)顯示出的最初趨勢(shì)。
3) 正靜態(tài)穩(wěn)定性－飛機(jī)平衡被破壞后返回到原來(lái)平衡狀態(tài)的最初趨勢(shì)。圖3－10
4) 負(fù)靜態(tài)穩(wěn)定性－飛機(jī)平衡被破壞后持續(xù)偏離原來(lái)平衡狀態(tài)的最初趨勢(shì)。
5) 中性靜態(tài)穩(wěn)定性－飛機(jī)平衡被破壞后維持在一個(gè)新條件的最初趨勢(shì)。
靜態(tài)穩(wěn)定性
飛行中飛機(jī)的穩(wěn)定性比解釋的要稍微復(fù)雜的多，因?yàn)轱w機(jī)可以自由的向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，且俯仰和側(cè)滾以及方向都必須是可控的。設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，工程師必須在穩(wěn)定性，機(jī)動(dòng)性和可控性之間折中；因?yàn)轱w機(jī)的三個(gè)軸向自由度使得問(wèn)題變的更加復(fù)雜了。太高的穩(wěn)定性對(duì)機(jī)動(dòng)性有害，類似的，不足的穩(wěn)定性對(duì)可控性也有害。在飛機(jī)設(shè)計(jì)中，這兩者(穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性)之間的折中是個(gè)關(guān)鍵。
動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性
靜態(tài)穩(wěn)定性定義為飛機(jī)在平衡條件被破壞后顯示出來(lái)的初始趨勢(shì)。有時(shí)候，初始趨勢(shì)和總體趨勢(shì)不同或者相反，因此必須區(qū)別這兩者。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性是飛機(jī)的平衡被打破后顯示出來(lái)的總體趨勢(shì)。圖3－11的曲線顯示了受控的功能隨時(shí)間的變化�？梢钥闯鰰r(shí)間單位非常重要。如果一個(gè)周期或者一個(gè)起伏的時(shí)間單位超過(guò)10秒，這叫長(zhǎng)周期振動(dòng)(起伏運(yùn)動(dòng))，且容易被控制。在縱向長(zhǎng)周期振動(dòng)中，當(dāng)空速增加或者降低時(shí)，迎角保持不變。對(duì)于某一角度，期望振動(dòng)會(huì)收斂，但是不是必須的。起伏運(yùn)動(dòng)只能在靜態(tài)穩(wěn)定的飛機(jī)上測(cè)定，這對(duì)飛機(jī)的配平質(zhì)量有很大的影響。如果一個(gè)周期或者一個(gè)起伏的時(shí)間單位小于一秒或者兩秒，這稱為短周期振動(dòng)，如果不是不可能的話，飛行員通常是非常難以控制的。這是飛行員很容易增強(qiáng)它的一種振動(dòng)類型。
中性或者發(fā)散的短期振動(dòng)是危險(xiǎn)的，如果振動(dòng)不是快速阻尼的話，一般會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)化失效。短期振動(dòng)影響飛機(jī)和控制面是類似的，它們表現(xiàn)為飛機(jī)的縱向擺動(dòng)，或表現(xiàn)為控制面的振動(dòng)或顫動(dòng)�；旧�，短期振動(dòng)出現(xiàn)在迎角變化而空速不變時(shí)�？刂泼娴亩唐谡駝�(dòng)一般是飛機(jī)的高頻振動(dòng)以至于飛機(jī)都沒(méi)時(shí)間反應(yīng)。邏輯上，聯(lián)邦管制法規(guī)要求短期振動(dòng)必須是大阻尼的(也就是短期振動(dòng)立即消失)。飛機(jī)的適航性認(rèn)證時(shí)的飛行測(cè)試就是為這個(gè)情況而執(zhí)行的，方法是通過(guò)降低極大臨界速度(也就是Vne, 不過(guò)速)時(shí)配平，側(cè)滾或俯仰控制中的振動(dòng)。測(cè)試中，飛行員拉下控制輪或下踏方向舵踏板壓低，然后觀察結(jié)果。
縱向穩(wěn)定性(俯仰)
設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，為開(kāi)發(fā)三個(gè)軸向期望的穩(wěn)定性角度作了大量的努力。但是橫軸的縱向穩(wěn)定性被認(rèn)為是最受不同飛行條件下特定變量的影響�？v向穩(wěn)定性是使飛機(jī)繞橫軸維持穩(wěn)定的品質(zhì)。它影響飛機(jī)的俯仰運(yùn)動(dòng)，即飛機(jī)頭向上或向下的運(yùn)動(dòng)�？v向不穩(wěn)定的飛機(jī)有一個(gè)逐漸爬升或者俯沖到非常極端狀態(tài)的趨勢(shì)，甚至是失速。因此，縱向不穩(wěn)定的飛機(jī)變的難以飛行，有時(shí)還危險(xiǎn)。
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