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2023电力行业多旋翼无人机竞赛
10,025
单选题

飞机在加速滚转中,如果没有侧滑,就不会产生横侧稳定力矩,所以滚转角速度的变化只取决于( )。

A
横侧操纵力矩和横侧阻转力矩
B
横侧操纵力矩
C
横侧阻转力矩

答案解析

正确答案:A

解析:

这道题考查的是飞机横侧运动中的力矩平衡与动力学原理。以下是详细解析: ### 1. 核心概念分析 * **横侧稳定力矩(Lateral Stability Moment)**: 通常由**上反角效应**、**后掠角效应**等产生。当飞机发生侧滑(Sideslip)时,气流从侧面吹来,导致两侧机翼迎角或有效速度不同从而产生恢复力矩。题目明确指出“**如果没有侧滑**”,这意味着由侧滑引起的横侧稳定力矩为零。 * **滚转角速度的变化**: 根据转动定律 $M = I \cdot \dot{p}$(其中 $M$ 为合力矩,$I$ 为转动惯量,$\dot{p}$ 为滚转角加速度,即滚转角速度的变化率),滚转角速度的变化取决于作用在飞机上的**总横侧力矩**。 ### 2. 受力分析 在没有侧滑的情况下,作用在飞机横侧轴(纵轴)上的力矩主要包含以下两部分: 1. **横侧操纵力矩(Control Moment)**: 这是飞行员通过副翼(Ailerons)偏转产生的力矩。它是主动施加的,旨在改变飞机的滚转状态。只要副翼偏转,就会产生操纵力矩。 2. **横侧阻转力矩(Damping Moment / Resistance Moment)**: 也称为**滚转阻尼力矩**。当飞机以一定的滚转角速度 $p$ 旋转时,下沉一侧的机翼相对气流速度增加,升力增大;上扬一侧的机翼相对气流速度减小,升力减小。这种由滚转运动本身引起的升力差会产生一个阻碍滚转运动的力矩,其方向与滚转角速度方向相反。只要有滚转角速度,就会存在阻转力矩。 ### 3. 选项推导 * **排除 B 和 C**: * 如果只取决于“横侧操纵力矩”(B),则忽略了空气动力阻尼对滚转运动的阻碍作用,这不符合物理事实。 * 如果只取决于“横侧阻转力矩”(C),则忽略了飞行员操纵副翼产生的主动力矩,这也是错误的。 * **确认 A**: 飞机的滚转运动方程可以简化表示为: $$ I_x \dot{p} = L_{\delta_a} \delta_a + L_p p $$ 其中: * $L_{\delta_a} \delta_a$ 是**横侧操纵力矩**(由副翼偏角 $\delta_a$ 产生)。 * $L_p p$ 是**横侧阻转力矩**(由滚转角速度 $p$ 产生,通常为负值,起阻尼作用)。 * 由于无侧滑,涉及侧滑角 $\beta$ 的稳定力矩项 $L_\beta \beta$ 为零。 因此,滚转角速度的变化(即滚转角加速度 $\dot{p}$)是由**横侧操纵力矩**和**横侧阻转力矩**共同决定的合力矩产生的。 ### 结论 在没有侧滑的情况下,横侧稳定力矩消失,此时影响滚转角速度变化的力矩仅剩飞行员输入的操纵力矩和空气动力产生的阻转力矩。 故正确答案为 **A. 横侧操纵力矩和横侧阻转力矩**。

相关知识点:

加速滚转横侧力矩定速变

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