1、PD01047当飞机受微小扰动而偏离原来纵向平衡状态(俯仰方向),并在扰动消失以后,飞机能自动恢复到原来纵向平衡状态的特性,叫做飞机的纵向稳定性。下列说法错误的是()。

这是一道关于**飞机纵向静稳定性**原理的题目。我们需要分析各个选项，找出说法**错误**的一项。 ### 核心概念解析 **纵向稳定性**是指飞机在受到微小扰动（如阵风）导致俯仰角发生变化后，当扰动消失时，飞机具有自动恢复到原来平衡状态的趋势。 判断纵向稳定性的关键在于**重心（CG）**与**气动焦点（Neutral Point / Aerodynamic Center）**的相对位置： * **稳定条件**：重心位于焦点**之前**。此时，若机头上仰，产生的附加气动力矩会使机头下俯，反之亦然，形成恢复力矩。 * **不稳定条件**：重心位于焦点**之后**。此时，扰动产生的力矩会加剧偏离，使飞机更加远离平衡状态。 * **中性稳定**：重心与焦点重合。 --- ### 选项逐一分析 **A. 当重心位置前移时，将增加飞机的纵向稳定性** * **分析**：重心前移意味着重心距离焦点的距离（静稳定裕度）增大。根据力矩公式 $M = L \times d$（力臂变大），同样的迎角变化产生的恢复力矩更大，因此稳定性增强。 * **结论**：说法正确。 **B. 飞机的重心位于焦点之后，飞机则是纵向不稳定的** * **分析**：这是纵向静稳定性的基本定义。如果重心在焦点之后，飞机受到上仰扰动时，升力增量作用在重心后方，会产生进一步上仰的力矩，导致发散，即不稳定。 * **结论**：说法正确。 **C. 当重心位置后移时，将削弱飞机的纵向稳定性** * **分析**：重心后移使得重心靠近焦点，静稳定裕度减小，恢复力矩变小，因此稳定性削弱。如果后移到焦点之后，则变为不稳定。 * **结论**：说法正确。 **D. 当飞机受扰动而机头下俯时，机翼和水平尾翼的迎角减小，会产生向上的附加升力** * **分析**：这里存在逻辑和物理原理上的错误。 1. **迎角变化**：当机头下俯（Pitch Down）时，相对于气流，机翼和水平尾翼的迎角（Angle of Attack, $\alpha$）确实是**减小**的。 2. **升力变化方向**：根据升力公式 $L = \frac{1}{2}\rho v^2 S C_L$，且在小迎角范围内，升力系数 $C_L$ 随迎角 $\alpha$ 线性变化（$C_L = C_{L\alpha} \cdot \alpha$）。当迎角**减小**时，升力系数减小，因此产生的升力是**减小**的，而不是产生“向上的附加升力”（通常“附加升力”指相对于平衡状态的增量，若升力减小，附加升力应为负值，即向下的力增量；或者从恢复力矩角度看，我们需要的是能抬起机头的力矩）。 3. **稳定性机制**：为了恢复平衡（机头下俯后需要抬头），飞机需要产生一个**抬头力矩**。 * 对于常规布局飞机，机头下俯导致全机迎角减小，总升力减小。 * 关键在于**水平尾翼**：由于尾翼通常处于负迎角或较小正迎角状态，且力臂长。当机头下俯，尾翼迎角减小（变得更负或更正取决于具体配平，但通常绝对值变化导致升力变化），其产生的向下拉力（或向上推力）的变化会与机翼升力变化配合产生抬头力矩。 * 但选项D表述为“产生向上的附加升力”，这在物理描述上是混淆的。迎角减小直接导致的是**升力降低**（即附加升力为负，方向向下）。如果它想表达恢复力矩，应该描述为力矩的方向，而不是简单地说产生向上的附加升力。更准确地说，迎角减小导致升力**减小**，这对于机翼来说是升力损失。若要恢复，依靠的是重心和焦点的相对位置产生的力矩，而非单纯靠“产生向上的附加升力”。实际上，迎角减小，升力是变小的，所以“产生向上的附加升力”这一描述与“迎角减小”的后果矛盾（迎角减小 -> 升力减小 -> 附加升力向下/为负）。 * **简而言之**：迎角减小 $\rightarrow$ 升力系数减小 $\rightarrow$ 升力减小。因此，不会产生“向上的附加升力”（那意味着升力增加）。 * **结论**：说法错误。 --- ### 最终结论 选项 A、B、C 均符合飞机纵向稳定性的空气动力学原理。 选项 D 中，迎角减小会导致升力**减小**，而不是产生向上的附加升力（升力增加）。 因此，错误的说法是 **D**。 **答案：D**