单选题
759.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
A
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
B
飞机的重心位于焦点之后,飞机则是纵向不稳定的
C
当重心位置后移时,将削弱飞机的纵向稳定性
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考查的是飞机纵向稳定性的基本原理,特别是迎角变化与升力方向之间的关系,以及重心位置对稳定性的影响。我们需要逐一分析各个选项,找出说法错误的一项。
**1. 分析选项 A:**
* **情境**:飞机受扰动机头下俯(低头)。
* **物理过程**当机头下俯时,飞机的飞行轨迹在瞬间保持不变,但机身轴线向下转动,导致机翼和水平尾翼相对于气流的**迎角(Angle of Attack, $\alpha$)减小**。
* **升力变化**:根据空气动力学原理,在正常飞行范围内,升力系数随迎角的减小而减小。因此,迎角减小会导致机翼和水平尾翼产生的**升力减小**,而不是产生“向上的附加升力”。
* 如果产生“向上的附加升力”,意味着升力增加,这会进一步抬高机头或抵消下俯趋势中的某些分量,但这与迎角减小导致升力降低的基本事实相悖。
* 实际上,纵向静稳定性的恢复力矩主要来自于水平尾翼。当机头下俯、迎角减小时,水平尾翼的负升力(或正升力,取决于布局)会发生变化,产生一个使机头上仰的恢复力矩。但就升力本身的大小而言,迎角减小必然导致升力系数下降,从而使得该部件产生的气动合力(升力)相对于原平衡状态是减小的(或者说变化量是向下的/负的,取决于参考系,但绝不是产生一个额外的、增大的向上力来对抗下俯带来的迎角损失逻辑)。更准确地说,迎角减小,升力减小。若原平衡时升力向上,现在升力变小了,相当于产生了一个向下的力增量;若原平衡时平尾产生向下的力,迎角减小(绝对值可能变化,视具体配平状态而定,通常指代整体迎角概念),其产生的气动力变化旨在产生恢复力矩。
* 最直接的错误点在于:**迎角减小,升力是减小的**。选项称“产生向上的附加升力”暗示升力增加或方向改变以提供向上的额外支持,这在物理描述上是不准确的,通常我们说迎角减小导致升力降低。如果理解为“附加升力”是指相对于平衡状态的增量 $\Delta L$,迎角减小 $\Delta \alpha < 0$,则 $\Delta L < 0$,即附加升力是向下的(或数值为负),而非向上。
* **结论**:选项 A 的描述违背了基本的空气动力学规律(迎角减小导致升力减小),因此说法错误。
**2. 分析选项 B:**
* **原理**:飞机的纵向稳定性取决于重心(CG)与气动焦点(Neutral Point, NP)的相对位置。
* **判断**:为了保持纵向静稳定性,重心必须位于焦点**之前**。这样,当飞机受到扰动迎角增加时,焦点处产生的附加升力增量会对重心形成一个低头力矩,使飞机恢复到原平衡状态。
* **反之**:如果重心位于焦点**之后**,当迎角增加时,附加升力增量会对重心形成一个抬头力矩,使迎角进一步增加,导致飞机发散,即**纵向不稳定**。
* **结论**:选项 B 说法正确。
**3. 分析选项 C:**
* **原理**:静稳定裕度(Static Margin)定义为焦点位置与重心位置之间的距离(通常以平均气动弦长的百分比表示)。重心越靠前,静稳定裕度越大,稳定性越强;重心越靠后,静稳定裕度越小,稳定性越弱。
* **判断**:当重心位置**后移**时,重心靠近焦点,静稳定裕度减小,飞机抵抗扰动并自动恢复的能力减弱,即**削弱**了飞机的纵向稳定性。如果重心后移到焦点之后,飞机将变得不稳定。
* **结论**:选项 C 说法正确。
**总结:**
* 选项 A 错误,因为机头下俯导致迎角减小,进而导致升力减小,而非产生向上的附加升力。
* 选项 B 正确,重心在焦点后确实导致不稳定。
* 选项 C 正确,重心后移确实削弱稳定性。
题目要求选出**说法错误**的一项。
**正确答案:A**
相关知识点:
飞机纵向稳,机头下俯升力增说法错
题目纠错
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