飛機(jī)常識“焦點(diǎn)”

焦點(diǎn)

　　焦點(diǎn)是這樣的一個(gè)點(diǎn)—當(dāng)飛機(jī)的攻角發(fā)生變化時(shí)，飛機(jī)的氣動(dòng)力對該點(diǎn)的力矩始終不變，因此它可以理解為飛機(jī)氣動(dòng)力增量的作用點(diǎn)。焦點(diǎn)的位置是決定飛機(jī)穩(wěn)定性的重要參數(shù)。焦點(diǎn)位于飛機(jī)重心之前則飛機(jī)是不穩(wěn)定的，焦點(diǎn)位于飛機(jī)重心之后則飛機(jī)是穩(wěn)定的。

　　我們知道，當(dāng)飛機(jī)處于平衡狀態(tài)時(shí)，作用在飛機(jī)上的所有氣動(dòng)力的作用點(diǎn)一定與飛機(jī)的中心重合。當(dāng)飛機(jī)受到擾動(dòng)或其他原因攻角發(fā)生改變，作用在飛機(jī)上的氣動(dòng)力會(huì)發(fā)生變化，不僅是大小的變化，作用點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)，我們可以通過力的合成原理，將氣動(dòng)力分解成兩部分，一部分是飛機(jī)在原來的平衡位置所受到的氣動(dòng)力，仍然作用于重心；另一部分是氣動(dòng)力的改變量，作用點(diǎn)就是飛機(jī)的焦點(diǎn)。

　　如圖，藍(lán)色的點(diǎn)就是飛機(jī)的焦點(diǎn)。飛機(jī)在受到一個(gè)使攻角增大的擾動(dòng)情況下，增加的氣動(dòng)力就作用在焦點(diǎn)上，如果飛機(jī)的焦點(diǎn)位于重心之后，則氣動(dòng)力增量將對重心產(chǎn)生一個(gè)低頭力矩，使飛機(jī)攻角減小，飛行員即使不加以控制，飛機(jī)仍然能夠回到原來的平衡位置；如果焦點(diǎn)位于重心之前，氣動(dòng)力增量對重心產(chǎn)生的將是抬頭力矩，使飛機(jī)繼續(xù)抬頭，偏離繼續(xù)擴(kuò)大，如果飛行員不及時(shí)加以控制，將導(dǎo)致飛行穩(wěn)定性的喪失直至發(fā)生飛行事故。

　　飛機(jī)的焦點(diǎn)位置在整個(gè)攻角的變化范圍內(nèi)也是變化的，焦點(diǎn)在機(jī)身上的前極限位置被稱為前焦點(diǎn)位置，相應(yīng)的，焦點(diǎn)在機(jī)身上的后極限位置被稱為后焦點(diǎn)位置，在九十多年飛機(jī)發(fā)展的過程中，前七十多年里人們都極力將飛機(jī)的前焦點(diǎn)控制在飛機(jī)的重心之后，以保證飛機(jī)具有足夠的穩(wěn)定性，但是為此卻必須付出機(jī)動(dòng)性下降的代價(jià)。自從七十年代開始出現(xiàn)電傳操縱以來，人們通過計(jì)算機(jī)的幫助完全可以保證飛機(jī)的穩(wěn)定飛行，焦點(diǎn)位置也沒有必要一定位于重心之后了，所以現(xiàn)代的高性能戰(zhàn)斗機(jī)都是采用電傳操縱的不穩(wěn)定飛機(jī)。這樣的飛機(jī)由于焦點(diǎn)的位置靠前，不僅機(jī)動(dòng)性大大提高，還提高的總升力，并且減小了配平阻力。

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