[科普中国]-配平极曲线

定义

配平极曲线是指飞机保持平衡(即绕重心俯仰力矩为零)时的升力系数对阻力系数的曲线。1

极曲线极曲线是衡量飞机升阻特性最重要的气动数据，也是计算飞机性能最重要的原始数据。该数据可通过风洞试验获得，也可在飞行试验的过程中获得。

实际上，在一般模型实验(如风洞实验)条件下，很难保证这些相似准数全部相等，只能根据具体情况使主要相似准数相等或达到自准范围。例如涉及粘性或阻力的实验应使雷诺数相等;对于可压缩流动的实验，必须保证马赫数相等，等等。应该满足而未能满足相似准数相等而导致的实验误差，有时也可通过数据修正予以消除，如雷诺数修正。洞壁和模型支架对流场的干扰也应修正。空气动力学实验主要测量气流参数，观测流动现象和状态，测定作用在模型上的气动力等。实验结果一般都整理成无量纲的相似准数，以便从模型推广到实物。

试飞数据处理是性能试飞工作的重要组成部分。首先，通过数据处理可得出飞行试验的结果;其次，由于在实际试飞中，试飞试验取得的只是一些离散的点，很多性能数据需通过试飞数据计算得到，这些计算得到的结果将同样作为取证的依据，如通过试飞数据得到的极曲线可用于校验并修正风洞试验的结果，修正后的极曲线可用于计算爬升梯度、巡航性能等数据，因此在整个性能试飞中往往安排较多的飞行架次进行极曲线试飞。试飞数据处理工作也是基于此产生的。2

升力系数与阻力系数对于飞行器来说，阻力系数定义为物体（如飞机、导弹）所受到的阻力与气流动压和参考面积之比，是一个无量纲量。

升力系数是一个无量纲量，指物体所受到的升力与气流动压和参考面积的乘积之比。

有关研究表明，升力系数和阻力因素的影响因素如下：

（1）在试飞中所采用的发动机推力是影响计算的主要因素之一，所以必须保证计算中采用的发动机推力数据是经飞行试验验证的推力数据。

（2）准确的飞行高度是得到推力、大气密度等参数的前提，所以试飞中一般采用由前支杆或拖锥测量出高度的位置误差修正量，经位置误差修正后才能得到准确的(经位置误差修正的)气压高度值。

（3）飞机的重心位置不同，配平飞机(纵向)的平尾偏角就不同，试飞数据的重心应根据飞机的装载及燃油量数据确定的、与风洞结果相比必须考虑、重心位置误差的影响。3

保持俯仰平衡的方法俯仰力矩是指作用于飞机的外力产生的绕机体oy轴的力矩。包括气动力矩和发动机推力向量因不通过飞机质心而产生的力矩，亦称纵向力矩。

操纵驾驶杆当俯仰平衡破坏时，飞行员移动驾驶杆偏转升降舵，使水平尾翼产生一个力矩，同上述改变飞机迎角的附加力矩取得平衡。这种由于飞行员偏转升降舵所产生的水平尾翼力矩，称为俯仰操纵力矩。以上平衡力矩的关系可用式子表示为俯仰操纵力矩=附加俯仰力矩

由上式可知，升降舵的一个重要作用是，当飞机上产生附加俯仰力矩时，可以借它来产生俯仰操纵力矩与之相等，以保持原有的俯仰平衡状态。比如，当产生附加的下俯力矩迫使飞机下俯时，飞行员向后拉杆使升降舵上偏增大水平尾翼的上仰力矩，使作用于飞机的各俯仰力矩之和仍然等于零，以保持飞机处于俯仰平衡状态。

使用调整片在飞行中，飞行员一般是用驾驶杆偏转升降舵来保持飞机平衡的，但有时还可以使升降舵调整片来偏转升降舵，以保持飞机的平衡。比如说，将升降舵调整片向下偏转一定角度迫使片上产生向上的升力，他对升降舵枢轴构成力矩，迫使升降舵向上转动。升降舵偏转后，由于舵面上下的压力差，便构成另一力矩，当两力矩平衡，升降舵就自动保持某一上偏角不变。这就和飞行员向后带杆一样，能保持飞机仍处于俯仰平衡状态，使用这种方法保持平衡，飞行员不用长时间带杆，可以减少疲劳，因此此时杆力为零。

总之，在飞行中俯仰平衡遭到破坏，如果机头自动上仰，飞行员应向前推杆或上偏调整片使升降舵下偏一定角度。如果机头自动下俯，则应向后拉杆或下偏调整片，借助水平尾翼力矩的作用来保持飞机的俯仰平衡。