飞行动力学 - 第26节-飞机典型运动模态及名称由来 之 基础点摘要

1. 状态空间方程的解

• 每一个实特征根$\lambda$对应一个实向量$x_0$
• 每一对共轭复根${\lambda }_i$与${\lambda }_i^{\ast }$对应一对共轭特征向量$x_0$与$x_0^{\ast }$

飞行力学中将特征值及相应的响应特性称为模态，飞机的响应是每个模态之和：

$x(t)={\sum }_{i=1}^4{x}_{0i}{e}^{{\lambda }_{i}t}=x_{01}{e}^{{\lambda }_{1}t}+x_{02}{e}^{{\lambda }_{2}t}+x_{03}{e}^{{\lambda }_{3}t}+x_{04}{e}^{{\lambda }_{4}t}$

典型的纵向响应

• 短周期（Short period）模态：具有重阻尼及较高频率（即较短周期）

驾驶员无需对该模态采取任何措施，主要运动参数包括迎角、俯仰角、及俯仰角速度。

• 长周期（Long period）/沉浮（phugoid）模态：具有轻阻尼及较低频率（即较长周期）

驾驶员可轻易通过操纵消除此模态，主要运动参数包括俯仰角及速度。

2. 荷兰滚模态

紧随滚转收敛模态的振荡运动被称为荷兰滚模态（包括侧滑与航向运动）。

与一种叫荷兰滚(利用冰刀的外刃左右交替前行)的滑冰动作相似而得名，1916年由Jerome Hunsaker由滑冰领域引入航空领域。

3. 参考资料

飞行动力学-第26节-飞机典型运动模态及名称由来