4-2-3 气动布局的横滚稳定性分析
    导弹以攻角

、侧滑角

（

）飞行时，因气流不对称产生的相对于纵轴的滚动力矩称为斜吹力矩。有时会因为气动布局不当而使斜吹力矩达到很大数值，其方向可能是正号也可能是负号，力矩的数值可能超过偏转横滚控制面所能提供的滚动控制力矩，因此，在选择气动布局时就应采取措施减小斜吹力矩，使导弹获得较好的横滚稳定性。
    产生斜吹力矩的原因，归纳起来有下列五个方面：
    1．翼尖影响 当侧滑角

不等于零时，翼尖的马赫锥也将倾斜过来。这样一来，使得导弹受到一个正的滚动力Mx①。
    2．翼根影响 其原因同上，由图4.11可知，它使导弹受到一个负的滚动力矩Mx② 。
    3．左右两翼后掠效应不同 可知，当

数相当大时（如

），后掠角能提高弹翼升力系数对攻角的导数

,此时，得到正的滚动力矩Mx③。当

数不太大时（如

）,后掠角的增加只能降低

之值，即Mx③为负值。
    4．弹翼处于弹身的阴影区内，则升力要相应地减小 如图4.11所示的情况下，产生负的滚动力矩Mx④。
以上四个因素中，第一项是主要的，因力臂长，第三项次之，第二、四项影响较小，因力臂很小。






图4.10 斜吹力矩
图4.11     后掠角对升力的影响    5．前翼洗流影响的不对称
    这种影响所引起的

在鸭式气动布局上比较严重。下面我们对鸭式和正常式两种型式进行分析比较。
    首先讨论正常式，见图4.12。弹翼后部的下洗分布如曲线所示，当侧滑角

还不太大时，产生一个正的斜吹力矩

。
在

角逐渐增大后，情况就逐渐变化，见图4.13，会产生一负的斜吹力矩。






图4.12 正常式导弹当

角不大时的下洗分布
图4.13正常式导弹当

角较大时的下洗分布    由上可知，正常式导弹因此而产生的斜吹力矩

是随

的变化而变化的，其变化曲线如图4.14所示。
    对于鸭式气动布局，这种情况比较严重。由图4.16可以看出，即使当

较小时，由于前舵面小，左右弹翼作用的下洗流方向不同，因而，产生较大的滚动力矩。

越大，这种情况也越严重，

的极性不会改变，其

与

的曲线关系如图4.16所示。







图4.14正常式导弹

随

角的变化曲线
图4.15鸭式导弹当

时的下洗分布



图4.16　鸭式导弹

随

的变化曲线    因为“＋-＋”型或“X-X”型鸭式布局在定态飞行时的滚动力矩等于零，故这种气动布局还经常被采用。但当

，

不是平衡状态时，则仍会产生滚动力矩，故这种型式的导弹通常有绕纵轴的振荡运动，从而增大了控制误差。所以从横滚稳定性来说，在所有气动布局中，鸭式是最不利的。由于横滚稳定性不佳，滚动力矩较大，而鸭式的舵面面积较小，因此，鸭式导弹不能用舵面差动来起副翼作用。图4.16给出了“X-X”型布置，鸭式舵作副翼偏转5度时的风洞试验结果，可以看出，在小攻角情况下，副翼完全失去控制能力。所以鸭式导弹通常在弹翼上配置副翼，这样将带来操纵系统及结构上的复杂化，这是鸭式导弹的主要缺点之一。
    在分析了正常式和鸭式布局斜吹力矩产生的原因之后，我们可以联想到无尾式和旋转弹翼式。无尾式的滚动力矩与正常式相近似，但由于其舵面紧靠近弹翼后缘，故下洗影响更为微弱。旋转弹翼式与鸭式横滚特性类似，但由于旋转弹翼面积大，而尾翼面积小，且其攻角

较小，故其洗流不对称的影响远远没有鸭式严重，所以通常旋转弹翼也可作为差动舵来起副翼作用。