飞艇在实际的飞行过程中,遇到扰动问题是不可避免的。假设飞艇在初始飞行时处于平衡状态,受到扰动后初始平衡状态会被破坏,通过对飞艇的操纵使其达到一个新的平衡状态,这中间过程的研究对于飞艇的稳定性有着重要的意义。本文以硬式飞艇为研究对象,在飞艇动力学建模方法的基础上,建立了飞艇的六自由度动力学模型。为了研究飞行过程中扰动对飞艇飞行的稳定性影响,将扰动分为飞艇自身发动机功率的改变和舵面偏角的改变所引起的扰动(机动工况)和外界风场所引起的随机不确定性扰动(突风工况),建立飞艇在受到扰动前后的非线性平衡方程组,编写程序对飞艇飞行状态进行配平计算。加入扰动后,根据计算得到的配平状态改变飞艇发动机功率和舵面偏角,使飞艇重新达到一个新的平衡状态。两个平衡状态中间的运动过程通过编写程序仿真计算得到飞艇在机动工况下的艇体加速度时间历程曲线和突风工况下的载荷时间曲线以此来分析飞艇的运动稳定性能,对工程人员研究飞艇实际飞行过程中的运动稳定性具有一定的指导意义。通过编写程序结合飞艇的动力学方程分别对飞艇机动工况和突风工况下的运动稳定性进行了研究计算,获得以下主要结论:(1)飞艇在不同的机动工况下,从初始平衡状态到新的平衡状态所需要的时间不相同。同时飞艇达到新的平衡状态所需的俯仰角越大,飞艇的飞行时间越长,说明飞艇受到扰动之后的运动稳定性越差。(2)飞艇在同一种机动工况下,发动机功率和舵面偏角变化时间减小,均会使飞艇从初始平衡状态达到新平衡状态的时间缩短,这就提高了飞艇的运动稳定性;但是在时间减小的同时,飞艇受到的惯性载荷的峰值也会随之增加,这对飞艇的飞行过程是不利的。(3)对于突风工况,突风作用在飞艇上的时间越短,飞艇受到的突风载荷的峰值越大,对飞艇在突风作用下的飞行是不利的;同时,突风速度越小,飞艇受到突风载荷的最大值越小,对飞艇恢复到原有的稳定状态越有利。