คุณสมบัติการบินหรือคุณสมบัติการควบคุมคือลักษณะเฉพาะของอากาศยานที่วัดหรืออธิบายว่านักบินสามารถควบคุมอากาศยานขณะบินได้ง่ายและแม่นยำเพียงใด และอากาศยานตอบสนองต่อการควบคุมของนักบินอย่างไร คุณลักษณะเหล่านี้รวมถึงระดับและวิธีการที่อากาศยานมีความเสถียรขณะบินด้วย

คุณสมบัติการบินของเครื่องบินจะได้รับการประเมินโดยการทดสอบการบินพร้อมกับคุณลักษณะอื่นๆ ได้แก่ ประสิทธิภาพ (ความสามารถ) และระบบของเครื่องบิน^{[ 1 ]}

เสถียรภาพหมายถึงสภาวะที่อากาศยานอยู่ใน "สภาวะสมดุล" กล่าวคือ ไม่มีแรงหรือโมเมนต์ที่ไม่สมดุลกระทำต่ออากาศยานจนทำให้เบี่ยงเบนจากการบินที่คงที่หากอากาศยานถูกรบกวน เสถียรภาพจะหมายถึงแนวโน้มที่อากาศยานจะกลับคืนสู่สภาวะสมดุล หากอากาศยานมีแนวโน้มที่จะกลับคืนสู่สภาวะสมดุลในตอนแรก จะกล่าวได้ว่าอากาศยานนั้นมีเสถียรภาพแบบสถิต หากอากาศยานยังคงเข้าใกล้สภาวะสมดุลโดยไม่เลยจุดสมดุลไป การเคลื่อนที่นั้นเรียกว่าการทรุดตัว หากการเคลื่อนที่ทำให้อากาศยานเลยจุดสมดุลไป อากาศยานอาจแกว่งไปมา หากการแกว่งนี้ลดลง การเคลื่อนที่นั้นเรียกว่าการแกว่งแบบลดทอน และอากาศยานนั้นจะมีเสถียรภาพแบบพลวัต ในทางกลับกัน หากการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นในแอมพลิจูด อากาศยานนั้นจะถือว่าไม่มีเสถียรภาพแบบพลวัต

ทฤษฎีมาตรฐานเกี่ยวกับเสถียรภาพของเครื่องบินถูกคิดค้นโดยGH Bryanในปี 1904 ในขณะนั้น Bryan ยังไม่เคยได้ยินเรื่อง การบินครั้งแรกของ พี่น้อง Wrightเนื่องจากความซับซ้อนของทฤษฎีและการคำนวณที่ยุ่งยาก จึงไม่ค่อยมีการนำไปใช้โดยนักออกแบบเครื่องบิน เครื่องบินไร้คนขับต้องมีเสถียรภาพทางพลศาสตร์จึงจะบินได้อย่างประสบความสำเร็จเครื่องบินที่พี่น้อง Wright บินในปี 1903 นั้น ไม่ได้มีเสถียรภาพโดยเนื้อแท้ แต่ได้แรงบันดาลใจมาจากการพึ่งพาการควบคุมของนักบินเหมือนกับจักรยาน นักออกแบบในยุคแรกๆ ของเครื่องบินได้พัฒนาเครื่องบินเพียงไม่กี่ลำที่มีคุณสมบัติการบินที่น่าพอใจ เครื่องบินอื่นๆ อีกมากมายมีคุณสมบัติการบินที่ไม่ดี ซึ่งบางครั้งส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุตก

คุณสมบัติการควบคุมคือลักษณะเฉพาะของยานบินที่ควบคุมความง่ายและความแม่นยำที่นักบินสามารถปฏิบัติภารกิจการบินได้^{[ 2 ] [ 3 ]}ซึ่งรวมถึงอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร วิธีที่ปัจจัยของยานบินเฉพาะส่งผลต่อคุณสมบัติการบินได้รับการศึกษาในเครื่องบินมานานหลายทศวรรษ^{[ 4 ]}และมาตรฐานอ้างอิงสำหรับคุณสมบัติการบินของทั้งเครื่องบินปีกคงที่^{[ 5 ]}และเครื่องบินปีกหมุน^{[ 6 ]}ได้รับการพัฒนาและใช้งานกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน มาตรฐานเหล่านี้กำหนดชุดย่อยของพื้นที่การออกแบบพลศาสตร์และการควบคุมที่ให้คุณสมบัติการควบคุมที่ดีสำหรับประเภทของยานบินและภารกิจการบินที่กำหนด

ไบรอันแสดงให้เห็นว่าลักษณะความเสถียรของเครื่องบินสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามแนวยาวและแนวขวาง โดยมีการเคลื่อนที่ที่สอดคล้องกันเรียกว่าโหมดการเคลื่อนที่ โหมดการเคลื่อนที่เหล่านี้อาจเป็นแบบไม่เป็นคาบ ซึ่งหมายความว่าเครื่องบินจะเข้าใกล้หรือเบี่ยงเบนจากสภาวะสมดุลอย่างต่อเนื่อง หรือเป็นแบบสั่น ซึ่งหมายความว่าเครื่องบินจะสั่นรอบสภาวะสมดุล โหมดตามแนวยาวของเครื่องบินที่มีเสถียรภาพทางสถิตหลังจากเกิดการรบกวนนั้น แสดงให้เห็นว่าประกอบด้วยการสั่นแบบคาบยาวที่เรียกว่า การสั่น แบบฟูกอยด์โดยปกติจะมีคาบเป็นวินาทีประมาณหนึ่งในสี่ของความเร็วลมเป็นไมล์ต่อชั่วโมง และการสั่นแบบคาบสั้นที่มีคาบเพียงไม่กี่วินาที การเคลื่อนที่ตามแนวขวางมีสามโหมดการเคลื่อนที่ ได้แก่ โหมดที่ไม่เป็นคาบที่เรียกว่าโหมดเกลียว ซึ่งอาจเป็นการเบี่ยงเบนหรือการทรุดตัว โหมดที่ไม่เป็นคาบที่มีการหน่วงมากที่เรียกว่าการทรุดตัวแบบหมุน และการสั่นแบบคาบสั้น โดยปกติมีการหน่วงน้อย เรียกว่าโหมด การหมุนแบบดัตช์

นักออกแบบเครื่องบินในยุคแรกๆ บางคนพยายามสร้างเครื่องบินที่มีเสถียรภาพทางพลศาสตร์ แต่พบว่าข้อกำหนดด้านเสถียรภาพขัดแย้งกับข้อกำหนดด้านคุณสมบัติการบินที่น่าพอใจ ในขณะเดียวกัน ก็ไม่มีข้อมูลใดๆ ที่จะช่วยชี้นำนักออกแบบได้ว่าควรใส่คุณลักษณะใดบ้างเพื่อให้ได้คุณสมบัติการบินที่น่าพอใจ

ในช่วงทศวรรษ 1930 มีความรู้สึกโดยทั่วไปว่าเครื่องบินควรมีเสถียรภาพทางพลศาสตร์ แต่มีวิศวกรการบินบางคนเริ่มตระหนักถึงความขัดแย้งระหว่างข้อกำหนดด้านเสถียรภาพและคุณสมบัติการบิน เพื่อแก้ไขปัญหานี้เอ็ดเวิร์ด วอร์เนอร์ซึ่งทำงานเป็นที่ปรึกษาให้กับบริษัท Douglas AircraftในการออกแบบDC-4ซึ่งเป็นเครื่องบินขนส่งขนาดใหญ่สี่เครื่องยนต์ ได้พยายามเป็นครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาที่จะเขียนชุดข้อกำหนดสำหรับคุณสมบัติการบินที่น่าพอใจ ดร. วอร์เนอร์ สมาชิกของคณะกรรมการหลักของNACAยังได้ขอให้มีการศึกษาการบินเพื่อกำหนดคุณสมบัติการบินของเครื่องบินตามข้อกำหนดที่แนะนำ การศึกษานี้ดำเนินการโดยฮาร์ทลีย์ เอ. ซูเล่แห่งแลงลีย์ รายงานของซูเล่ เรื่องการตรวจสอบเบื้องต้นเกี่ยวกับคุณสมบัติ การบินของเครื่องบิน แสดงให้เห็นหลายด้านที่ข้อกำหนดที่แนะนำจำเป็นต้องได้รับการแก้ไข และแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องบินประเภทอื่น^{[ 7 ]} ด้วยเหตุนี้ โรเบิร์ต อาร์. กิลรูธจึงเริ่มโครงการโดยมีเมลวิน เอ็น. กอฟเป็นหัวหน้านักบินทดสอบ

เทคนิคที่กิลรูธใช้ในการศึกษาข้อกำหนดด้านคุณสมบัติการบินนั้น เริ่มจากการติดตั้งเครื่องมือเพื่อบันทึกปริมาณที่เกี่ยวข้อง เช่น ตำแหน่งและแรงควบคุม ความเร็วเชิงมุมของเครื่องบิน ความเร่งเชิงเส้น ความเร็วลม และระดับความสูง จากนั้น นักบินทดสอบที่มีประสบการณ์จะทำการบินภายใต้เงื่อนไขและท่าทางการบินที่กำหนดไว้ หลังจากการบิน ข้อมูลจะถูกถอดความจากบันทึก และผลลัพธ์จะถูกนำมาเปรียบเทียบกับความคิดเห็นของนักบิน วิธีการนี้อาจถือเป็นเรื่องปกติในปัจจุบัน แต่นับเป็นผลงานดั้งเดิมที่โดดเด่นของกิลรูธ ซึ่งใช้ประโยชน์จากเครื่องมือบันทึกการบินที่มีอยู่แล้วที่แลงลีย์ และเครื่องบินหลากหลายประเภทที่มีให้ทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่เทียบเคียงกันได้

ปริมาณที่สำคัญในการวัดคุณสมบัติการบินในการเลี้ยวหรือการดึงตัวขึ้น คือ การเปลี่ยนแปลงของแรงควบคุมบนคันบังคับหรือพวงมาลัยตามค่าความเร่งตั้งฉากกับทิศทางการบิน ซึ่งแสดงในหน่วย g ปริมาณนี้โดยทั่วไปเรียกว่า แรงต่อ g

ยานอวกาศรุ่นใหม่ที่นาซา กำลังพัฒนา เพื่อทดแทนกระสวยอวกาศและนำนักบินอวกาศกลับสู่ดวงจันทร์ จะมีระบบควบคุมด้วยตนเองสำหรับภารกิจหลายอย่าง และความง่ายและความแม่นยำที่นักบินสามารถปฏิบัติภารกิจเหล่านี้ได้ จะมีผลสำคัญต่อประสิทธิภาพ ความเสี่ยงของภารกิจ และต้นทุนการฝึกอบรม ปัจจุบันยังไม่มีมาตรฐานอ้างอิงสำหรับคุณสมบัติการบินของยานอวกาศที่มีนักบินควบคุม

• การทดสอบการบิน
• มาตราส่วนการให้คะแนนคูเปอร์-ฮาร์เปอร์
• การสั่นที่เกิดจากนักบิน
• เสถียรภาพสถิตตามแนวยาว
• ขอบเขตการบิน

• วิลเลียม ฮิววิตต์ ฟิลลิปส์. "คุณสมบัติในการบิน บทที่ 4" (PDF) . เส้นทางการวิจัยด้านการบิน: อาชีพที่ศูนย์วิจัยนาซา แลงลีย์. สืบค้นเมื่อ31 กรกฎาคม 2553 .บทความนี้ได้นำข้อความจากแหล่งข้อมูลนี้มาใช้ ซึ่งเป็นข้อมูลสาธารณะ
• เสถียรภาพและการควบคุมเครื่องบินโดย มัลคอล์ม แอล. อับซุก
• Stengel RF: พลศาสตร์การบินสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน 2004 ISBN 0-691-11407-2.