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飞行原理简介

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飞行原理简介

**模拟飞行所运用到的飞行原理和真实飞行一样,因此了解一些简单的飞行原理,可以让我们从道理上弄清飞机为什么能飞这个问题。要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用,飞机的升力是如何产生的等问题。这些问题将分成几个部分简要讲解。

一、飞行的主要组成部分及功用

**到目前为止,除了少数特殊形式的飞机外,大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成

1. 机翼——机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行,同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼,操纵副翼可使飞机滚转,放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。

2. 机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,将飞机的其他部件如:机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。

3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成,有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转,保证飞机能平稳飞行。

4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成,作用是起飞、着陆滑跑,地面滑行和停放时支掌飞机。

5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力,使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。现在飞机动力装置应用较广泛的有:航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。除了发动机本身,动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。

*飞机上除了这五个主要部分外,根据飞机操作和执行任务的需要,还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。

二、飞机的升力和阻力

**飞机是重于空气的飞行器,当飞机飞行在空中,就会产生作用于飞机的空气动力,飞机就是靠空气动力升空飞行的。在了解飞机升力和阻力的产生之前,我们还要认识空气流动的特性,即空气流动的基本规律。流动的空气就是气流,一种流体,这里我们要引用两个流体定理:连续性定理和伯努利定理

流体的连续性定理:当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时,由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来,因此在同一时间内,流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。

**连续性定理阐述了流体在流动中流速和管道切面之间的关系。流体在流动中,不仅流速和管道切面相互联系,而且流速和压力之间也相互联系。伯努利定理就是要阐述流体流动在流动中流速和压力之间的关系。

伯努利定理基本内容:流体在一个管道中流动时,流速大的地方压力小,流速小的地方压力大。

**飞机的升力绝大部分是由机翼产生,尾翼通常产生负升力,飞机其他部分产生的升力很小,一般不考虑。从上图我们可以看到:空气流到机翼前缘,分成上、下两股气流,分别沿机翼上、下表面流过,在机翼后缘重新汇合向后流去。机翼上表面比较凸出,流管较细,说明流速加快,压力降低。而机翼下表面,气流受阻挡作用,流管变粗,流速减慢,压力增大。这里我们就引用到了上述两个定理。于是机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力,从而翱翔在蓝天上了。

* 机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正压力的作用,一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右,下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。

**飞机飞行在空气中会有各种阻力,阻力是与飞机运动方向相反的空气动力,它阻碍飞机的前进,这里我们也需要对它有所了解。按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。

1.摩擦阻力——空气的物理特性之一就是粘性。当空气流过飞机表面时,由于粘性,空气同飞机表面发生摩擦,产生一个阻止飞机前进的力,这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小,决定于空气的粘性,飞机的表面状况,以及同空气相接触的飞机表面积。空气粘性越大、飞机表面越粗糙、飞机表面积越大,摩擦阻力就越大。

2.压差阻力——人在逆风中行走,会感到阻力的作用,这就是一种压差阻力。这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。飞机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。

3.诱导阻力——升力产生的同时还对飞机附加了一种阻力。这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力,是飞机为产生升力而付出的一种“代价”。其产生的过程较复杂这里就不在详诉。

4.干扰阻力——它是飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。这种阻力容易产生在机身和机翼、机身和尾翼、机翼和发动机短舱、机翼和副油箱之间。

*以上四种阻力是对低速飞机而言,至于高速飞机,除了也有这些阻力外,还会产生波阻等其他阻力。

三、影响升力和阻力的因素

**升力和阻力是飞机在空气之间的相对运动中(相对气流)中产生的。影响升力和阻力的基本因素有:机翼在气流中的相对位置(迎角)、气流的速度和空气密度以及飞机本身的特点(飞机表面质量、机翼形状、机翼面积、是否使用襟翼和前缘翼缝是否张开等)。

1.迎角对升力和阻力的影响——相对气流方向与翼弦所夹的角度叫迎角。在飞行速度等其它条件相同的情况下,得到最大升力的迎角,叫做临界迎角。在小于临界迎角范围内增大迎角,升力增大:超过临界临界迎角后,再增大迎角,升力反而减小。迎角增大,阻力也越大,迎角越大,阻力增加越多:超过临界迎角,阻力急剧增大。

2.飞行速度和空气密度对升力阻力的影响——飞行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力与飞行速度的平方成正比例,即速度增大到原来的两倍,升力和阻力增大到原来的四倍:速度增大到原来的三倍,胜利和阻力也会增大到原来的九倍。空气密度大,空气动力大,升力和阻力自然也大。空气密度增大为原来的两倍,升力和阻力也增大为原来的两倍,即升力和阻力与空气密度成正比例。

3,机翼面积,形状和表面质量对升力、阻力的影响——机翼面积大,升力大,阻力也大。升力和阻力都与机翼面积的大小成正比例。机翼形状对升力、阻力有很大影响,从机翼切面形状的相对厚度、最大厚度位置、机翼平面形状、襟翼和前缘翼缝的位置到机翼结冰都对升力、阻力影响较大。还有飞机表面光滑与否对摩擦阻力也会有影响,飞机表面相对光滑,阻力相对也会较小,反之则大。

飞行原理简介(二)

飞机能自由地飞行在空中,靠的是飞行员对飞机正确的操控。飞行员操作飞机,就是运用油门、杆、舵改变飞机的空气动力和力矩,从而改变飞行状态。为了解飞机的操作原理我们就需要知道飞机的平衡、安定性和操作性等相关知识。下面从这三方面开始简要讲解飞机的飞行操作原理。

为了让大家理解其中的术语,我们先介绍一些基础知识:飞机的重心和飞机的坐标轴。

飞机的重心:飞机的各部件燃料、乘员、货物等重力之和是飞机的重力,飞机重力的着力点叫做飞机重心。

飞机的坐标轴也叫机体轴是以机体为基准,通过飞机重心的三条相互垂直的坐标轴。

一、飞机的平衡、安定性和操作性

(一).飞机的平衡是指作用于飞机的各力之和为零,各力重心所构成的各力矩之和也为零。飞机处于平衡状态时,飞机速度的大小和方向都保持不变,也不绕重心转动。飞机的平衡包括俯仰平衡、方向平衡和横侧平衡。

①飞机的俯仰平衡是指作用于飞机的各俯仰力矩之和为零。飞机取得平衡后,不绕纵轴转动,迎角保持不变。作用于飞机的俯仰力矩很多,主要有:机翼力矩、水平尾翼力矩及拉力(推力)力矩。

影响俯仰平衡的因素:加减油门,收放襟翼、收放起落架和重心变化等。飞行中,影响飞机俯仰的因素是经常存在的。为了保持飞机的俯仰平衡,飞行员可前后移动驾驶杆偏转升降舵或使用调整片,产生操纵力矩,来保持力矩的平衡。

②飞机的方向平衡是作用于飞机的各偏转力矩之和为零。飞机取得方向平衡后,不绕立轴转动,侧滑角不变或没有侧滑角。

影响飞机方向平衡的因素:飞机一边机翼变形,左右两翼阻力不等;多发动机飞机,左右两边发动机工作状态不同,或者一边发动机停车,从而产生不对称拉力;螺旋桨发动机,油门改变,螺旋桨滑流引起的垂直尾翼力矩随之改变。飞机的方向平衡受破坏时最有效的克服方法就是适当蹬舵或使用方向舵调整片,利用偏转方向舵产生的方向操纵力矩来平衡使机头偏转的力矩,从而保持飞机的方向平衡。

③飞机的横侧平衡是作用于飞机的各滚转力矩之和为零。飞机取得横侧平衡后,不绕纵轴滚转,坡度不变或没有坡度。作用于飞机的滚转力矩,主要有两翼升力对重心形成的力矩:螺旋桨旋转时的反作用力矩。

影响飞机的横侧平衡:飞机一边机翼变形,两翼升力不等;螺旋桨发动机,油门改变,螺旋桨反作用力矩随之改变;重心左右移动(如两翼油箱耗油量不等),两翼升力作用点至重心的力臂改变,形成附加滚转力矩。飞机的横侧平衡受破坏时,飞行员保持平衡最有效的方法就是适当左右压驾驶杆或使用副翼调整片,利用偏转副翼产生的横侧操纵力矩来平衡使飞机滚转的力矩,以保持飞机的横侧平衡。飞机的方向平衡和横侧平衡是相互联系、相互依赖的,方向平衡受到破坏,如不修正就会引起横侧平衡的破坏。

(二).飞机的安定性就是飞行中,当飞机受微小扰动(如阵风、发动机工作不均衡、舵面的偶尔偏转等)而偏离原来的平衡状态,并在扰动消失后,不经飞行员操纵,飞机自动恢复原来平衡状态的特性。飞机的安定性包括:俯仰安定性、方向安定性和横侧安定性。

飞机安定性的的强弱,一般由摆动衰减时间、摆动幅度、摆动次数来衡量。当飞机受到扰动后,恢复原来平衡状态时间越短,摆动幅度越小,摆动次数越少,飞机的安定性就越强。

飞机安定性的强弱,主要取决于飞机的重心位置、飞行速度、飞行高度和迎角的变化。

(三).飞机除应有必要的安定性外,还应有良好的操作性,这样才能保证飞行员有意识的飞行。

飞机的操作性是只指飞机在飞行员操纵升降舵、方向舵和副翼下改变其飞行状态的特性。操纵动作简单、省力,飞机反应快,操作性就好,反之则不。飞机的操纵性同样包括俯仰操纵性、方向操纵性和横侧操纵性。

①飞机的俯仰操纵性是飞行员操纵驾驶杆使升降舵偏转之后,飞机绕横轴转动而改变迎角等飞行状态的特性。在直线飞行中,飞行员向后拉驾驶杆,升降舵向上偏转一个角度,在水平尾翼上产生向下的附升力,对飞机重心形成俯仰操作力矩,迫使机头上仰,迎角增大。驾驶杆前后的每个位置对应着一个迎角或飞行速度。

飞行中,升降舵偏转角越大,气流动力越大,升降舵上的空气动力也越大,从而枢轴力矩也越大,所需杆力(飞行员操纵驾驶杆所施加的力)也越大。在模拟飞行中,如果使用微软的力回馈摇杆这种力可以体验到。

②飞机的方向操纵性,就是在飞行员操纵方向舵后,飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角等飞行特性。与俯仰角相似,在直线飞行中,每一个脚蹬位置,对应着一个侧滑角,蹬右舵,飞机产生左侧滑;蹬左舵,飞机产生右侧滑。

方向舵偏转后,同样产生方向舵枢轴力矩,飞行员需要用力蹬舵才能保持方向舵偏转角不变。方向舵偏转角越大,气动动压越大,蹬舵力越大。

③飞机的横侧操纵性是指在飞行员操纵副翼后,飞机绕纵轴滚转而改变滚转角速度、坡度等飞行状态

的特性。比如:飞行员向左压驾驶盘,右副翼下偏,右翼升力增大,左副翼上偏,左翼升力减小,两翼升力之差,形成横侧操纵力矩,使飞机向左加速滚转。在横侧操纵中,驾驶盘左右转动的每一个位置,都对应着一个滚转角速度。驾驶盘左右转动的角度越大,滚转角速度越大。如果飞行员要想保持一定的坡度,就必须在接近预定坡度时将盘回到中立位置,消除横侧操纵力矩,在横侧阻转力矩的阻止下,使滚转角速度消失。有时,飞行员甚至可以向飞机滚转的反方向压一点驾驶盘,迅速制止飞机滚转,使飞机准确地达到预定飞行坡度。

*飞机的操纵性不是一成不变的,它要受到许多因素的制约,影响飞机操纵性的因素有飞机重心位置的前后移动、飞行的速度、飞行高度、迎角等。

飞行原理简介(三)

这部分我们要了解飞机最简单的运动形式:平飞、上升和下降。

平飞、上升和下降指的是飞机既不带倾斜也不带侧滑的等速直线飞行。这也是飞机最基本的飞行状态。飞机平飞、上升和下降性能是飞机最基本的飞行性能,如:平飞最大速度、平飞最小速度、最大上升角、最大上升率,升限、最小下降角、最大下降距离等,这些都是飞行员首先要学习和掌握的。

一. 平飞

飞机作等速直线水平的飞行,叫平飞。平飞中作用于飞机的外力有升力、重力、拉力(或推力)和阻力。平飞时,飞机无转动,各力对重心的力矩相互平衡,且上述各力均通过飞机重心。为保持平飞,需要有足够的升力以平衡飞机的重量,为了产生这一升力所需的飞行速度,叫平飞所需速度影响平飞所需速度的因素:

*飞机重量在其它因素都不变的条件下,飞机重量越重,为保持平飞所需的升力就越大,故平飞所需速度也越大。相反,飞机重量越轻,平飞所需速度就越小。

*机翼面积机翼面积大,升力也大。为了获得同样大的升力以平衡飞机重量,所需平飞速度就小。反之,机翼面积小,平飞所需速度就大。

*空气密度空气密度小,升力也小,为了获得同样大的升力以平衡飞机重量,平飞所需速度就增大。反之,空气密度大,平飞所需速度就减小,空气密度的大小是随飞行高度以及该高度的气温气压而变化的,飞行高度升高,或在同一高度上,气温升高或气压降低,空气密度都会减小。反之增大。

*升力系数升力系数大,平飞所需速度就小。因为,升力系数大,升力大,只需较小的速度就能获得平衡飞机重量的升力。反之,升力系数小,平飞所需速度就大。

而升力系数的大小又决定于飞机迎角的大小和增升装置的使用情况。迎角不同,开力系数不同,平飞所需速度也就不同。在小于临界迎角的范围内,用大迎角平飞,升力系数大,平飞所需速度就小,用小迎角平飞,升力系数小,平飞所需速度就大,即是说,平飞中每一个迎角均有一个与之对应的平飞所需速度。

*增升装置的使用情况不同,升力系数大小也不同,平飞所需速度也将下一样。(比如放襟翼起飞,由于升力系数大,为平衡飞机重量所需的速度就小,即离地速度小,起飞滑跑距离就短)。

1. 最大平飞速度,在一定的高度和重量下,发动机加满油门时,飞机所能达到的稳定平飞速度,就是飞机在该高度上的最大平飞速度。平飞最大速度是理论上飞机平飞所能达到的最大速度,而并不是飞机实际的最大使用速度,由于飞机强度等限制,最大使用速度比平飞最大速度可能要小。比如三叉戟飞机,在海平面,标准大气,全收状态下,平飞最大速度为480海里/小时,而最大使用速度则规定为365海里/小时。

2. 平飞最小速度,是飞机作等速平飞所能保持的最小速度。如有足够的可用拉力或可用功率,那么平飞最小速度的大小受最大升力系数的限制。因为临界迎角的升力系数最大,所以与临界迎角相对应的平飞速度(失速速度),就是平飞最小速度。对飞机的要求来说,平飞最小速度越小越好,因平飞最小速度越小,飞机就可用更小的速度接地,以改善飞机的着陆性能。临界迎角对应的平飞速度,是平飞的最小理论速度。实际上当飞机接近临界迎角时,由于机翼上气流严重分离,飞机出现强烈抖动,飞机不仅易失速而且安定性、操纵性都差。所以实际上要以该速度平飞是不可能的。为保证安全,对飞行迎角的使用应留有一定的余量,不允许在临界迎角状态飞行。

3. 平飞有利速度就是以有利迎角保持平飞的速度。以有利速度平飞,升阻比最大平飞阻力最小,航程较远

4. 经济速度就是用最小所需功率作水平飞行时的速度。用经济速度平飞所需功率最小,即所用发动机的功率最小,比较省油,航时较长。与经济速度相对应的迎角,叫经济迎角。

**在平飞中改变速度的基本操纵方法是:要增大平飞速度,必须加大油门,并随着速度的增大而前推驾驶杆;同理,要减小平飞速度则必须收个油门,并随着速度的减小而后拉驾驶杆。也就是说,从一个平飞状态改变到另一个乎飞状态,必须同时操纵油门和驾驶杆。此外,对螺旋桨飞机正必顶要修正因加减油门而引起的螺旋桨副作用的影响。但是必须指出,上述改变平飞速度的操纵规律只有在大于经济速度的范围内才适合。

二. 上升

飞机沿向上倾斜的轨迹所作的等速直线飞行就叫上升。上升是飞机取得高度的基本方法。上升中作用于飞机的外力和平飞相同,有升力、重力、拉力(或推力)和阻力。

飞机的上升性能主要包括最大上升角、最大上升率、上升时间和上升限度。

1.上升角和上升梯度

上升角是飞机上升轨迹与水平线之间的夹角。上升角越大,说明经过同样的水平距离后,上升的高度越高。上升高度与水平距离的比值,就是上升梯度。飞机的剩余拉力(或剩余推力)越大,或飞机重量越轻,则上升角和上升梯度越大。

2. 上升率和最快上升速度

在上升中,飞机每秒钟所上升的高度,叫上升率,也叫上升垂直速度,上升率越大,表明飞机上升到一定高度所需的时间越短,飞机就能迅速取得高度。所以说,飞机的最大上升率是飞机重要的飞行性能之一。剩余功率越大,或飞机重量越轻功率越大。因为飞机上升的过程,实际就是将剩余功率变成势能的过程。在飞机重量不变的情况下,剩余功率越大,飞机在单位时间内增加的势能就越多,上升率也就越大。在剩余功率一定的情况下,飞机重量越轻,在单位时间内上升的高度越高、上升率也就越大。在重量一定的情况下升率的大小主要决定于剩余功率的大小,而剩余功率的大小又决定于油门位置和上升速度。在油门位置一定的情况下,用不同速度上升,由于剩余功率大小不同,上升率大小也就不同。对低速螺旋桨飞机,加满油门,在有利速度附近,剩余功率最大,所以用近似有利速度的速度上升,可以得到最大的上升率。

3. 上升时间和上升限度

上升率的变化决定于剩余功率的变化。所以,上升率随飞行高度的变化,也就决定于剩余功率随飞行高度的变化。就可以确定出飞机在各个飞行高度上的最大上升率以及最快上升速度。在额定高度以上,随着高度的升高,发动机发出的功率减小,可用功率减小,剩余功率随之减小。所以,最大上升率随着高度的升高一直减小。既然最大上升率随高度的增加要一直减小,那么上升到一定高度,上升率势必要减小到零。这时飞机不可能再继续上升。上升率等于零的高度叫做理论上升限度,简称理论升限。

飞机上升到预定高度所需的最短时间,叫上升时间。

** 飞机由平飞转入上升的基本操纵方法是:加大油门到预定位置,同时柔和后拉驾驶杆,使飞机逐渐转入上升,及至接近预定上升角(上升率)时,即前推驾驶杆,以便使飞机稳定在预定的上升角。必要时,调整油门.以保持预定的上升速度。对螺旋桨飞机,还应注意修正螺旋桨副作用的影响。飞机由上升转入平飞,飞行员就应前推驾驶杆,减小迎角,以减小升力。只有升力小于重力第一分力,飞机产生向下的向心力之后,飞机运动轨迹才会向下弯曲,才可能转入平飞。

** 飞机由上升转入平飞的基本操纵方法是:柔和地前推驾驶杆减小升力,同时收小油门,使飞机逐渐转入平飞,待上升角接近零时,即后拉驾驶盘保持平飞。必要时调整油门,以保持等速平飞,对螺旋桨飞机,还应注意修正螺旋桨副作用的影响。

三. 下降

飞机沿向下倾斜的轨迹所作的等速直线飞行就叫下降。下降是飞机降低高度的基本方法。下降中作用于飞机的外力和平飞相同,有升力、重力、拉力(或推力)和阻力。飞机的下降根据需要可用正拉力、零拉力或负拉力进行。拉力近似于零(闭油门)的下降叫下滑。

飞机的下降性能主要包括最小下降角、最小下降率和最大下降距离。

1. 下降角和下降率

下降轨迹与水平线之间的夹角叫下降角。飞机每秒钟所降低的高度叫下降率。下降率越大,飞机降低高度越快,下降到一定高度的时间就短。

2. 下降距离

飞机下降一定高度所通过的水平距离,叫下降距离。下降距离的长短,取决于下降高度和下降角。下降高度越高,下降角越小,下降距离就越长。以有利迎角下降,因升阻比最大,下降角最小,故下降距离最长。能获得最大下降距离的下降速度,叫做最大下降距离下降速度。对零拉力下滑时,最大下滑距离速度就等于有利速度。凡是使升阻比减小,下降角增大的因素都将使下降距离缩短。如在放起落架、襟翼,飞机结冰等情况下,升阻比减小,下降角增大,下降距离缩短,飞机用负拉力下降时,下降角增大,下降距离缩短。飞行中常可根据滑翔比的大小来估计下降距离的长短。滑翔比是下降距离与下降高度之比。滑翔比就是飞机每降低一米高度所前进的距离。在高度一定的情况下,滑翔比越大,下降距离就越长。在无风和零拉力的情况下,滑翔比就等于飞机的升阻比。

下降的操纵原理

* 操纵驾驶杆改变下降角。下降速度、下降率以及下降距离在稳定的下降中,一个迎角对应一个下降速度。移动驾驶杆改变迎角,就可相应地改变下降速度、下降角、下降率以及下降距离。在下降第一范围内,后位驾驶杆,迎角增大,升力系数增大,下降速度减小,下降角减小,下降率减小,下降距离增长,反之,前推驾驶盘,下降速度增大,下降角、下降率增大,下降距离缩短,用有利迎角下降,下降角最个,下降距离最远。用经济迎角下降,下降率最小。下降中,主要是操纵驾驶盘和油门,保持好下降速度和下降角。只要油门在规定位置,操纵驾驶杆保持好规定的下降速度,就可以获得预定的下降角。

* 加、减油门改变下降角、下降距离。下降中,不动驾驶盘,即迎角保持下变,加油门可使下降角减小,下降速度稍增大,下降距离增长,减油门可使下降角增大,下降速度稍减小,下降距离缩短。加油门,拉力增大,下降速度增大,升、阻力增大。

**飞机由平飞转入下降的基本操纵方法一般是:柔和前推驾驶盘,以减小迎角,使飞机逐渐转入下降,同时收小油门,减小拉力。待飞机接近预定的下降角(下降率)时,应及时后拉驾驶盘,保持好预定的下降角下降。

**飞机由下滑转平飞的基本操纵方法是:加大油门至平飞位置,同时柔和地后拉驾驶盘以减小下降角,待飞机接近平飞状态时,应向前回盘,保持平飞。

飞行原理简介(四)

飞机的每次飞行,不论飞什么课目,也不论飞多高、飞多久,总是以起飞开始以着陆结束。起飞和

着陆是每次飞行中的两个重要环节。所以,我们首先需要掌握好起飞和着陆的技术。

一. 滑行

飞机不超过规定的速度,在地面所作的直线或曲线运动叫滑行。

对滑行的基本要求是:飞机平稳地开始滑行,滑行中保持好速度和方向,并使飞机能停止在预定的位置。飞机从静止开始移动,拉力或推力必须大于最大静摩擦力,故飞机开始滑行时应适当加大油门。飞机开始移动后,摩擦力减小,则应酌量减小油门,以防加速太快,保持起滑平稳。滑行中,如果要增大滑行速度,应柔和加大油门,使拉力或推力大于摩擦力,产生加速度,使速度增大,要减小滑行速度,则应收小油门,必要时,可使用刹车。

二. 起飞

飞机从开始滑跑到离开地面,并升到一定高度的运动过程,叫做起飞。

飞机起飞的操纵原理

飞机从地面滑跑到离地升空,是由于升力不断增大,直到大于飞机重力的结果。而只有当飞机速度增大到一定时,才可能产生足以支持飞机重力的升力。可见飞机的起飞是一个速度不断增加的加速过程。;剩余拉力较小的活塞式螺旋桨飞机的起飞过程,一般可分为起飞滑跑、离地、小角度上升(或一段平飞)、上升四个阶段。对有足够剩余拉力的螺旋桨飞机,或有足够剩余推力的喷气式飞机,因可使飞机加速并上升,故起飞一般只分三个阶段,即起滑跑、离地和上升。

(一)起飞滑跑的目的是为了增大飞机的速度,直到获得离地速度。拉力或推力愈大,剩余拉力或剩余推力也愈大,飞机增速就愈快。起飞中,为尽快地增速,应把油门推到最大位置。

1.抬前轮或抬尾轮

* 前三点飞机为什么要太前轮?

前三点飞机的停机角比较小,如果在整个起飞滑跑阶段都保持三点姿态滑跑,则迎角和升力系数较小,必然要将速度增大到很大才能产生足够的升力使飞机离地,这样,滑咆距离势必很长。因此,为了减小离地速度,缩短滑跑距离,当速度增大到一定程度时就需要抬起前轮作两点姿态滑跑,以增大迎角和升力系数。

* 抬前轮的时机和高度

抬前轮的时机不宜过早或过晚。抬前轮过早,速度还小,升力和阻力都小,形成的上仰力矩也小。要拾起前轮,必须使水平尾翼产生较大的上仰力矩,但在小速度情况下,水平尾翼产生的附加空气动力也小,要产主足够的上仰力矩就需要多拉杆。结果,随着滑跑速度增大,上仰力矩又将迅速增大,飞行员要保持抬前伦的平衡状态,势必又要用较大的操纵量进行往复修正,给操纵带来困难。同时,抬前轮过旱,使飞机阻力增大而增长起飞距离。如果抬前轮过晚,不仅使滑跑距离增长,而且还由于拉杆抬前轮到离地的时间很短,飞行员不易修正前轮抬起的高度而保持适当的离地迎角。甚至容易使升力突增很多而造成飞机猛然离地。各型飞机抬前轮的速度均有其具体规定。前轮抬起高度应正好保持飞机离地所需的迎角,前轮抬起过低,势必使迎角和升力系数过小,离地速度增大,滑跑距离增长,前轮抬起过高,滑跑距离虽可缩短,但因飞机阻力大,起飞距离将增长,而且迎角和升力系数过大,又势必造成大迎角小速度离地,离地后,飞机的安定住差操纵性也不好。仰角过大,还可能造成机尾擦地。从既要保证安全又要缩短滑跑距离的要求出发,各型飞机前轮抬起高度都有其具体规定。飞行员可从飞机上的俯仰指示器或从机头与天地线的关系位置来判断前轮抬起的高度是否适当。

* 后三点飞机为什么要抬尾轮

后三点飞机与前三点飞机相比,停机角比较大,因此三点滑跑中迎角较大,接近其临界迎角,如果整个滑跑阶段都保持三点滑跑,升力系数比较大,飞机在较小的速度下即能产生足够的升力使飞机离地。此时滑跑距离虽然很短,但大迎角小速度离地后,飞机安定性操纵性都差,甚至可能失速。因此后三点飞机,当滑跑速度增大到一定时,飞行员应前推驾驶杆,抬起机尾作两点滑跑,以减小迎角。与前三点飞机抬前轮一样,为了既保证安全,又缩短滑跑距离,必须适时正确地抬机尾。抬机尾过早或过晚,过高或过低,不仅会增长滑跑距离,起飞距离,而且会危及飞行安全。各型飞机抬机尾的速度和高度也都有其具体规定。

2. 保持滑跑方向

对螺旋桨飞机而言,起飞滑跑中引起飞机偏转的主要原因是螺旋桨的副作用。起飞滑跑中,螺旋桨的反作用力矩力图使飞机向螺旋桨旋转的反方向倾斜,造成两主轮对地面的作用力不等,从而使两主轮的摩擦力不等,两主轮摩擦力之差对重心形成偏转力矩。螺旋桨滑流作用在垂直尾翼上也产主偏转力矩。前三点飞机抬前轮时和后三点飞机抬尾轮时,螺旋桨的进动作用也会使飞机产生偏转。加减油门和推拉笃驶杆的动作愈粗猛,螺旋桨副作用影响愈大。为减轻螺旋桨副作用的影响,加油门和推拉驾驶杆的动作应柔和适当。滑跑前段,因舵的效用差,一般可用偏转前轮和刹车的方法来保持滑跑方向。滑跑后段应用舵来保持滑跑方向。随着滑跑速度的不断增大,方向舵的效用不断提高,就应当回舵,以保持滑跑方向。

喷气飞机起飞滑跑方向容易保持,其原因是;一是喷气飞机都是前三点飞机,而前三点飞机在滑跑中具有较好的方向安定住,二是没有螺旋桨副作用的影响,所以在加油门和抬前轮时,飞机不会产主偏转。

(二)当速度增大到一定,升力稍大于重力,飞机即可离地。离地时作用于飞机的力。此时升力大于重力,拉力或推力大于阻力。

离地时的操纵动作,前三点飞机和后三点是不同的。前三点飞机是因飞行员拉杆产生上仰操纵力矩,而使飞机作两点滑跑的。随着滑跑速度的增大、上仰力矩增大,迎角将会增大。虽然飞行员不断向前推杆以保持两点滑跑姿态,但原来的俯仰力矩平衡总是随速度的增大而不断被破坏,在到达离地速度时,迎角仍会有自动增大的趋势。所以,前三点飞机一般都是等其自动离地。后三点飞机则不然,飞机到达离地速度时,一般都需带杆增大迎角而后离地。这是因为后三点飞机在两点滑跑中,飞行员是前推杆,下偏升降舵来保持的,随着速度增大,下俯操纵力矩增大,将使迎角减小,飞行员虽不断带杆以保持两点滑跑,但在到达离地速度时,迎角仍会有减小的趋势。所以,必须向后带杆增大迎角飞机才能离地。后三点飞机,正确掌握离地时机是很重要的。离地过早或过晚,都将给飞行带来不利。机轮离地后,机轮摩擦力消失,飞机有上仰趋势,应向前迎杆制止。对螺旋浆飞机,机轮摩擦力矩也消失,飞机有向螺旋桨旋转方向偏转的趋势,应用舵制止。

(三)一段平飞或小角度上升对剩余拉力比较小的活塞式螺旋浆飞机,飞机离地还尚未达到所需的上升速度,故需作一段平飞或小角度上升来积累速度。飞机离地后在12米高度向前迎杆,减小迎角,使飞机平飞加速或作小角度上升加速。飞机刚离地时,不宜用较大的上升角上升。上升角过大,这会影响飞机增速,甚至危及安全。为了减小阻力,便于增速,飞机高地后,一般不低于5米高度收起落架。收起落架时机不可过早或过晚。过早,飞机离地大近,如果飞机有下俯,就可能重新接地,危及安全;过晚,速度大大,起落架产生的阻力很大,不易增速,还可能造成起落架收下好。在一段平飞或小角度上升中,特别要防止出现坡度,因为这时飞行高度低,飞机如有坡度,就会向下侧滑而可能使飞机撞地。因此发现飞机有坡度应及时纠正。

(四)当速度增加到规定时,应柔和带杆使飞机转入稳定上升,上升到规定高度起飞阶段结束。

***影响起飞滑跑距离的因素影响起飞滑跑距离的困素有油门位置、离地迎角、襟翼反置、起飞重量、机场标高与气温、跑道表面质量、风向风速、跑道坡度等。这些因素一般都是通过影响离地速度或起飞滑跑的平均加速度来影响起飞滑跑距离的。

* 油门位置油门越大,螺旋桨拉力或喷气推力越大,飞机增速快,起飞滑跑距离就短。所以,一般应用最大功率或最大油门状态起飞。

* 离地迎角离地迎角的大小决定于抬前轮或抬机尾的高度。离地迎角大,离地速度小,起飞滑跑距离短。但离地迎角又不可过大,离地迎角过大,下仅会因飞机阻力大而使飞机增速慢延长滑跑距离,而且会直接危及飞行安全因此从既要保证飞行安全又要使滑跑距离短出发,各型飞机一般都规定有最有利的离地迎角值。

* 襟翼位置放下襟翼,可增大升力系数,减小离地速度,因而能缩短起飞滑跑距离。

* 起飞重量起飞重量增大,不仅使飞机离地速度增大,而且会引起机轮摩擦力增加,使飞机不易加速。因此,起飞重量增大,起飞滑跑距离增长。

* 机场标高与气温机场标高或气温升高都会引起空气密度减小,一放面使拉力或推力减小,飞机加速慢;另一方面,离地速度增大,因此起飞滑跑距离必然增长。所以在炎热的高原机场起飞,滑跑距离显著增长。

* 跑道表面质量不同跑道表面质量的摩擦系数,滑跑距离也就不同。跑道表面如果光滑平坦而坚实,则摩擦系数小,摩擦力小,飞机增速快,起飞滑跑距离短。反之跑道表面粗糙不平或松软,起飞滑跑距离就长。

* 风向风速起飞滑跑时,为了产生足够的升力使飞机离地,不论有风或无风,离地空速是一定的。但滑跑距离只与地速有关,逆风滑跑时,离地地速小,所以起飞滑跑距离比无风时短。反之则长。

* 滑跑坡度跑道有坡度,会使飞机加速力增大或减小。

三. 着陆

飞机从一定高度下滑,井降落地面滑跑直至完全停止运动的整个过程,叫着陆。

飞机着陆的操纵原理

与起飞相反,着陆是飞机高度下断降低、速度不断减小的运动过程。飞机从一定高度作着陆下降时,发动机处于慢车工作状态,即一般采用带小油门下滑的方法下降。飞行高度降低到接近地面时,必须在一定高度上开始后拉驾驶杆,使飞机由下滑转入平飘这就是所谓“拉平”。机拉平后,飞机速度仍然较大,不能立即接地.需要在离地0.5~1米高度上继续减小速度,这个拉平后继续减小速度的过程,就是平飘。在这个过程中,随着飞行速度的不断减小,飞行员不断后拉驾驶杆以保持升力等于重力。在离地0.15~0.25米时,将飞机拉成接地所需的迎角,升力稍小于重力,飞机轻柔飘落接地飞机接地后,还需要滑跑减速直至停止,这个滑跑减速过程就是着陆滑跑。由上可见,飞机着陆过程一般可分为五个阶段:下滑段、拉平段、平飘段、接地和着陆滑跑段。

(一)拉平

拉平是飞机由下滑转入平飘的曲线运动过程,即飞机由下滑状态转入近似平飞状态的过程。为完成这个过程,飞行员应拉杆增加迎角:使升力大于重力第一分力,此两力之差为向心力,促进飞机向上作曲线运动,减小下滑角。对某些飞机,因放襟翼后,上仰力矩较大,下滑中通常是向下顶杆以保持飞机的平衡,所以开始拉平时只需松杆,后再逐渐转为拉杆。拉杆或松杆增大迎角,阻力也同时增大,且因下滑角不断减小,重力也跟着减小,所以阻力大于重力飞行速度不断减小。可见飞机在拉平阶段中,下滑角和下滑速度都逐渐减小,同时高度不断降低。飞行员应根据飞机的离地和下沉接近地面的情况,掌握好拉杆的分量和快慢,使之符合客观实际,才能做到正确的拉平。如高度高、下沉慢、俯角小,拉杆的动作应适当慢一些;反之,高度低、下沉快、俯角大,拉杆的动作应适当快一些。

(二)平飘

飞机转入平飘后,在阻力的作用下,速度逐渐减小,升力不断降低。为了使飞机升力与飞机重力近似相等,让飞机缓慢下沉接近地面,飞行员应相应不断地拉杆增大迎角,以提高升力。在离地约0.15--0.25米的高度上将飞机拉成接地迎角姿态,同时速度减至接地速度,是飞机轻轻接地。

在平飘过程中,飞行员应根据飞机下沉和减速的情况相应地向后拉杆。一般来说:在平飘前段,需要的拉杆量较少。因为此时飞机的速度较大,在速度减小,升力减小时,只需稍稍拉杆增加少量的迎角,就能保持平飘所需的升力。如拉杆量过多,会使升力突增,飞机将会飘起。

在平飘后段,需要的拉杆量较多。因为此时飞机的速度较小,如拉杆量与前段相同,增加同样多迎角,升力增加小,飞机将迅速下沉;此外随着迎角的增大,阻力增大,飞机减速快,也将使飞机迅速下沉,因此只有多拉杆,迎角增加多一些,才能得到所需的升力,使飞机下沉缓慢。

总之,在平飘中,拉杆的时机、分量、和快慢,由飞机的速度和下沉情况来决定。飞机速度大,下沉慢,拉杆的动作应慢些;反之,速度小,下沉快拉杆的动作应适当加快。

此外,为了使飞机平稳地按预定方向接地,在平飘过程中,还须注意用舵保持好方向。如有倾斜,应立即以杆舵一致的动作修正。因此时迎角大速度小,副翼效用差,姑应利用方向舵支援副翼,即向倾斜的

反方向蹬舵,帮助副翼修正飞机的倾斜。

(三)接地

飞机在接地前会出现机头自动下俯的现象。这是因为飞机在下沉过程中,迎角要增大,迎角安定力矩使机头下俯,另外由于飞机接近地面,地面的影响增强,下洗速度减小,水平有效迎角增大,产生向上的附加升力,对重心形成的力矩使机头下俯。故在接地前,还要继续向后带杆,飞机才能保持好所需的接地姿态。

为减小接地速度和增大滑跑中阻力,以缩短着陆滑跑距离,接地时应有较大的迎角,故前三点飞机以两主轮接地,而后三点飞机以通常以三轮同时接地。

(四)着陆滑跑

着陆滑跑的中心问题是如何减速和保持滑跑方向。

飞机接地后,为尽快减速,缩短着陆滑跑距离,必须在滑跑中增大飞机阻力。滑跑中飞机阻力有气动阻力、机轮摩擦力、以及喷气反推力和螺旋桨负拉力等。滑跑中,增大飞机迎角,放减速板(或减速率),以及使用反推、螺旋桨负拉力、刹车等都能增大飞机阻力。

飞行与大气

**包围着地球的那层空气叫做“大气层”或简称为“大气”。如果把地球比做一只苹果,那么大气层的厚度就大致相当于苹果的一层皮。飞机飞行在大气里,飞机的空气动力、发动机工作的好坏都与大气有密切关系,因此我们有必要对大气有个基本的了解。

一、空气的密度、温度和压力

1.空气密度——是指单位体积内的空气质量。质量为M的空气,如果其体积为V,则密度为(p)p=M/V。空气和其他物质一样,是由分子组成的。空气的密度大,说明单位体积的空气分子多,比较稠密:反之,空气密度小,空气比较稀薄。

2.空气温度——是指空气的冷热程度。气温的高低可用温度表来测量。大多数国家是用“C”温度来表示,单位是摄氏度(℃)。少数国家和地区用华氏(F)温度表示。

摄氏温度和华氏温度可用该公式换算:F=9/5×C+32 C=(F-32)×5/9

3.空气压力——是指空气的压强,即物体单位面积上所承受的空气的垂直作用力。大气压力也就是物体的单位面积上所承受的大气柱的重量,气压的大小可通过各类仪表加以测量,在工程上以每平方米或每平方厘米面积上承受多少力量作为压力单位。如:1.033公斤/厘米的气压是一个大气压,近似取1公斤/厘米作一个大气压。一个大气压相当于760毫米汞柱。

二、空气的粘性和压缩性

**粘性和压缩性是空气的两种物理性质。在飞行中,飞机之所以会受到空气阻力,原因之一就是空气有粘性。而飞机以接近音速或超过音速飞行时,会出现阻力突增等现象,则与空气的压缩性有关。

1.空气的粘性——把手浸入水中,抽出时就会有水珠粘在手上,这就表示水有粘性。空气和水一样也有粘性,不过空气的粘性比水小得多,我们不易察觉。空气间相互粘滞或牵扯的特性就是空气的粘性,空气分子的不规则运动,是造成空气粘性的主要原因。

2.空气的压缩性——任何气体都是可以压缩的,空气的压缩性就是指:一定量的空气,当其压力或温度改变时,其密度或体积也要发生相应变化的一种物理性质。当飞机飞行在空气中,在其周围各处,气流速度会有增大或减小的变化,相应的,气流压力就会有下降或上升的变化,因此其气流密度也有增大或减小的变化,这就是空气具有压缩性的表现。

三、大气分层

**大气的底部是地面,而顶界则不明显,因为大气之外,还有极其稀薄的星际气体,大气的密度随着高度而减小,最后和星际气体连接,所以,它们之间不存在一个截然的界限。以气温变化为基准可将大气分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层等五层。

1.对流层(变温层)——这一层是大气中最底的一层,它的底界是地面,顶界则随纬度、季节等变化。它离地面的平均高度,在地球中纬度区约11公里,在地球赤道约高17公里,在两极较底约7-8公里。其特点是:空气的温度随高度的升高而降低,平均每升高1000米,降低6.5℃,含有大量的水蒸气及其它微粒,因而有云、雨、雾、雪等天气现象。由于地形、地貌的不同和气温、气压的变化造成空气在垂直方向和水平方向的强烈的对流,会给飞机飞行带来很大的影响。

2.平流层(同温层)——该层位于对流层之上,顶端离地面大约30公里,其特点是:温度大体不变,平均在-56.5℃左右,几乎不存在水蒸气,所以没有云、雨、雾、雪等天气现象,只有水平方向的风,没有空气的上下对流。是飞机比较理想的空间。

3.中间层——该层在平流层之上,顶端离地面大约80到100公里。其特点是:气温先增加,然后降低,到45公里附近,气温由-56.5℃增加到40℃左右,从45公里附近开始,气温又下降到-65.5℃以下,还有水平方向的风,风速相当大,在60公里的高度,风速可达140米/秒

4.暖层(电离层)——中间层之上是电离层。从中间层的顶端大约到140公里是第一电离层,其上是第二电离层。整个电离层顶端大约达到800公里。其特点是:含有大量的离子,空气具有很强的导电性,从100公里起,气温有开始增加,可以增加到很高的温度,在200公里处气温可达400℃,暖层由此得名,而且空气极其稀薄,传热慢。

5.散逸层——大气层的最外层,该层内气体向星际空间散逸,故称为散逸层

**现代的飞机一般飞行在对流层和平流层

火箭飞行原理

火箭飞行原理 火箭是自带燃料和氧化剂的星际运载工具。星际飞船、导弹均以火箭为动力。为什么要用火箭作为人造卫星或其它人造天体的运载工具?第一,火箭自备燃料和氧化剂,在没有空气的地方也能飞行;第二,根据火箭的特点,它的推力和大气压强有关,大气压低,气体在喷口处受到的阻力小,向后喷出的气体速度较大,从而使火箭得到较大的向前的动量,即推力要大些,因高空的大气压低,火箭发动机在高空得到的推力比在地面上大,所以,火箭发动机最适合星际航行。 火箭运行过程中,燃料在火箭内爆炸性燃烧,产生大量气体粒子,气体向火箭运动相反方向高速喷出,由于反冲,火箭必获得向前的动量。燃料不断燃烧,连续地向后喷出气体,火箭不断地受到向前的推力的作用,从而得到很大的速度。火箭飞行的基本原理就是动量守恒定律。 设火箭在外层空间飞行,空气的阻力和重力的影响忽略不计。因为火箭是变质量系统(火箭不断喷出气体,燃料和氧化剂质量不断减少,气体质量增加,如把气体,火箭体看做一个整体,其质量是守恒的,但在不断转化),不同时刻的喷气相对地的速度不同,所以不能从过程的始末状态来考虑,只能从dt t t +→的元过程来分析。如图所示设t 时刻火箭的质量为m ',速度为v 。dt 时间内,火箭喷出质量为dm 的气体,其喷出速度相对火箭为u ,在dt t +时刻,火箭体的质量为dm m -',火箭体的速度增为v v d +,由动量守恒定律得: )())((u v v v v v ++++-'='d dm d dm m m 展开等式得: 0=+'dm d m u v 我们关心的是火箭体最终达到的速度,以火箭体为研究对象,考虑到火箭体质量的减少等于气体质量的增加,即 m d dm '-= 代入上式,分离变量得 u v m m d d ' '= 设开始发射时,火箭质量为0 m ',初速度为零,燃料烧完后火箭质量为m ',达到的速度为v ,对上式积分,则有 ? ? ' '' '= m m m m d d 0 u v v 由此得

直升机飞行原理(图解)

飞行原理(图解) 直升机能够垂直飞起来的基本道理简单,但飞行控制就不简单了。旋翼可以产生升力,但谁来产生前进的推力呢?单独安装另外的推进发动机当然可以,但这样增加重量和总体复杂性,能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢?升力-推进问题解决后,还有转向、俯仰、滚转控制问题。旋翼旋转产生升力的同时,对机身产生反扭力(初中物理:有作用力就一定有反作用力),所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题。 直升机主旋翼反扭力的示意图 没有一定的反扭力措施,直升机就要打转转/ 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法 直升机抵消反扭力的方案有很多,最常规的是采用尾桨。主旋翼顺时针转,对机身就产生逆

时针方向的反扭力,尾桨就必须或推或拉,产生顺时针方向的推力,以抵消主旋翼的反扭力。 抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局,也称常规布局,因为这最常见/ 典型的贝尔407 的尾桨主旋翼当然也可以顺时针旋转,顺时针还是逆时针,两者之间没有优劣之分。有意思的是,美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转,法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转,英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的,和美国采用相同的习惯可以理解,中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的,和法、俄的习惯相同也可以理解,但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向,法国为什么不和选美国一样的方向,而和俄罗斯一致,可能只是一个历史的玩笑。

各国直升机主旋翼旋转方向的比较尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦。尾桨要是太大了,会打到地上,所以尾桨尺寸受到限制,要提供足够的反扭力,就需要提高转速,这样,尾桨翼尖速度就大,尾桨的噪声就很大。极端情况下,尾桨翼尖速度甚至可以超过音速,形成音爆。尾桨需要安装在尾撑上,尾撑越长,尾桨的力矩越大,反扭力效果越好,但尾撑的重量也越大。为了把动力传递到尾桨,尾撑内需要安装一根长长的传动轴,这又增加了重量和机械复杂性。尾桨是直升机飞行安全的最大挑战,主旋翼失去动力,直升机还可以自旋着陆;但尾桨一旦失去动力,那直升机就要打转转,失去控制。在战斗中,直升机因为尾桨受损而坠毁的概率远远高于因为其他部位被击中的情况。即使不算战损情况,平时使用中,尾桨对地面人员的危险很大,一不小心,附近的人员和器材就会被打到。在居民区或林间空地悬停或起落时,尾桨很容易挂上建筑物、电线、树枝、飞舞物品。 尾桨可以是推式,也可以是拉式,一般认为以推式的效率为高。虽然不管推式还是拉式,气流总是要流经尾撑,但在尾桨加速气流前,低速气流流经尾撑的动能损失较小。尾桨的旋转方向可以顺着主旋翼,也就是说,对于逆时针旋转的主旋翼,尾桨向前转(或者说,从右

飞行原理复习题(选择答案) 2

第一章:飞机和大气的一般介绍 一、飞机的一般介绍 1. 翼型的中弧曲度越大表明 A:翼型的厚度越大 B:翼型的上下表面外凸程度差别越大 C:翼型外凸程度越大 D:翼型的弯度越大 2. 低速飞机翼型前缘 A:较尖 B:较圆钝 C:为楔形 D:以上都不对 3. 关于机翼的剖面形状(翼型),下面说法正确的是 A:上下翼面的弯度相同 B:机翼上表面的弯度大于下表面的弯度 C:机翼上表面的弯度小于下表面的弯度 D:机翼上下表面的弯度不可比较 二、1. 国际标准大气规定的标准海平面气温是 A:25℃ B:10℃ C:20℃ D:15℃ 2. 按照国际标准大气的规定,在高度低于11000米的高度上,高度每增加1000米,气温随季节变化 A:降低6.5℃ B:升高6.5℃ C:降低2℃ D:降低2℃ 3. 在3000米的高度上的实际气温为10℃,则该高度层上的气温比标准大气规定的温度 A:高12.5℃ B:低5℃ C:低25.5℃ D:高14.5℃

4. 在气温比标准大气温度低的天气飞行,飞机的真实高度与气压高度表指示的高度(基准相同)相比,飞机的真实高度 A:偏高 B:偏低 C:相等 D:不确定 第二章:飞机低速空气动力学 1. 空气流过一粗细不等的管子时,在管道变粗处,气流速度将 A:变大 B:变小 C:不变 D:不一定 2. 空气流过一粗细不等的管子时,在管道变细处,气流压强将 A:增大 B:减小 C:不变 D:不一定 3. 根据伯努利定律,同一管道中,气流速度减小的地方,压强将 A:增大 B:减小 C:不变 D:不一定 4. 飞机相对气流的方向 A:平行于机翼翼弦,与飞行速度反向 B:平行于飞机纵轴,与飞行速度反向 C:平行于飞行速度,与飞行速度反向 D:平行于地平线 5. 飞机下降时,相对气流 A:平行于飞行速度,方向向上 B:平行于飞行速度,方向向下 C:平行于飞机纵轴,方向向上 D:平行于地平线 6. 飞机的迎角是 A:飞机纵轴与水平面的夹角 B:飞机翼弦与水平面的夹角 C:飞机翼弦与相对气流的夹角 D:飞机纵轴与相对气流的夹角 7. 飞机的升力

空气动力学基础及飞行原理

M8空气动力学基础及飞行原理 1、绝对温度的零度是 A、-273℉ B、-273K C、-273℃ D、32℉ 2、空气的组成为 A、78%氮,20%氢和2%其他气体 B、90%氧,6%氮和4%其他气体 C、78%氮,21%氧和1%其他气体 D、21%氮,78%氧和1%其他气体 3、流体的粘性系数与温度之间的关系是? A、液体的粘性系数随温度的升高而增大。 B、气体的粘性系数随温度的升高而增大。 C、液体的粘性系数与温度无关。 D、气体的粘性系数随温度的升高而降低。 4、空气的物理性质主要包括A、空气的粘性 B、空气的压缩性 C、空气的粘性和压缩性 D、空气的可朔性 5、下列不是影响空气粘性的因素是 A、空气的流动位置 B、气流的流速 C、空气的粘性系数 D、与空气的接触面积 6、气体的压力

、密度<ρ>、温度三者之间的变化关系是 A、ρ=PRT B、T=PRρ C、P=Rρ/ T D、P=RρT 7、在大气层内,大气密度 A、在同温层内随高度增加保持不变。 B、随高度增加而增加。 C、随高度增加而减小。 D、随高度增加可能增加,也可能减小。 8、在大气层内,大气压强 A、随高度增加而增加。 B、随高度增加而减小。 C、在同温层内随高度增加保持

不变。 D、随高度增加可能增加,也可能减小。 9、空气的密度 A、与压力成正比。 B、与压力成反比。 C、与压力无关。 D、与温度成正比。 10、影响空气粘性力的主要因素: A、空气清洁度 B、速度剃度 C、空气温度 D、相对湿度 11、对于空气密度如下说法正确的是 A、空气密度正比于压力和绝对温度 B、空气密度正比于压力,反比于绝对温度 C、空气密度反比于压力,正比于绝对温度 D、空气密度反比于压力和绝对温度 12、对于音速.如下说法正确的是: A、只要空气密度大,音速就大 B、只要空气压力大,音速就大 C、只要空气温度高.音速就大 D、只要空气密度小.音速就大 13、假设其他条件不变,空气湿度大 A、空气密度大,起飞滑跑距离长 B、空气密度小,起飞滑跑距离长 C、空气密度大,起飞滑跑距离短 D、空气密度小,起飞滑跑距离短 14、一定体积的容器中,空气压力 A、与空气密度和空气温度乘积成正比 B、与空气密度和空气温度乘积成反比 C、与空气密度和空气绝对湿度乘积成反比 D、与空气密度和空气绝对温度乘积成正比 15、一定体积的容器中.空气压力 A、与空气密度和摄氏温度乘积成正比

物理学原理应用之水火箭

物理学原理应用之水火箭 设施102 武长飞1040440231 水火箭概述 水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的玩具, 同时是物理教学中著名的案例之一,其中蕴含的物 理原理是了解物理中力学的重要的基础。 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭,是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼。灌入三分之一的水(水是水火箭的燃料),利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。是利用水和空气的质量之比(水的密度是空气的771倍),压力空气把水从火箭尾部的喷嘴向后高速喷出,在反作用下,水火箭以急快的速度快速上升,靠惯性在空中滑翔飞行,像导弹一样有一个飞行轨迹,最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型。 水火箭起源于日本夷山的划艇俱乐部成员,他们乐于进行野外活动。于某日,他们看见用宝特瓶向翻覆的加拿大游挺发射救生索的场面,逐而诞生了用水喷射宝特瓶的构想。 原理 加水:水火箭加入水量的多少直接决定水火箭的射程。动量P=mv,在释放空气时,火箭中的水在气体放尽时也刚好放完是最佳情况。这时,火箭获得的的动量最大(速度也最大)。 发射:水火箭发射时利用牛顿第三定律,力的作用是相互的。火箭中

的气体释放压力,作用在水上,水在瞬间喷出,火箭获得一个极大的反冲力,瞬间“飞出”。利用压强P=F\S,喷水口的面积S一定,要想使箭获得更大的反冲力(速度),就要使火箭中的压力足够大,即要充入更多的空气,这就利用了PV=nRT,n越大,p 越大。 飞行:火箭飞出后利用自身的惯性飞行(牛顿第一定律);火箭飞出时的速度是斜向上的,在重力的作用下,火箭的飞行轨迹是抛物线(斜抛运动),这就是“弹道飞行”。(运动学原理)同时,由于摩擦,火箭还受到空气阻力的作用,使得火箭的速度不断减小。上升到一定高度后,火箭的竖直方向速度减小至0,火箭开始降落,依然呈“抛物线”型。 总之,水火箭利用的物理学原理有:动量P=mv及动量守恒定律,PV=nRT,牛顿运动定律(第一第二第三),运动学公式等,是经典力学非常典型的应用。 火箭的优化 ●火箭中水和空气的比例要适当; ●发射时火箭要与地面有一定的夹角,最好是45度(原理见后面); ●由于惯性与质量有关,在保证其他条件的前提下,尽量增加火箭的质量,这样还可以减小飞行中的阻力; ●火箭头要做成尖的,同时火箭身要做成流线型,这样不但能减小空气阻力,还能提高火箭的稳定性; ●除了上述条件外,火箭还要有发射架和尾翼,这样可以控制飞行轨迹,提高稳定性;

专题飞机飞行的力学原理

专题 飞机飞行的力学原理 ? 飞机用途 民用(运输、勘探、农用、消防、拯救等) 军用(歼击、轰炸、侦察、反潜、运输等) ? 飞机动力 螺桨式(活塞螺桨、涡轮螺桨、涡轮轴) 喷气式(涡轮喷气、涡轮风扇、、冲压、火箭等) ? 机翼类型 固定翼(双翼、单翼、矩形翼、后掠翼、前掠翼、三角翼、双三角翼、鸭翼、可变后掠翼等) 旋翼(单旋翼、双旋翼、可倾转旋翼等) ? 举例 歼10飞机:军用歼击机,采用涡轮风扇发动机,机翼类型为鸭翼。 飞机的机翼在飞行中产生升力和阻力 机翼的升力: 2 21Sv C F Y Y ρ= 机翼的阻力: 2 21Sv C F X X ρ= 升力系数C Y 和阻力系数C X :

C Y和C X都与气流方向和机翼运动方向(航向)的夹角有关,这一角度称为迎角。 一般来说,迎角越大,升力和升力系数越大,阻力和阻力系数也越大。当迎角大于某一角度时,升力和升力系数会急剧下降。这一角度称为失速角。 飞机飞行的受力分析:质点情况 ?考虑飞机为一质点,其受力情况为: 升力F Y 阻力F X 重力mg 发动机的推力(或拉力)F ?若飞机在水平方向进行匀速直线运动,则: F = F X F Y = mg 若飞机进行滑翔飞行,其受力情况为:

升力 F Y 阻力 F X 重力 mg 很明显,在理想情况下,升力、阻力、重力三者矢量和为零,滑翔飞机做匀速直线运动。即: R F F mg Y X =+= 2 2 一点奥秘 ?由于:221Sv C F Y Y ρ= 2 21Sv C F X X ρ= 在稳定飞行时:F Y = mg F = F X ?结论: ? 高速飞行器的翼面积较小,低速飞机的翼面积较大。 ? 重型飞机的翼面积较大,轻型飞机的翼面积较小。 ? 高速飞行器阻力系数较小,升力系数也不大。 ? 低速飞行器升力系数较大,阻力系数也较大。 速度和升阻比的测量和计算

飞行原理

飞行原理 低速飞机翼型前缘较圆鈍 高速飞机翼型前缘较尖 平直机翼有极好的低速特性 椭圆机翼诱导阻力最小 梯形机翼矩形加椭圆优点,升阻比特性和低速特性 后掠翼、三角翼------ -------- ------ 高速特性 基本术语: 翼弦---翼型前沿到后沿的连线弦。 相对厚度(厚弦比)----翼型最大厚度与弦长的比值。 翼型的中弧曲度越大表明翼型的上下表面外凸程度差别越大。 翼展---机翼翼尖之间的距离。 展弦比---机翼翼展与平均弦长的比值。 飞机展弦比越大,诱导阻力越小。 后掠角---机翼1/4弦线与机身纵轴垂直线之间夹角。后掠角为了增大临界马赫数。 迎角---- 相对气流方向与翼弦夹角。 临界迎角---升力系数最大时对应的迎角。 有利迎角---升阻比最大时对应的迎角。

阻力 阻力=诱导阻力+废阻力 诱导阻力: 1.大展弦比机翼比小展弦比机翼诱导阻力小。 2.翼梢小翼可以减小飞机的诱导阻力。 3.诱导阻力与速度平方成反比。 废阻力: 废阻力=压差阻力+摩擦阻力+干扰阻力 1.摩擦阻力: 飞机表面积越大或表面越粗糙,摩擦阻力也越大。 2.压差阻力: 与迎风面积、机翼形状、迎角有关。 3.干扰阻力: 废阻力大小与速度的平方成正比。 总阻力是诱导阻力和废阻力之和。 在低速(起降)时诱导阻力占主要,在高速(巡航)时废阻力占主导。 诱导阻力=废阻力时,总阻力最小,升阻比最大。 放下起落架,升阻比减小。 增升装置----前缘缝翼+后缘襟翼 前缘缝翼:

位于机翼前缘,延缓机翼气流分离,提高最大升力系数和临界迎角。 在迎角较小时打开,会降低升力系数。 只有在接近临界迎角时打开,才能起到增升的作用。有的飞机装有“翼尖前缘缝翼”,其主要作用是在 大迎角下延缓翼尖部分的气流分离,提高副翼的效能,改善飞机横侧稳定性和操纵性。 后缘襟翼:简单襟翼+开缝襟翼+后退襟翼+后退开缝襟翼+前缘襟翼 1.简单襟翼—改变了翼型弯度—升阻比降低。 2.开缝襟翼—机翼弯度增大;最大升力系数增大 多,临界迎角降低不多。 3.后退襟翼—增大了机翼弯度和机翼面积,增升 效果好,临界迎角降低较少。 4.后退开缝襟翼(查格襟翼+富勒襟翼)—兼有 后退襟翼和开缝襟翼优点。 5.前缘襟翼—一方面减小前缘延缓气流分离;另 一方面增大了翼型弯度。使最大升力系数和临 界迎角得到提高。 增升装置通过三个方面达到增升目的: 一是增大翼型弯度,提高机翼上、下压强差,从而增大升力系数。

飞机飞行的原理图解

飞机飞行的原理图解 飞机是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。 飞机飞行原理: 1、飞机上升是根据伯努利原理,即流体(包括炝骱退流)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。 2、飞机的机翼做成的形状就可以使通过它机翼下方的流速低于上方的流速,从而产生了机翼上、下方的压强差(即下方的压强大于上方的压强),因此就有了一个升力,这个压强差(或者说是升力的大小)与飞机的前进速度有关。 3、当飞机前进的速度越大,这个压强差,即升力也就越大。所以飞机起飞时必须高速前行,这样就可以让飞机升上天空。当飞机需要下降时,它只要减小前行的速度,其升力自然会变小,小于飞机的重量,它就会下降着陆了。

飞机的组成: 大多数飞机都是由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成。 机翼:主要功用是为飞机提供升力,以支持飞机在空中飞行,也起一定的稳定和操纵作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。操纵副翼可使飞机滚,放下襟翼能使机翼升力系数增大。另外,机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。 1.机身:主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,还可将飞机的其它部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体。

2.尾翼:包括水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降沧槌伞4怪蔽惨碓虬括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转,以及保证飞机能平稳地飞行。 3.起落装置:飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成,作用是起飞、着陆滑跑,地面滑行和停放时支撑飞机。 4.动力装置:主要用来产生拉力和推力,使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。除了发动机本身,动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。

四旋翼飞行器基本原理

四旋翼飞行器无刷直流电机调速系统的设计 孟磊,蒋宏,罗俊,钟疏桐 武汉理工大学自动化学院、武汉理工大学信息工程学院 摘要,关键字:略 近年来,无人机的研究和应用广泛受到各个方面的重视。四旋翼飞行器作为无人机的一种,能够垂直起落、空中悬停、可适用于各种飞行速度与飞行剖面,具有灵活度高、安全性好的特点,适用于警务监控、新闻摄影、火场指挥、交通管理、地质灾害调查、管线巡航等领域实现空中时时移动监控。 四旋翼飞行器的动力来源是无刷直流电机,因此针对该型无刷直流电机的调速系统对飞行器的性能起着决定性的作用。为了提高四旋翼飞行器的性能,本文设计制作了飞行试验平台,完成了直流无刷电机无感调速系统的硬件、软件设计。通过实验证明该系统的设计是可行的。 四旋翼飞行器平台结构 四旋翼平台呈十字形交叉,有四个独立电机驱动螺旋桨组成。当飞行器工作时,平台中心对角的螺旋桨转向相同,相邻的螺旋桨转向相反同时增加减少四个螺旋桨的速度,飞行器就垂直上下运动;相反的改变中心对角的螺旋桨速度,可以产生滚动、俯仰等运动。结构图如下: 四旋翼飞行器的控制系统分为两个部分:飞行控制系统和无刷直流电机调速系统。飞行控制系统通过IMU惯性测量单位(由陀螺传感器和加速度传感器组成)检测飞行姿态,通过无线通讯模块与地面遥控器通信。4个无刷直流电机调速系统通过I2C总线与飞行控制器通信,通过改变4个无刷直流电机的转速来改变飞行姿态,系统采用12V电池供电。控制系统结构图如下:

无刷直流电机调速系统 无刷直流电动机既具有运行效率高、调速性能好,同时又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的优点,是电机主要发展方向之一,现已成功运用与军事、航空、计算机数控机床、机器人、电动自行车等多个领域。在该四旋翼飞行器上使用了新西达2217外转子式无刷直流电机,其结构为12绕组7对磁极,典型KV值为1400. 通常无刷直流电机的控制方式分为有位置传感器控制方式和无位置传感器控制方式。有位置传感器控制方式通过再定子上安装电磁式、光电式或者磁敏式位置传感器来检测转子的位置,为驱动电路提供转向信息。无位置传感器的控制方式有很多,包括磁链计算法‘反电动势法、状态观测器法、电感法等。在各种无位置传感器控制方法中,反电动势法是目前技术最为成熟的、应用最为广泛的一种位置检测方法。本系统采用的饭店董事过零检测法是反电动势法中的一种,通过检测各相绕组反电动势的过零点来判断转子的位置。根据无刷直流电机的特性,电机的最佳转向时刻是想反电动势过零点延迟30电角度的时刻,而该延迟的电角度对应的时间可以有两次过零点时间间隔计算得到。 无刷直流电机调速系统硬件设计 该无刷直流电机调速系统有三相全桥驱动电路、反电势过零电路、电流电压检测电路组成电机驱动器。使用一片ATmega8单片机作为控制器,该单片机内部集成了8kB的flash,最多具有23个可编程的I/O口,输出时为推挽结构输出,驱动能力较强。片上集成了AD 转换器、模拟比较器、通用定时器、可编程计数器等资源。 三相全桥驱动电路利用功率型MOS管作为开关器件,选用P型MOS管FD6637与N型MOS管FD6635搭配使用,设计容量为允许通过的最大电流为30A。FD6637的开关利用三极管9013进行驱动、FD6635的开关直接用单片机的I/O口进行驱动。电路如图3所示。通过R17、R19、R25来减少下管FDD6635的栅极充电电流峰值,防止震荡并保护MOS管;R16、R23、R24作为下拉电阻,保证下关的正常导通与关断;R2、R5、R8作为上管栅极上拉电阻,阻值选择470Ω,既保证了MOS管的开关速率不降低,同时也防止三极管Ic电流过大。A+、B+、C+提供驱动桥的上桥臂的栅极导通信号,分别通过ATmega8的三个硬件PWM通道驱动,通过改变PWM信号的占空比来实现电机调速;A-、B-、C-提供下桥臂栅极驱动信号,由单片机的I/O口控制,只有导通和关闭两种状态。

飞行原理复习资料

飞行原理复习资料 140001 放襟翼的主要目的是()。 A:增大升阻比 B:减小升阻比 C:增大最大升力系数 D:增大升力系数 140002 增升装置的主要作用是()。 A:增大最大升阻比 B:增大最大升力 C:增大阻力 D:增大临界迎角 140003 通常规定升力的方向是()。 A:垂直于地面向上 B:与翼弦方向垂直 C:与飞机纵轴垂直向上 D:与相对气流方向垂直 140004 前缘缝翼能延缓机翼的气流分离现象,主要原因是可以()。 A:减小机翼对相对气流的阻挡 B:增大临界迎角 C:减小阻力使升阻比增大 D:增大上表面附面层中空气动能 140005 在通常情况下,放下大角度简单襟翼能使升力系数和阻力系数增大、临界迎角减小、升阻比()。 A:增大 B:不变 C:难以确定其增减 D:减小 140006 有利迎角的()最大。 A:升力系数 B:性质角 C:升阻比 D:性质角的正切值 140007 在额定高度以下,螺旋桨拉力随飞行高度的增高将()。 A:增大 B:减小 C:难以确定 D:不变 140008 即使在发动机工作的情况下,如果()螺旋桨也会产生负拉力。 A:飞行速度过大且油门也较大时 B:飞行速度过大且油门较小时 C:飞行速度小且油门较大时 D:飞行速度过小且油门也较小时 140009 对于没有顺桨机构的飞机,一旦发生停车,应该()。 A:把变距杆推向最前 B:把变距杆拉向最后 C:立即关闭油门 D:增大飞机的迎角 140010 螺旋桨有效功率随飞行速度的变化规律是:在小于某一速度的范围内,随速度的增大而(),大于某一飞行速度的范围内,随飞行速度的增大而()。 A:增大,保持不变 B:增大;减小 C:减小,增大 D:减小,保持不变 140011 在额定高度以上,螺旋桨有效功率随飞行高度的增高将()。 A:减小 B:增大 C:难以确定 D:不变

飞行原理重点知识

1. 请解释下列术语:(1)相对厚度(厚弦比)(2)相对弯度(中弧曲度)(3)展弦比(4)后掠角 (1)翼型最大厚度与弦长的比值,用百分比表示;(2)最大弧高与翼弦的比值,用百分比表示;(3)机翼翼展与平均弦长的比值;(4)机翼四分之一弦线与机身纵轴垂直线之间的夹角。 2. 请叙述国际标准大气规定。 国际标准大气(International Standard Atmosphere),简称ISA,就是人为地规定一个不变的大气环境,包括大气压温度、密度、气压等随高度变化的关系,得出统一的数据,作为计算和试验飞机的统一标准。国际标准大气由国际民航组织ICAO制定,它是以北半球中纬度地区大气物理特性的平均值为依据,加以适当修订而建立的。 3. 实际大气与国际标准大气如何换算 确定实际大气与国际标准大气的温度偏差,即ISA偏差,ISA偏差是指确定地点的实际温度与该处ISA标准温度的差值,常用于飞行活动中确定飞机性能的基本已知条件。 1. 解释迎角的含义 相对气流方向与翼弦之间的夹角,称为迎角。 2. 说明流线、流管、流线谱的特点。 流线的特点:该曲线上每一点的流体微团速度与曲线在该点的切线重合。流线每点上的流体微团只有一个运动方向。流线不可能相交,不可能分叉。流管的特点:流管表面是由流线所围成,因此流体不能穿出或穿入流管表面。这样,流管好像刚体管壁一样把流体运动局限在流管之内或流管之外。流线谱的特点:流线谱的形状与流动速度无关。物体形状不同,空气流过物体的流线谱不同。物体与相对气流的相对位置(迎角)不同,空气流过物体的流线谱不同。气流受阻,流管扩张变粗,气流流过物体外凸处或受挤压,流管收缩变细。气流流过物体时,在物体的后部都要形成涡流区。 3. 利用连续性定理说明流管截面积变化与气流速度变化的关系。 当流体流过流管时,在同一时间流过流管任意截面的流体质量始终相等。因此,当流管横截面积减小时,流管收缩,流速增大;当流管横截面积增大时,流管扩张,流速增大。 4. 说明伯努利方程中各项参数的物理意义。并利用伯努利定理说明气流速度变化与气流压强变化的关系。 动压,单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压力,是空气在流动中受阻,流速降低时产生的压力。静压,单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中,静压等于当时当地的大气压。总压(全压),它是动压和静压之和。总压可以理解为,气流速度减小到零之点的静压。气流速度增加,动压增加,为了保持总压不变,气流压强即静压必需减小。 5. 解释下列术语(1)升力系数(2)压力中心 (1)升力系数与机翼形状、机翼压力分布有关,它综合的表达了机翼形状、迎角等对飞机升力的影响。(2)机翼升力的着力点,称为压力中心。 6.机翼的升力是如何产生的利用翼型的压力分布图说明翼型各部分对升力的贡献。 在机翼上表面的压强低于大气压,对机翼产生吸力;在机翼下表面的压强高于大气压,对机翼产生压力。由上下表面的压力差,产生了垂直于(远前方)相对气流方向的分量,就是升力。机翼升力的产生主要是靠机翼上表面吸力的作用,尤其是上表面的前段,而不是主要靠下表面正压的作用。 7. 写出飞机的升力公式,并说明公式各个参数的物理意义。 飞机的升力系数,飞机的飞行动压,机翼的面积。

纸飞机飞行原理

For personal use only in study and research; not for commercial use 纸飞机飞行原理 纸飞机要飞得远、飞得快,有几点要注意:? 1)要尽量折得两边对称,如果不对称得话,飞机容易转弯,就飞不远了;? 2)翅膀和机身的比例要恰当。机身小翅膀大,飞机升力是够了,但重心上抬,投出去的飞机容易发飘;机身大翅膀小,重心过于下移,飞机就像飞镖一样,惯性十足,但却失去了飞行滑翔的行程,仿佛是扔出去的纸团。正确合理的翅膀和机身比例要根据纸飞机的形状和纸张的质地决定,多试几次就能找到最佳比例;? 3)注意前后的平衡。机头太重,飞机容易一头扎在地上;机头太轻,又容易造成机头上翘,导致失速。通过调整纸飞机的外形,或用纸条或胶带进行适当的加载(如果允许的话)可以调节飞机的平衡;? 4)最后说一点,纸飞机的投掷也很有讲究:不要侧风投飞,不然容易被刮偏;顺风投掷也没有足够的动力;最好是迎着不太强的正面逆风投掷,投出的角度稍大于水平角度,约15度左右,飞机要平稳向前送出,到最后一刻才自然脱手,那样飞得最远。 纸飞机的原理 2、机头不能太重,否则一下就载下去了;? 3、机头不宜太尖。阻力小,速度快,在空中停留的时间自然就短;? 4、机翼适当大一些,这与空气中的浮力成正比;? 5、后翼两侧向上折一下,但注意适度;如果迎面有微风吹来,有时还能向上飞;? 6、折时两边尽量对称,如果是开阔地,可以适当将左或右侧重一点点,使飞机在空中盘旋,可以一定程度上增加飞机在空中的滞留时间。? 7、折完后将两侧机翼向上,形成一定度数的v字夹角,注意不要太向上,稍有一点就行了。之后检查机翼两侧是否对称;? 8、先试飞,观察飞行情况做调整。(比如:飞起来机头向前一点一点的,说明机头轻了)?

水火箭的飞行原理

一、水火箭的飛行原理 水火箭的飛行原理與一般能發射人造衛星,使之環繞地球旋轉的火箭,和飛離地球前往月球所使用的火箭,以及為了探測火星、金星的狀況而發射載有觀測儀的火箭是一樣的,只是動力不同而已。 現在,就讓我們來看看有關火箭的飛行原理和構造吧! 1.火箭的飛行原理: (作用力與反作用力定力也就是牛頓第三運 動定律) 子彈發射時,槍會向後座彈,這是因為子彈 發射出去產生的力,反作用於槍的本身,使槍 往後座彈的緣故。 如果將機槍裝載在平台車上,連續擊發子 彈,平台車就會往後移動。 這個時候的槍可以比作火箭引擎,子彈可比 作燃料燃燒所得的氣體,平台車則可比作火箭; 也就是說火箭飛行和槍擊發子彈的原理相同。 火箭的內部和周圍的壓力差變成它的推 力,也就是由引擎內燃料燃燒所生成的高壓氣 體,經由噴嘴加速噴出。這可以用一般氣球舉 例來加以說明。 如右下圖所示,當氣球一經吹脹,球內的壓 力較它外面周圍的壓力高。然而,這時的氣球 僅僅不過吹脹而已,它輕飄飄的,尚無法飛 起。 這時打開氣球的吹氣口。內部的高壓空氣-- 下子就放出,產生一股衝力,使得氣球會向敬 氣的反方向飛射出去。 而火箭就是運用氣球飛射的原理持續飛 行,它的引擎被設計為盡可能長時間地製造出 高壓氣噴出高壓氣體,通過噴嘴放出去 ,使它

能飛得更高更遠。 為了盡可能長時間產生高壓氣體,火箭就必須 儲存大量的燃料。 因此,當火箭和其他交通工其所儲存的燃料 重量比例作一比較時,即可發現汽車、柴油車 等所儲存的燃料並不多,但飛機、火箭等就儲 存了相當多的燃料;而火箭所儲存的燃料接近 其總重量的90%,所以可以說它的內部構造 大部分是儲存燃料的容器。 水火箭的飛行原 理與上面所說的一 樣,只是其動力來源 是打氣筒打入的高 壓氣體將內部的水 快速噴出產生的。接 著來介紹水火箭的 發射程序運用原理。 二、水火箭發射程序與運用原理: 1﹑加水→依據動量守恆(牛頓第三運動定律),可增加反作用力。 因為保特瓶容納的空氣有限,在噴氣嘴打開的瞬間,空氣一下就衝出來了,以致水火箭所獲得的動量變化小(或反作用力小),飛行的速度及距離就小。而加入水後,壓縮空氣將水向外推,當水流高速向外衝出時,水火箭所獲得的動量變化就很大(反作用力增加),也就能推動水火箭向上升空。 2﹑打氣→增加壓力艙內的氣壓,以便快速將水排出。 單位面積中所受空氣的作用力稱為壓力。P=F/A ;P:壓力F:作用力 A:面積 故壓力愈大,所產生的作用力也愈大,反作用力也愈大。 3﹑發射→作用力與反作用力(牛頓第三運動定律) 牛頓第三運動定律:如果以一力推(拉)一物體時,該物體會以相等大小的力推(拉)施力者。 1.灌得飽飽兒的氣球,裡頭充滿了空氣。 2.把吹氣口鬆開,空氣就會從吹氣口咻咻咻的跑出來。

飞行原理和飞行性能基础教材

VERSION 0.1

飞行原理和性能是航空的基础。我们将简单介绍飞机的基本构成及其主要系统的工作,然后引入许多飞行原理概念,研究飞行中四个力的基础——空气动力学原理,讨论飞机的稳定性和设计特点。最后介绍飞行性能、重量与平衡等有关知识。 第一节飞机结构 本节主要介绍飞机的主要组成部件及其功用、基本工作原理,最后介绍飞机的分类。 飞机的设计和形状虽然千差万别,但它们的主要部件却非常相似(图1—1)。 *飞机一般由五个部分组成:动力装置、机翼、尾翼和起落架, 它们都附着在机身上,所以机身也被看成是基本部件。 图1—1 一、机体 1.机身 机身是飞机的核心部件,它除了提供主要部件的安装点外,还包括驾驶舱、客舱、行李舱、仪表和其他重要设备。现代小型飞机的机身一般按结构类型分为构架式机身和半硬壳式机身。构架式机身所受的外力由钢管或铝管骨架承受;半硬壳式机身由铝合金蒙皮承受主要外力,其余外力由桁条、隔框及地板等构件承受。单发飞机的发动机通常安装于机身的前部。为了防止发动机失火时危及座舱内飞行员和乘客的安全,在发动机后部与座舱之间设置有耐高温不锈钢隔板,称为“防火墙”(图1—2)。

图1—2构架式和半硬壳式机身结构形式 2.机翼 机翼连接于机身两侧的中央翼接头处,横贯机身形成一个受力整体。飞行中空气流过机翼产生一种能使飞机飞起来的“升力”。现代飞机常采用一对机翼,称为单翼。机翼可以安装于机身的上部、中部或下部,分别称为上翼、中翼和下翼。民用机常采用下单翼或上单翼。许多上单翼飞机装有外部撑杆,称为“半悬臂式”;部分上单翼和大多数下单翼飞机无外部撑杆,称为“悬臂式”(图1—3)。 图1—3半悬臂式和悬臂式机翼 机翼的平面形状也多种多样,主要有平直翼和后掠翼,小型低速飞机常采用平直矩形翼或梯形翼。 机翼一般由铝合金制成,其主要构件包括翼梁、翼肋、蒙皮和桁条。一些飞机的机翼内都装设有燃油箱。在机翼两边后缘的外侧铰接有副翼,用来操纵飞机横滚;后缘内侧挂接襟翼,在起飞和着陆阶段使用(图1—4)。 *金属机翼由翼梁、翼肋、桁条和蒙皮等组成。翼梁承受大部分弯曲载荷, 蒙皮承受部分弯曲载荷和大部分扭转载荷,翼肋主要起维持翼型作用。 图1—4

关于风筝飞行原理的调查报告

关于风筝飞行原理的调查报告 五年级二班李睿奇王翊轩宋坤弥泽楷袁俊逸张仕源 一、问题的提出 在上周,我们上了一节综合实践课,老师给我们讲了许多关于风筝的知识。可我们还有一些想解决的问题,而我们小组最想解决的问题是“风筝是如何飞起来的”。 二、调查方法 1.通过互联网和书籍查阅有关风筝飞行原理的资料。 2.通过观察进一步了解风筝的飞行原理。 3.通过实验测定风筝飞行条件。 三、调查情况和资料整理 信息 渠道 涉及的方面调查人具体内容 网络风筝的飞行原理宋坤袁俊逸风筝在牵线的拉力下必须与风向有一定的 夹角才能飞起来,当风筝与风向形成一个 适度的锐角,风在风筝上形成了一个向后 上方的力,风筝才会冉冉升起。 自己的观察风筝的飞行条件李睿奇王翊轩 张仕源 要选有一定风力、晴朗的天气;风筝本身 必须有迎风的倾斜度;必须有来自放飞点 的牵引力。 动手实验风筝飞行的升力与 迎角 李睿奇王翊轩 宋坤弥泽楷袁 俊逸张仕源 当迎角为90度时,风只产生阻力,不产生 升力; 当迎角为0度时,风筝基本不受风力的作 用; 风筝与风向有一定的夹角时,风筝受到向 后和向上的力。 四、结论 1.风筝想飞要有风,而且必须与风向有一定的夹角才能飞起来。 2.风筝飞行的场地要开阔,天气要晴朗。 3.风筝飞行时必须要有放风筝的人对风筝的拉力。 4.风筝平面与风向形成的夹角被称之为迎角。当迎角为90度时,也就是风向与风筝平面垂直,这时的风只产生阻力,没有升力;当迎角为0度时,风筝基本不受风力的作用,由于自身的重量它会逐渐飘落;只有在风筝的迎角是处于一定的锐角时,这时的空气动力也就是风的作用力变为向后向上的力。向后的力是阻力,向上的力即升力。风筝的阻力通过牵线与手的拉力平衡,而升力则与风筝的重力平衡,于是千姿百态的风筝上升到一定高度后才会在蔚蓝的天空中飘舞。

飞行原理练习题

1. 翼型的中弧曲度越大表明 A:翼型的厚度越大 B:翼型的上下表面外凸程度差别越大 C:翼型外凸程度越大 D:翼型的弯度越大 你的答案: 正确答案: B 2. 低速飞机翼型前缘 A:较尖 B:较圆钝 C:为楔形 D:以上都不对 你的答案: 正确答案: B 3. 关于机翼的剖面形状(翼型),下面说法正确的是 A:上下翼面的弯度相同 B:机翼上表面的弯度大于下表面的弯度 C:机翼上表面的弯度小于下表面的弯度 D:机翼上下表面的弯度不可比较 你的答案: 正确答案: B 1. 国际标准大气规定的标准海平面气温是 A:25℃ B:10℃ C:20℃ D:15℃ 回答: 错误你的答案: 正确答案: D 2. 按照国际标准大气的规定,在高度低于11000米的高度上,高度每增加1000米,气温随季节变化 A:降低6.5℃ B:升高6.5℃ C:降低2℃ D:降低2℃ 回答: 错误你的答案: 正确答案: A 3. 在3000米的高度上的实际气温为10℃,则该高度层上的气温比标准大气规定的温度A:高12.5℃ B:低5℃ C:低25.5℃ D:高14.5℃

回答: 错误你的答案: 正确答案: D 4. 在气温比标准大气温度低的天气飞行,飞机的真实高度与气压高度表指示的高度(基准相同)相比,飞机的真实高度 A:偏高 B:偏低 C:相等 D:不确定 你的答案: 正确答案: B 1. 空气流过一粗细不等的管子时,在管道变粗处,气流速度将 A:变大 B:变小 C:不变 D:不一定 回答: 错误你的答案: 正确答案: B 提示: 2. 空气流过一粗细不等的管子时,在管道变细处,气流压强将 A:增大 B:减小 C:不变 D:不一定 回答: 错误你的答案: 正确答案: B 提示: 3. 根据伯努利定律,同一管道中,气流速度减小的地方,压强将 A:增大 B:减小 C:不变 D:不一定 回答: 错误你的答案: 正确答案: A 提示: 4. 飞机相对气流的方向 A:平行于机翼翼弦,与飞行速度反向 B:平行于飞机纵轴,与飞行速度反向

第3章飞行原理(精简版)

C001、飞机的迎角是 A.飞机纵轴与水平面的夹角 B.飞机翼弦与水平面的夹角 C.飞机翼弦与相对气流的夹角【答案】C(解析:-) C002、飞机下降时,其迎角A.大于零 B.小于零 C.等于零 【答案】A(解析:-) C003、飞机上升时,其迎角A.大于零 B.小于零

C.等于零 【答案】A(解析:-) C004、影响升力的因素 A.飞行器的尺寸或面积,飞行速度,空气密度 B.CL C.都是 【答案】C(解析:-) C005、载荷因子是 A飞机压力与阻力的比值 B.飞机升力与阻力的比值 C.飞机承受的载荷【除升力外】与重力的比值

【答案】C(解析:-) C006、失速的直接原因是 A.低速飞行 B.高速飞行 C.迎角过大 【答案】C(解析:p63) C007、当无人机的迎角为临界迎角时 A.飞行速度最大 B.升力系数最大 C.阻力最小 【答案】B(解析:-) C008、相同迎角,飞行速度增大一倍,

阻力增加约为原来的 A.一倍 B.二倍 C.四倍 【答案】C(解析:-) C009、通过改变迎角,无人机驾驶员可以控制飞机的 A.升力,空速,阻力 B.升力,空速,阻力,重量 C.升力,拉力,阻力 【答案】A(解析:-) C010、无人机驾驶员操作副翼时,飞行器将

A.横轴运动 B.纵轴运动 C.立轴运动 【答案】B(解析:-) C011、无人机飞行员操纵升降舵时,飞行器将绕 A.横轴运动 B.纵轴运动 C.立轴运动 【答案】A(解析:-) C012、无人机飞行员操纵方向舵时,飞行器将绕 A.横轴运动

B.纵轴运动 C.立轴运动 【答案】C(解析:p71) C013、舵面遥控状态时,平飞中向前稍推升降舵杆量,飞行器的迎角A.增大 B.减小 C.先减小后增大 【答案】B(解析:-) C014、舵面遥控状态时,平飞中向后稍拉升降舵杆量,飞行器的迎角A.增大 B. 减小

飞行原理知识点

飞行原理知识点 1.后掠角:机翼四分之一弦线与机身纵轴垂直线之间的夹角。 飞行包线:飞机的平飞速度范围随飞行高度变化的曲线称为飞行包线。以速度作为横坐标,以高度作为纵坐标,把各个高度下的速度上限和下限画出来,这样就构成了一条边界线,称为飞行包线,飞机只能在这个线确定的范围内飞行。 焦点:位于飞机重心之后 最小阻力速度:平飞所需拉力最小的飞行速度 迎角:相对气流方向(飞行速度方向)与翼弦之间的夹角 2.升力基本原理: 空气流到翼型的前缘,分成上下两股,分别沿翼型的上下表面流过,并在翼型的后缘汇合后向后流去。在翼型的上表面,由于正迎角和翼面外凸的影响,流管收缩,流速增大,压力降低;而在翼型的下表面,气流受阻,流管扩张,流速减慢,压力增大。这样,翼型的上下翼面出现压力差,总压力差在垂直于相对气流方向的分量,就是升力 升力方向:向上 3.飞机俯仰稳定力矩:作用在飞机上的空气动力对其重心所产生的力矩沿横轴的分量。 俯仰阻尼力矩: .主要是由水平尾翼产生的 4.着陆滑跑距离计算公式(三种情况):书上166页 着陆距离:着陆空中段水平距离和着陆滑跑段距离组成。 5.飞机重心计算:力矩之和/飞机总重量=机头向后的延伸距离就是重心位置 6.飞机五大部件:机身、机翼、尾翼、起落装置、动力装置 7.国际标准大气规定:简称ISA,就是人为的规定一个不变的大气环境,包括大气温度、密度、气压等随高度变化的关系,得出统一的数据,作为计算的试验飞机的统一标准。标准海平面,海平面高度为0、气温288.15k15℃或59℉、气压1013.2mbar或1013.2hpa或29.92inpa即标准海压、音速661kt、对流层高度为11km或36089ft、对流层内标准温减率为每增加1km温减6.5℃或每增加1000ft温减2℃,从11~20 km之间的平流层底部气温为常值-56.5℃或216.65k 8.飞机低速飞行有哪些阻力:摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力、诱导阻力 9.飞机在稳定飞行时遇到逆风或顺风时,上升角\上升率\下降梯度\下降距离如何变化 顺风上升,上升角和上升梯度都减小,逆风上升,上升角和上升梯度都增大;在上升气流中上升,上升角和上升率增大,在下降气流中上升,上升角和上升率减小。 顺风下降,下降角减小,下降距离增长,下降率不变;逆风下降,下降角增大,下降距离缩短,下降率不变。上升气流中下降,下降角和下降率都减小,下降距离增长;下降气流中下降,下降角和下降率都增大,下降距离缩短。 上升角是飞机上升轨迹与水平面之间的夹角。上升梯度是飞机上升高度与前进的水平距离之比,等于上升的正切。上升率是指飞机上升中单位时间所上升的高度。快升速度是指能获得最大上升率的速度。 10.飞机盘旋速度与坡度、盘旋半径关系:速度很低时,比如速度为0,可以没有坡度。 有一定的速度时,半径越小,需要的坡度越大,以平衡离心力。 半径给定时,速度越高,需要的坡度越大,以平衡离心力。 11.侧滑是什么引起的:是飞机受扰动以致方向平衡遭到破坏引起的。从操作上讲是只蹬舵或舵量过大造成的 20.什么是侧滑:飞机相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。 12.飞机起飞时V2 起飞安全速度。有一发失效时,此速度可保证飞机安全起飞。VS1 失速速度或特殊构型最低稳定飞行速度 13. 起飞抬前轮的目的:增大离地迎角,减小离地速度,缩短起飞滑跑距离 14.修正偏流方向: 由于空中风的存在,引起航空器航迹与航向不相一致,偏流修正指消除由此产生的偏流影响的措施。 15.失速的根本原因:飞机迎角超过其临界迎角。失速告警的类型: 自然失速(气动)警告和人工失速警告:失速警告灯、失速警告喇叭、振杆器 16.低速飞行中升力特性、阻力特性、升阻比特性是衡量飞机的空气动力性能,主要的空气动力性能参数包括飞机的最大升力系数、最小阻力系数和最大升阻比

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