新版飞行力学基础-新版-精选.pdf
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1.最大飞行速度:飞机在某高度上以特定的重量和一定的发动机工作状态进行等速水平直线飞行所能达到的最大速度称为飞机在该高度上的最大平飞速度,各个高度上的最大平飞速度中的最大值,称为飞机的最大平飞速度。
2.最小平飞速度:指飞机在一定高度上能作定直平飞的最小速度3.实用静升限:飞机以特定的重量和给定的发动机工作状态做等速直线平飞时,还具有最大上升率为5(m/s)或0.5(m/s)的飞行高度。
4.理论静升限:飞机以特定的质量和给定的发动机工作状态能够保持等速直线平飞的飞行高度,也就是上升率等于零的飞行高度5.飞机的航程:飞机携带的有效载荷在标准大气及无风情况下,沿预定航线飞行,耗尽其可用燃油所经过的水平距离(包括上升和下滑的水平距离)。
6.飞机的航时:飞机携带的有效载荷在标准大气及无风条件下按照预定航线飞行,耗尽其可用燃油所能持续的飞行时间。
7.飞机的过载:作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比,称为过载。
8.上升率:飞机以特定的重量和给定的发动机工作状态进行等速直线上升时在单位时间内上升的高度,也称上升垂直速度。
9.定常运动:运动参数不随时间而改变的运动。
10.飞机的平飞需用推力:飞机在某一高度以一定的速度进行等速直线平飞所需要的发动机推力11.铰链力矩:作用在舵面上的气动力对舵面转轴的力矩,称为铰链力矩12.最短上升时间:以最大上升率保持最快上升速度上升到预定高度所需要的时间13.小时耗油率:飞机飞行一小时发动机所消耗的燃油质量14.公里耗油率:飞机飞行一公里发动机所消耗的燃油质量15.飞机的最大活动半径:飞机由机场出发,飞到目标上空完成一定任务后,再飞回原机场所能达到的最远距离。
16.飞机的焦点:当迎角变化时,气动力对该点的力矩始终保持不变,这样的特殊点称为机翼的焦点17.尾旋:当飞机迎角超过临界迎角时,飞机同时绕三个机体轴旋转并沿小半径的螺旋轨迹急剧下降的运动18.升降舵平衡曲线:在满足力矩平衡(Mz=0)条件下,升降舵偏角与飞机升力系数之间的关系19.极曲线:反应飞行器阻力系数与升力系数之间的关系的曲线20.机体坐标系:平行于机身轴线或机翼的平均气动原点,位于飞机的质心;Oxb轴在飞机的对称面内,弦线指向前;Ozb轴也在对称面内,垂直于Oxb轴,指向下;Oyb轴垂直于对称面,指向右。
空气动力学及飞行原理课程飞行力学部分知识要点第一讲:飞行力学基础1.坐标系定义的意义2.刚体飞行器的空间运动可以分为两部分:质心运动和绕质心的转动。
描述任意时刻的空间运动需要六个自由度:三个质心运动和三个角运动3.地面坐标系, O 地面任意点,OX 水平面任意方向,OZ 垂直地面指向地心,OXY 水平面(地平面),符合右手规则在一般情况下。
4.机体坐标系, O 飞机质心位置,OX 取飞机设计轴指向机头方向,OZ 处在飞机对称面垂直指向下方,OY 垂直面指向飞机右侧,符合右手规则5.气流(速度)坐标系, O 飞机质心位置,OX 取飞机速度方向且重合,OZ 处在飞机对称面垂直指向下方,OY 垂直面指向飞机右侧,符合右手规则6.航迹坐标系, O取在飞机质心处,坐标系与飞机固连,OX轴与飞行速度V重合一致,OZ轴在位于包含飞行速度V在内的铅垂面内,与OX轴垂直并指向下方,OY轴垂直于OXZ平面并按右手定则确定7.姿态角, 飞机的姿态角是由机体坐标系和地面坐标系之间的关系确定的:8. 俯仰角—机体轴OX 与地平面OXY 平面的夹角,俯仰角抬头为正;9. 偏航角—机体轴OX 在地平面OXY 平面的投影与轴OX 的夹角,垂直于地平面,右偏航为正;10. 滚转角—机体OZ 轴与包含机体OX 轴的垂直平面的夹角,右滚转为正11. 气流角, 是由飞行速度矢量与机体坐标系之间的关系确定的12. 迎角—也称攻角,飞机速度矢量在飞机对称面的投影与机体OX 轴的夹角,以速度投影在机体OX 轴下为正;13. 侧滑角—飞机速度矢量与飞机对称面的夹角14. 常规飞机的操纵机构主要有三个:驾驶杆、脚蹬、油门杆,常规气动舵面有三个升降舵、副翼、方向舵15. 作用在飞机上的外力,重力,发动机推力,空气动力16. 重力,飞机质量随燃油消耗、外挂投放等变化,性能计算中,把飞机质量当作已知的常量17. 空气动力中,升力,阻力,的计算公式,动压的概念。
航空工程中的飞行力学资料一、引言航空工程中的飞行力学是关于飞行器运动与力学性质的研究,它涉及了飞机的设计、性能、操纵以及飞行安全等方面的知识。
飞行力学是航空工程师必须掌握的重要学科,对于航空器的飞行性能分析、飞行状态判断以及设计改进具有重要意义。
本文将主要介绍航空工程中的飞行力学所需的资料和相关知识。
二、飞行力学资料的介绍1. 飞行力学基本资料在研究飞行力学时,首先需要了解和掌握飞机的基本性能参数。
这些基本资料包括但不限于飞行器的质量、机翼面积、翼展、动力装置参数等。
这些基本资料的准确性对于飞行力学计算和分析至关重要。
另外,飞行力学还需要对飞行器的气动性能参数进行准确描述,如升力系数、阻力系数等。
通过合理选择和计算这些参数,可以帮助工程师对飞机的飞行性能和操纵性进行评估,以支持飞机的设计和改进。
2. 飞行力学试验数据为了更加准确地研究飞行力学问题,航空工程师通常会进行试验研究。
这些试验可以通过模型试验、风洞试验和实际飞行试验进行。
试验数据是飞行力学研究中不可或缺的资料,可以用于验证理论模型和计算模拟的准确性。
试验数据可以包括飞机的空气动力学参数、稳定性和操纵性参数,以及飞行器在不同飞行状态下的性能数据等。
这些数据对于飞机的设计、安全性评估和改进都具有重要意义。
3. 飞行力学计算和仿真软件随着计算机技术的发展,飞行力学的计算和仿真方法也得到了很大的进展。
工程师可以利用各种飞行力学计算软件进行飞机的性能预测和飞行状态仿真。
这些软件通常基于飞行力学理论和数值计算方法,能够模拟飞机在不同飞行条件下的性能和操纵特性。
使用计算和仿真软件可以提高工程师的工作效率,减少试验费用,并支持飞机的设计和改进。
三、飞行力学资料的应用1. 飞机设计和改进在飞机的设计和改进过程中,飞行力学资料起到了关键的作用。
基于准确的性能参数和试验数据,工程师可以进行飞机的性能预测和改进计划。
通过分析飞机的气动性能、操纵性和稳定性等方面的资料,可以帮助工程师进行飞机翼型、机翼布局、尾翼设计等关键部件的选择和优化。
北航飞行力学先导基础
北航飞行力学先导基础是指在学习飞行力学之前,需要掌握的基础知识和技能。
这些基础包括但不限于以下几个方面:
1.数学基础:包括向量、矩阵、微分方程等数学工具的基础知识。
飞行力学中经常会涉及到复杂的数学运算,因此熟练掌握这些数学工具是非常重要的。
2.力学基础:包括质点力学、刚体力学、流体力学等基本力学理论。
学习飞行力学需要对物体在空中运动的力学性质有一定的理解和掌握。
3.航空航天基础知识:包括对航空航天器的基本结构和原理有一定的了解。
了解飞机的结构和组成部分,以及飞机在空中的运行原理,对学习飞行力学很有帮助。
4.基本物理学知识:包括几何光学、热力学、电磁学等基础物理学知识。
这些知识在飞行力学的学习中有时会被应用到。
学习飞行力学需要对以上基础知识有一定的了解和掌握,并且在学习过程中不断加强和深化。
同时,还需要具备较强的实践操作能力和分析问题的能力,这些是学习飞行力学所必备的素质。
第一章1. 连续介质模型:将流体看成是由无限多流体质点所组成的稠密而无间隙的连续介质。
2. 流体的弹性(压缩性):流体随着压强增大而体积缩小的特性。
压缩系数的倒数称为体积弹性模量E ,他表示单位密度变化所需压强增量:ρρβd dp E ==1 流体密度:单位体积中流体的质量。
表示流体稠密程度。
压缩系数β:一定温度下升高单位压强时,流体体积的相对缩小量。
{注:当流体速度大于0.3马赫时才考虑弹性模量}3. 完全气体状态方程:T nR mRT pV m =={kmolm m k kmol J m V R 3*414.228314==} 4. 流体粘性:在作相对运动的两流体层的接触面上,存在着一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动。
5. 牛顿内摩擦定律:相邻两层流体作相对运动所产生的摩擦力F 与两层流体的速度梯度成正比;与两层的接触面积成正比;与流体的物理特性有关;与接触面上压强无关。
注:切应力τ:快同慢反静无,只是层流。
6. 理想流体:不考虑粘性(粘性系数0=μ)的流体。
7. 流体内部一点出压强特点:大小与方向无关,处处相等。
8. 质量力(B F ){彻体力、体积力}:作用在体积V 内每一流体质量或体积上的非接触力,其大小与流体质量或体积成正比,流体力学中,只考虑重力与惯性力。
表面力(S F ):作用在所取流体体积表面S 上的力,它是有与这块流体相接触的流体或物体的直接作用而产生的。
9. 等压面:在静止流体中,静压强相等的各点所组成的面。
性质:(1)在平衡流体中通过每点的等压面必与该点流体所受质量力垂直。
(2)等压面即为等势面。
(3)两种密度不同而又在不相混的流体处于平衡时,他们的分界面必为等压面。
第二章1. 流线:某一瞬时流场中存在这样的曲线,该曲线上每点速度矢量都与该曲线相切。
(欧拉法)迹线:任何一个流体质点在流场中的运动轨迹。
(拉格朗日法) 区别:流线是某一瞬时各流体质点的运动方向线,而迹线则是某一流体质点在一段时间内经过的路径,是同一流体质点不同时刻所在位置的连线。
飞行力学知识点总结一、飞行力学的基本概念1. 飞行力学的定义飞行力学是研究飞机在大气环境中的运动规律和飞行性能的科学学科。
它包括飞行动力学、飞行静力学和航向稳定性等内容。
2. 飞机的运动状态飞机的运动状态包括静止状态、匀速直线运动状态和加速直线运动状态等多种状态。
在进行飞机设计与分析时,需要充分考虑飞机在不同运动状态下的特性和性能。
3. 飞机的坐标系飞机通常采用本体坐标系和地理坐标系进行描述和分析。
本体坐标系是以飞机为参考物体建立的坐标系,用于描述和分析飞机内部的运动规律;地理坐标系是以地球表面为参考物体建立的坐标系,用于描述和分析飞机在大气中的运动规律。
4. 飞机的运动参数飞机的运动参数包括速度、加速度、位移、航向、倾角等多个参数,这些参数直接影响着飞机的飞行状态和性能。
二、风阻和升力1. 风阻的概念和特性风阻是飞机在飞行中受到的空气阻力,它随飞机速度和气动外形等因素变化。
风阻的大小直接影响飞机的燃油消耗和续航力。
2. 风阻的计算方法风阻的计算一般采用实验测定和理论计算相结合的方法,通过气动力学原理和风洞试验等手段来确定飞机在不同速度下的风阻系数和风阻大小。
3. 升力的概念和特性升力是飞机在飞行过程中所受到的向上的气动力,它是飞机能够在大气中持续飞行的重要保障。
升力的大小取决于飞机的气动外形、机翼面积和攻角等因素。
4. 升力的计算方法升力的计算一般采用理论推导和数值模拟相结合的方法,通过气动力学公式和实验数据来确定飞机在不同状态下的升力大小和升力系数。
三、飞机的稳定性和控制1. 飞机的平衡状态飞机的平衡状态包括静态平衡和动态平衡两种状态。
静态平衡是指飞机在静止状态下所处的平衡状态,动态平衡是指飞机在运动过程中所处的平衡状态。
2. 飞机的稳定性飞机的稳定性是指飞机在受到外界扰动时能够自动恢复到原来的平衡状态的能力。
飞机的稳定性直接影响着其飞行过程中的安全性和舒适性。
3. 飞机的控制系统飞机的控制系统包括飞行操纵系统、引擎控制系统和动力控制系统等多个部分,它们协同工作来保证飞机在飞行中能够保持稳定的运动状态和实现各种飞行任务。
第二章飞行力学基础2.1 飞行器空间运动的表示、飞行器操纵机构、稳定性和操纵性的概念2.1.1常用坐标系1)地面坐标系(地轴系)(Earth-surface reference frame)Sg-og xgygzg原点og 取自地面上某一点(例如飞机起飞点)。
ogxg轴处于地平面内并指向某方向(如指向飞行航线);og yg轴也在地平面内并指向右方;ogzg轴垂直地面指向地心。
坐标按右手定则规定,拇指代表og xg轴,食指代表ogyg轴,中指代表o g zg轴,如图2-1所示。
2)机体坐标系(体轴系)(Aircraft-body coordinate frame)Sb-oxyz 原点o取在飞机质心处,坐标与飞机固连。
Ox与飞机机身的设计轴线平行,且处于飞机对称平面内;oy轴垂直于飞机对称平面指向右方;oz轴在飞机对称平面内;且垂直于ox轴指向下方(参看图2.1-1)。
发动机推力一般按机体坐标系给出。
3)速度坐标系(Wind coordinate frame)Sa-oxa y aza速度坐标系也称气流坐标系。
原点取在飞机质心处,oxa轴与飞行速度V的方向一致。
一般情况下,V不一定在飞机对称平面内。
oza 轴在飞机对称面内垂x图2.1-1 机体坐标系与地面坐标系直于ox a 轴指向机腹。
oy a 轴垂直于x a oz a 轴平面指向右方,如图2.1-2所示。
作用在飞机上的气动力一般按速度坐标系给出。
4)航迹坐标系(Path coordinate frame)Sk-ox k y k z k原点取在飞机质心处,ox k 轴与飞机速度V 的方向一致。
oz k 轴在包含ox k 轴的铅垂面内,向下为正;oy k 轴垂直于x k oz k 轴平面指向右方。
研究飞行器的飞行轨迹时,采用航迹坐标系可使运动方程形式较简单。
2.1.2 飞机的运动参数 1)飞机的姿态角 1.俯仰角θ(Pitch angle)机体轴ox 与地平面间的夹角。
第二章飞行力学基础2.1 飞行器空间运动的表示、飞行器操纵机构、稳定性和操纵性的概念2.1.1常用坐标系1)地面坐标系(地轴系)(Earth-surface reference frame)Sg-og xgygzg原点og 取自地面上某一点(例如飞机起飞点)。
ogxg轴处于地平面内并指向某方向(如指向飞行航线);og yg轴也在地平面内并指向右方;ogzg轴垂直地面指向地心。
坐标按右手定则规定,拇指代表og xg轴,食指代表ogyg轴,中指代表o g zg轴,如图2.1-1所示。
2)机体坐标系(体轴系)(Aircraft-body coordinate frame)Sb-oxyz 原点o取在飞机质心处,坐标与飞机固连。
Ox与飞机机身的设计轴线平行,且处于飞机对称平面内;oy轴垂直于飞机对称平面指向右方;oz轴在飞机对称平面内;且垂直于ox轴指向下方(参看图2.1-1)。
发动机推力一般按机体坐标系给出。
3)速度坐标系(Wind coordinate frame)Sa-oxa y aza速度坐标系也称气流坐标系。
原点取在飞机质心处,oxa轴与飞行速度V的方向一致。
一般情况下,V不一定在飞机对称平面内。
oza 轴在飞机对称面内垂x图2.1-1 机体坐标系与地面坐标系直于ox a 轴指向机腹。
oy a 轴垂直于x a oz a 轴平面指向右方,如图2.1-2所示。
作用在飞机上的气动力一般按速度坐标系给出。
4)航迹坐标系(Path coordinate frame)Sk-ox k y k z k原点取在飞机质心处,ox k 轴与飞机速度V 的方向一致。
oz k 轴在包含ox k 轴的铅垂面内,向下为正;oy k 轴垂直于x k oz k 轴平面指向右方。
研究飞行器的飞行轨迹时,采用航迹坐标系可使运动方程形式较简单。
2.1.2 飞机的运动参数 1)飞机的姿态角 1.俯仰角θ(Pitch angle)机体轴ox 与地平面间的夹角。