第一章-2 飞行动力学-纵向气动力
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⼒。
外壳摩擦⼒是最难降低的寄⽣阻⼒类型。
没有完全光滑的表⾯。
甚⾄是机械加⼯的表⾯,通过放⼤来检测的话,仍然可以看到粗糙的不平坦的外观。
这种粗糙的表⾯会使表⾯的空⽓流线型弯曲,对平滑⽓流产⽣阻⼒。
通过使⽤光滑的磨平的表⾯,和去掉突出的铆钉头,粗糙和其他的不规则物来最⼩化外壳摩擦⼒。
设计飞机时必须要增加另⼀个对寄⽣阻⼒的考虑。
这个阻⼒复合了形阻⼒效应和外壳摩擦,称为所谓的⼲涉阻⼒。
如果两个物体靠近放置,产⽣的合成紊乱会⽐单个测试时⼤50%到200%。
形阻⼒,外壳摩擦⼒和⼲涉阻⼒这三个阻⼒都要被计算以确定⼀个飞机的寄⽣阻⼒。
寄⽣阻⼒中⼀个物体的外形是⼀个很⼤的因素。
然⽽,说道寄⽣阻⼒时指⽰空速也是⼀个同样重要的因素。
⼀个物体的外形阻⼒保持在⼀个相对⽓流固定的位置,⼤约以速度的平⽅成正⽐增加;这样,空速增加为原来的两倍,那么阻⼒就会变成原来的四倍,空速增加为三倍的话阻⼒也就增加为九倍。
但是,这个关系只在相当的低⾳速时维持很好。
在某些更⾼速度,外形阻⼒的增加会随速度⽽变的突然很快。
第⼆个基本的阻⼒类型是诱导阻⼒。
以机械运动⽅式⼯作的系统没有⼀个可以达到100%的效率,这是⼀个确定的物理事实。
这就意味着⽆论什么特性的系统,总是以系统中消耗某些额外的功来获得需要的功。
系统越⾼效,损失就越⼩。
在平飞过程中,机翼的空⽓动⼒学特性产⽣要求的升⼒,但是这只能通过某种代价才能获得。
这种代价的名字就叫诱导阻⼒。
诱导阻⼒是内在的,在机翼产⽣升⼒的任何时刻,⽽事实上,这种阻⼒是升⼒的产物中不可分离的。
继⽽,只要有升⼒就会有这种⼒。
机翼通过利⽤三种⽓流的能量产⽣升⼒。
⽆论什么时候机翼产⽣升⼒,机翼下表⾯的压⼒总是⼤于机翼上表⾯的压⼒。
结果,机翼下⽅的⾼压区空⽓有向机翼上⽅的低压去流动的趋势。
在机翼的翼尖附近,这些压⼒有区域相等的趋势,产⽣⼀个从下表⾯到机翼上表⾯的向外的侧⾯⽓流。
这个侧向⽓流给予翼尖的空⽓和机翼后⾯的尾流⼀个旋转速度。
内内容容绪言绪言7.1 静稳定力矩7.3 定常直线飞行时的飞机平衡特性7.6 定常拉升飞行时的飞机平衡特性小结研究的问题研究的问题::飞机作对称定直对称定直曲线曲线飞行飞行时作用在飞机上的纵向力矩及其如何实纵向力矩及其如何实现平衡。
现平衡。
1 纵向力矩的计算、如何来实现配平:2 平衡状态由于外界扰动外界扰动而被破坏时飞机恢复原状态的趋势3 从一平衡状态到另一平衡状态操纵面操纵面偏转偏转和驾驶杆力的驾驶杆力的最终变化最终变化平衡平衡::指状态参数不随时间变化的飞行。
如定常直线飞行、正常盘旋等。
稳定性稳定性::飞机受到外界扰动后自动恢复原来平衡状态的能力。
操纵性操纵性::飞机在驾驶员的操纵下从一种飞行状态过渡到另一种飞行状态的能力。
包括稳态增量和瞬态过程。
稳定性与操纵性的概念静稳定静稳定假定飞机初始作定常直线飞行外力、外力矩平衡若受到某种外界瞬瞬时扰动时扰动作用后具有自动恢复自动恢复到原来平衡状态的初始趋势初始趋势则称飞机是静稳定静稳定的静不稳定静不稳定在外界瞬时扰动作用后若飞机存在力图扩大偏离平衡状态的初始趋势则称飞机是静不稳定静不稳定的中立静稳定中立静稳定若外界瞬时扰动作用后既无扩大无扩大、又无恢复无恢复原来平衡状态的初始趋势则称为中立静稳定中立静稳定。
静稳定性的概念内内容容绪言7.1 7.1 静稳定力矩静稳定力矩7.3 定常直线飞行时的飞机平衡特性7.6 定常拉升飞行时的飞机平衡特性小结内内容容7.1 静稳定力矩7.1.1 7.1.1 静稳定力矩的组成静稳定力矩的组成7.1.2 定速静稳定性7.1.3 速度静稳定性7.1.4 定载静稳定性静稳定力矩静稳定力矩::指飞行迎角所引起的那部分俯仰力矩。
静稳定力矩的组成静稳定力矩的组成::1.1. 机翼部分机翼部分压心压心气动合力的作用点随迎角而变它不通过机翼的质心焦点焦点机翼上存在的特殊点当迎角变化时气动力对该点的力矩零升力矩始终保持不变。
它是迎角变化时升力增量升力增量的作用点。
飞行器动力学与空气动力学飞行器动力学和空气动力学是航空航天领域中非常重要的两个学科,它们研究的是飞行器在运动中所受到的力和力的作用。
飞行器动力学主要研究飞行器如何在空中移动,而空气动力学则是研究飞行器与空气之间的相互作用。
一、飞行器动力学飞行器动力学主要研究的是飞行器的运动特性和控制方法。
飞行器在空中运动时,所受到的力主要包括重力、升力、推力和阻力。
1. 重力重力是地球对飞行器的吸引力,它的作用是使飞行器向地面运动。
飞行器在受到重力的作用下会垂直下降,所以需要通过其他力来抵消重力的作用。
2. 升力升力是垂直于飞行器机翼的力,它的作用是使飞行器能够在空中保持飞行状态。
升力的产生主要依靠机翼的气动特性,当飞行器在空中飞行时,机翼会受到空气的压力,进而产生升力。
3. 推力推力是飞行器前进或改变速度的力,它的产生主要依靠发动机。
飞行器通过发动机喷出高速气流,产生反作用力,从而推动飞行器向前运动。
推力的大小取决于发动机的喷气速度和流量。
4. 阻力阻力是飞行器在运动中所受到的阻碍力,它的作用是使飞行器在空中运动时受到阻碍。
阻力的大小主要取决于飞行器的速度和空气的粘性,对于气动外形较大的飞行器来说,阻力会更大。
在飞行器动力学中,需要对飞行器进行建模和仿真,以便预测飞行器在不同条件下的运动特性。
此外,还需进行飞行器的控制设计,以确保飞行器能够按需运动。
二、空气动力学空气动力学是研究飞行器与空气之间的相互作用的科学,它包括气动力学和气动设计两个方面。
1. 气动力学气动力学研究的是飞行器在空气中运动时所受到的力和力矩。
其中,主要涉及到的力有升力、阻力、侧向力等,力矩则包括滚转力矩、俯仰力矩和偏航力矩等。
通过对飞行器的气动力学性能进行研究,可以预测飞行器在不同姿态下的受力情况。
2. 气动设计气动设计是指根据飞行器在空中的运动要求,进行飞行器外形的设计。
在设计过程中,需要考虑飞行器的气动特性、气动性能和减阻措施等。
通过合理的气动设计,可以使飞行器在空气中运动时具有良好的气动性能和操纵特性。
《飞行动力学》掌握知识点第一章掌握知识点如下:1)现代飞机提高最大升力系数采取的措施包括边条翼气动布局或近耦鸭式布局2)飞行器阻力可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力和激波阻力等3)试描述涡喷发动机的三种特性:转速(油门)特性,速度特性,高度特性并绘出变化曲线. P8 答:转速特性是在给定调节规律下,高度和速度一定时,发动机推力和耗油率随转速的变化关系。
速度特性是在给定调节规律下,高度和转速一定时,发动机推力和耗油率随飞行速度或Ma的变化关系。
高度特性是在发动机转速和飞行速度一定时,发动机推力和耗油率随飞行高度的变化关系。
第二章掌握知识点如下:1)飞机飞行性能包括平飞性能、上升性能、续航性能和起落性能。
2)飞机定直平飞的最小速度受到哪些因素的限制?答:允许升力系数,抖动升力系数,最大平尾偏角,发动机可用推力。
3)为提高飞机的续航性能,飞机设计中可采取哪些措施?答:设计中力求提高升阻比,增加可用燃油量,选用耗油率低,经济性好的发动机,选择最省油状态上升和最佳巡航状态巡航。
第三章掌握知识点如下:1)了解飞机机动性的基本概念。
答:飞机机动性是指飞机在一定时间内改变飞行速度,飞行高度和飞行方向的能力,相应的分为速度机动性,高度机动性和方向机动性。
按航迹特点分为铅垂平面内,水平平面内和空间的机动飞行。
2)了解飞机敏捷性的基本概念和目前用来评价敏捷性的指标。
答:飞机的敏捷性是指飞机在空中迅速精确的改变机动飞行状态的能力。
选用状态变化和时间两个属性来衡量飞机敏捷性。
敏捷性按照时间尺度分为瞬态敏捷性,功能敏捷性和敏捷性潜力;按照飞机运动形式分为轴向敏捷性,纵向敏捷性和滚转敏捷性。
第四章掌握知识点如下:1)了解“方案飞行”和“飞行方案”的基本概念。
答:方案飞行是导弹按照某种固定的飞行程序飞行,用来攻击静止的或运动缓慢的目标,或将导弹及其他飞行器送到预定点。
飞行方案是设计弹道时所设定的某些运动参数随时间变化的规律。
飞行器动力学与空气动力学飞行器动力学与空气动力学是研究飞行器在空气中运动和飞行的学科。
在这个领域中,我们探索和了解了飞机、直升机和其他飞行器的动力学特性,以及它们与空气之间的相互作用。
一、飞行器动力学飞行器动力学是研究飞行器运动的学科,涉及到飞行器在空中的各种运动和力的相互作用。
它主要涉及力的平衡和非平衡情况下的飞行器运动,包括纵向运动(俯仰运动)、横向运动(滚转运动)和垂直运动(偏航运动)等。
纵向运动是指飞行器在空中俯仰或上升的运动。
这种运动是由飞行器的重量、升力、推力和阻力等力的相互作用所决定的。
通过改变升力和推力的大小,飞行器可以改变俯仰角度和高度。
横向运动是指飞行器在空中滚转或转弯的运动。
这种运动是由飞行器的重力、升力、侧向力和侧推力等力的相互作用所决定的。
通过改变侧向力和侧推力的大小,飞行器可以改变滚转角度和转弯半径。
垂直运动是指飞行器在空中偏航或旋转的运动。
这种运动是由飞行器的重力、升力和偏航力等力的相互作用所决定的。
通过改变偏航力的方向和大小,飞行器可以改变偏航角度和旋转速度。
飞行器动力学的研究对于飞机和直升机等飞行器的设计和控制至关重要。
它帮助我们了解飞行器在不同飞行状态下的运动特性,使我们能够更好地设计飞行器的结构和控制系统,以保证其安全性和有效性。
二、空气动力学空气动力学是研究流体(主要是空气)中物体运动的学科,涉及到空气对物体产生的各种力和物体对空气产生的影响。
在飞行器领域中,空气动力学主要研究空气对飞行器产生的升力和阻力。
升力是指空气对飞行器的上升力,使飞行器能够在空中飞行。
升力的大小取决于飞行器的形状、翼展和前缘等因素,以及空气的密度和飞行速度等因素。
升力是飞行器能够克服重力并保持飞行的关键力之一。
阻力是指空气对飞行器的阻碍力,使飞行器在空中飞行时需要消耗额外的能量。
阻力的大小取决于飞行器的形状、表面特性和飞行速度等因素。
减小阻力是提高飞行器效率和性能的关键。
空气动力学的研究对于飞行器的设计和性能优化至关重要。