第4章空气动力学基础

空气动力学基本概念第一章一、大气的物理参数1、大气的(7个)物理参数的概念2、理想流体的概念3、流体粘性随温度变化的规律4、大气密度随高度变化规律5、大气压力随高度变化规律6、影响音速大小的主要因素二、大气的构造1、大气的结构（根据热状态的特征）2、对流层的边线和特点3、平流层的边线和特点三、国际标准大气（isa）1、国际标准大气（isa）的概念和基本内容四、气象对飞行活动的影响1、阵风分类对飞机飞行器的影响（横向阵风和水平阵风*）2、什么就是平衡风场？3、低空风切变的概念和对飞行的影响五、大气状况对飞机机体腐蚀的影响1、大气湿度对机体有什么影响？2、临界相对湿度值的概念3、大气的温度和温差对机体的影响第二章1、相对运动原理2、连续性假设3、流场、定常流和非定常流4、流线、流线谱、流管5、体积流量、质量流量的概念和计算公式。

二、流体流动的基本规律1、连续方程的含义和几种表达式（注意适用条件）2、连续方程的结论:对于低速、不可压缩的定常流动，流管变细，流线变密，流速变快；流管变粗，流线变疏，流速变慢。

3、伯努利方程的含义和表达式4、动压、静压和总压5、伯努利方程的结论:对于不可压缩的定常流动，流速小的地方，压力大；而流速大的地方压力小。

（这里的压力是指静压）重点伯努利方程的适用于条件：1）定常流动。

2）研究的就是在同一条流线上，或同一条流管上的相同横截面。

3）流动的空气与外界没能量互换，即为空气就是边界层的。

4)空气没粘性，不容放大――理想流体。

三、机体几何外形和参数1、什么就是机翼翼型；2、翼型的主要几何参数；3、翼型的几个基本特征参数4、表示机翼平面形状的参数（6个）5、机翼相对机身的角度（3个）6、表示机身几何形状的参数四、作用在飞机上的空气动力1、什么是空气动力？2、升力和阻力的概念3、应用领域已连续方程和伯努利方程表述机翼产生升力的原理4、迎角的概念5、低速飞行中飞机上的废阻力的种类、产生的原因和减少的方法；6、诱导阻力的概念和产生的原因和增加的方法；7、附面层的概念、分类和比较；附面层拆分的原因8、低速飞行器时，相同速度下两类阻力的比较9、升力与阻力的排序和影响因素10、大气密度增大对飞行器的影响11、升力系数和升力系数曲线（会画出升力系数曲线、掌握升力随迎角的变化关系，零升力迎角和失速迎角的概念）12、阻力系数和阻力系数曲线13、掌控升阻比的概念14、发生改变迎角引发的变化（升力、阻力、机翼的压力中心、减速等）15、飞机大迎角失速和大迎角失速时的速度16、机翼的压力中心和焦点概念和区别六、高速飞行的一些特点1、什么是空气的可压缩性？2、飞行马赫数的含义3、流速、空气密度、流管截面积之间关系4、对于“超音速流通过流管扩张来加速”的理解5、小扰动在空气中的传播及其传播速度6、什么是激波？激波的分类7、气流通过激波后参数的变化8、什么是波阻9、什么就是收缩波？气流通过收缩波后参数的变化10、临界马赫数和临界速度的概念11、激波减速和大迎角减速的区别12、激波拆分13、亚音速、跨音速和超音速飞行的划分*14、采用后掠机翼的优缺点比较第三章一、飞机重心、机体坐标和飞机在空中运动的自由度1、机体坐标系的建立2、飞机在空中运动的6个自由度二、飞行时作用在飞机上的外载荷及其平衡方程外载荷组成平衡力系的2个条件*：①、外载荷的合力等于零（外载荷在三个坐标轴投影之和分别等于零）∑x=0∑y=0∑z=0②、外载荷的合力矩等于零(外载荷对三个坐标轴力矩之和分别等于零)∑mx=0∑my=0∑mz=01、什么是定常飞行和非定常飞行？2、定常飞行器时，促进作用在飞机上的载荷平衡条件和均衡方程组三、载荷系数（过载）1、载荷系数的概念和则表示方法及ny的特点四、航行飞行器、降落和降落1、什么就是航行飞行器和巡航速度2、影响平飞所须要速度的因素3、最小平飞速度及其影响因素4、最轻平飞速度及其影响因素5、什么就是飞行器包线6、飞机的航行性能参数五、水平拐弯和前轮1、飞机水平转弯的受力分析和载荷系数2、侧滑和侧滑角的概念六、等速爬升和等速下滑1、等速爬升和爬升角的概念2、等速下滑和下滑角的概念3、影响下滑角的因素七、增升原理和增升装置1、增升装置的作用和原理2、后缘襟翼的种类和各自实行的液冷原理3、采用后缘襟翼的缺点4、前缘襟翼的分类和原理5、前缘缝翼的促进作用6、涡流发生器的促进作用第四章飞机的稳定性和操纵性一、飞机运动参数1、地面坐标系的创建2、飞机在空间的姿态表示方法二、飞机稳定性和操纵性的基本概念1、稳定性的概念及其分类2、动稳定性和静稳定性的概念和两者之间的关系3、飞机的稳定性问题分为哪3个方面4、什么就是飞机的操纵性，飞机的操纵性分成哪3个方面三、飞机的横向稳定性1、什么是飞机的纵向配平，如何实现？（飞机水平尾翼的一个关键促进作用就是确保飞机在相同速度下展开定常直线飞行器的横向均衡*。

我把Introduction to flight 的第四章Basic aerodynamics 略读了一遍，提炼了其中的重点要点，将其总结在一起分享给同学们，希望对大家空气动力学的学习有所帮助。

这个文档内容涉及的气流都是无黏的（书134—228 页），没有包含黏性研究的部分。

因为领域导论书对黏性没怎么研究，基本都是只给结论，所以就不总结了。

本文档包括两部分，一是一些基本方程，二是这些方程的一些应用我读书只是蜻蜓点水，对一些公式的理解可能有错误；写的只是大致的推导过程，难免有不细致严谨之处；对一些英文的翻译可能不标准，同时可能输入有误。

希望大家批评指正、私下交流。

真心希望我们共同为之润色添彩，使其更加准确无误。

同时，大家有什么学习资料都记得共享啊，让我们共同进步！大家可以再看看领域导论书，看了这个总结，再看书就比较简单了。

看书最好也看看例题，例题不仅是对公式的简单应用，而且有些还包含新的知识，能增进我们对公式的理解。

这些内容只能算是一些变来变去的简单代数问题，大家不要有压力。

不过有几条注意事项：1、注意公式的限定条件，避免错误地加以应用。

2、大物书上的理想气体方程是Pv韦RT其中的R是普适气体常量（universal gas constant), 领域导论书上的P=p RT是经过变换的等价形式，其中的R是个别气体常量（specific gas constant），等于普适气体常量R普适/M, 大家变下马上就懂了。

2、谈谈我的一个理解：本书中的研究好像不太强调质量和体积，可能是因为空气动力学研究没必要也不方便强调。

在一、基本方程——7、能量方程的推导中，v=1/ P,这里的1应理解为单位质量，后面的能量方程中的也包含单位质量1,不然与h的量纲就不统一了；在二、公式应用-------- 3、空速测定一一C高速亚声速流中，我们可以看出在本书中，Pv=RT同样把大物书上的状态方程Pv齧R普适T中的m当成单位质量1,并利用普适气体常量和个别气体常量的关系R个别=R普适/M，即可推出P v=RT3、本书中涉及到比热（specific heat ），用6（对于等体过程）和C p （对于等压过程）在表示。

我把Introductiontoflight的第四章Basicaerodynamics略读了一遍，提炼了其中的重点要点，将其总结在一起分享给同学们，希望对大家空气动力学的学习有所帮助。

这个文档内容涉及的气流都是无黏的（书134—228页），没有包含黏性研究的部分。

因为领域导论书对黏性没怎么研究，基本都是只给结论，所以就不1、注意公式的限定条件，避免错误地加以应用。

2、大物书上的理想气体方程是Pv=RT，其中的R是普适气体常量（universalgasconstant），领域导论书上的P=ρRT是经过变换的等价形式，其中的R是个别气体常量(specificgasconstant)，等于普适气体常量R普适/M，大家变一下马上就懂了。

2、谈谈我的一个理解：本书中的研究好像不太强调质量和体积，可能是因为空气动力学研究没必要也不方便强调。

在一、基本方程——7、能量方程的推导中，v=1/ρ，这里的1应理1，不，同Pv=R1，并利用普适气体常量和个别气体常量的关系，即可3和和c p，（（（molarheatcapacityatconstantpressure）。

对比起来有（下式中R个指个别气体常量，R普指普适气体常量，i指分子自由度，γ指热容比）：比热摩尔热容c v=R个，c p=R个c v=R普，c p=R普c p-c v=R个c p-c v=R普γ==γ==4、小写v代表体积，大写V代表速度，注意区分，其他字母1、则即2、忽略重力和黏性，朝向x正方向的力为Pdydz压强的变化率为则朝向x负方向的力为(P+dx)dydz则合力F=Pdydz-(P+dx)dydz=-(dxdydz) 又a===V 由3、++即P+ρ在一条流线上是常量，其中用表示，对于不可压缩流，等于总压，我们在方程的应用中会再提及。

4、关于热力学第一定律系统的内能增量=外界传热+外界做功，即de=δq+δw其中δw=-Pdv(压缩，所以v减小，dv是负值，所以有负号) 则δq=de+Pdv定义焓h=e+Pv5、，即系统增加单位温度所吸收的热量等体过程的比热写作可得de=δq=c v dT从e=0和T=0积分得e=c v T我们在大物中学的是e=R普T，m还是要当做单位质量1，推出e=R个T=c v T。

1第一章空气动力学基础知识(总14页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第四单元飞机与飞机系统第一章空气动力学基础知识大气层和标准大气地球大气层地球表面被一层厚厚的大气层包围着。

飞机在大气层内运动时要和周围的介质——空气——发生关系，为了弄清楚飞行时介质对飞机的作用，首先必须了解大气层的组成和空气的一些物理性质。

根据大气的某些物理性质，可以把大气层分为五层：即对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。

对流层的平均高度在地球中纬度地区约11公里，在赤道约17公里，在两极约8公里。

对流层内的空气温度、密度和气压随着高度的增加而下降，并且由于地球对大气的引力作用，在对流层内几乎包含了全部大气质量的四分之三，因此该层的大气密度最大、大气压力也最高。

大气中含有大量的水蒸气及其它微粒，所以云、雨、雪、雹及暴风等气象变化也仅仅产生在对流层中。

另外，由于地形和地面温度的影响，对流层内不仅有空气的水平流动，还有垂直流动，形成水平方向和垂直方向的突风。

对流层内空气的组成成分保持不变。

从对流层顶部到离地面约30公里之间称为平流层。

在平流层中，空气只有水平方向的流动，没有雷雨等现象，故得名为平流层。

同时该层的空气温度几乎不变，在同一纬度处可以近似看作常数，常年平均值为摄氏零下度，所以又称为同温层。

同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些，所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这两层大气内，而且目前大部分的飞机也只在这两层内活动。

中间层从离地面30公里到80至100公里为止。

中间层内含有大量的臭氧，大气质量只占全部大气总量的三千分之一。

在这一层中，温度先随高度增加而上升，后来又下降。

中间层以上到离地面500公里左右就是电离层。

这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子)，它能发射无线电波。

在这一层内空气温度从-90℃升高到1 000℃，所以又称为热层。