空间飞行器动力学与控制

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Spacecraft Dynamics and Control Teacher:Han-qing Zhang

College of Astronautics

Spacecraft Dynamics and Control

Text book:

Spacecraft Dynamics and

Control:A Practical

Engineering Approach

https://www.360docs.net/doc/3f4689111.html,/s/1o6BF32U

(1) Wertz, J. R. Spacecraft Orbit and Attitude Systems, Springer. 2001

(2) 刘墩.空间飞行器动力学,哈尔滨工业大学出版社,2003.

(3) 章仁为.卫星轨道姿态动力学与控制,北京航空航天大学出版社,2006.

(4) 基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用,清华大学出版社,2002。

2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control

Spacecraft Dynamics and Control 1. Introduction

Space technology is relatively young compared to other modern technologies, such as aircraft

technology.

In only forty years this novel domain has

achieved a tremendous level of complexity and

sophistication. The reason for this is simply

explained: most satellites, once in space, must rely heavily on the quality of their onboard

instrumentation and on the design ingenuity of the scientists and engineers.

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Spacecraft Dynamics and Control The desire of humans to conquer space within the solar system will surely encourage new

technological achievements that are not yet

imagined.

The technical fields in which satellites are used are numerous一telecommunications, scientific

research, meteorology, and others.

According to the specific task for which they are designed, satellites may be in orbits as low as

200 km or as high as 40,000 km above the earth;

other spacecraft leave the earth toward planets in the solar system

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Spacecraft Dynamics and Control

In October 4, 1957, the former Soviet Union sent the world's first artificial satellite into space.

In March 11, 1960, the United States launched

a "pioneer" detector,and it was known as the

first deep-space probe.

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Spacecraft Dynamics and Control

In April 12, 1961,

the former Soviet

Union successfully

launched the first

manned spacecraft. 尤里·加加

Spacecraft Dynamics and Control

In March 1965, the former Soviet Union realized the first human spacewalk.

“上升号”载人飞船2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control

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In January 1966, two spacecrafts completed the rendezvous and docking successfully for the first time in the former Soviet Union .

“联盟号”飞船2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control

Spacecraft Dynamics and Control

In July 1969, the United States landed on the moon for the first time.

N.A.阿姆斯特朗E.E.奥尔德林

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In April 19, 1971, the first space station was built successfully with regard to the former Soviet.

“和平号”轨道空间站

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Spacecraft Dynamics and Control

In April 1981, the first space shuttle had the successful test flight.

“哥伦比亚号”航天飞机首飞记录片

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FengYun2

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北斗导航试验卫星定位原理图

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Satellites may be very heavy: an inhabited space station, for example, could weigh several

tons or more. There also exist very light satellites, weighing 20 kg or less. Small satellites may be

relatively cheap.

Despite their differences, satellites possess fundamental features that are common to all. The physical laws that govern their motion in space

and their dynamics are the same for all spacecraft.

Hence, the fundamental technologies that evolved from these laws are common to all.

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Spacecraft Dynamics and Control

A satellite's life begins with the specific

booster transferring it to some initial orbit,

called a transfer orbit, in which the satellite is already circling the earth.

For a satellite that will stay near earth, the next stage will be to "ameliorate" the

orbit. This means that the satellite must be

maneuvered to reach the precise orbit for

which the satellite was designed to fulfill its mission.

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Spacecraft Dynamics and Control

Next, the satellite's software must check for the proper functioning of its

instrumentation and its performance in

space, as well as calibrate some of the

instruments before they can be used to

control the satellite.

The final stage is the one for which the satellite was designed and manufactured.

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Spacecraft Dynamics and Control

Understanding the meaning of each stage will help one to understand the infrastructure of the

control system of any satellite.

Throughout the text, the terms "satellite" and "spacecraft" (s/c for short) will be used

interchangeably. The terms "geosynchronous"

and "geostationary" will be used interchangeably to describe the orbit of a satellite whose period can be made exactly equal to the time it takes the

earth to rotate once about its axis.

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2014年4月22日星期二

Spacecraft Dynamics and Control Spacecraft Dynamics and Control

A geosynchronous communications satellite

will be described in its different life stages. A

common, medium-sized satellite is good example.

Satellite of this type consist of the following

main structural parts.

(1) A central body consisting of a cubelike

structure.

(2) Solar arrays extended in the N-S direction.

(3) An antenna tower directed toward the

earth.

(4) Controllers (such as reaction thrusters)

and attitude sensors (such as sun sensors).

Spacecraft Dynamics and Control

Attitude and orbit control system

The attitude and orbit control system (AOCS) may include:

(1) A reaction bipropellant (反应双组元)thrust

system.

(2) Two momentum wheels (one redundant).

2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control

2014年4月22日星期二Spacecraft Dynamics and Control

Spacecraft Dynamics and Control (3) Two infrared horizon sensors. (one operating and one redundant) (4) Four fine sun sensors. (two redundant)(5)Twelve coarse sun sensors for safety reasons. (six redundant) (6)Two three-axis coarse rate gyros(陀螺仪).(7)Two three-axis integrating gyros.

飞行器总体设计试题

一、填空题(25分,每空1分) 1. 飞机设计可分为3个阶段,分别是 (1) 、 (2) 、 (3) 。 2. 最重要的三个飞机总体设计参数是 (4) 、 (5) 、 (6) 。 3. 飞机空机重量可分为3部分,分别是 (7) 、 (8) 、 (9) ,飞机空机重量系数随起飞重量的增加而 (10) 。 4. 在飞机重心的第一次近似计算中,如果飞机重心不在规定的范围内,则须对飞机重心进行调整。调整飞机重心最常用的2种方法是 (11) 、 (12) 。 5. 超音速进气道的压缩方式有3种,分别是: (13) 、 (14) 和 (15) 。 6. 喷气式飞机在 (16) 状态下达到最远航程,此时其翼载荷为 (17) ;螺旋桨飞机在 (18) 状态下达到最远航程,此时其翼载荷为 (19) (假设飞机的极曲线为)。 7. 要缩短飞机起飞/着陆滑跑距离,可以采用 (20) 翼载荷 的方法。 8. 亚音速飞机的最大升阻比取决于 (21) 。 9. 进气道总压恢复系数是 (22) 与 (23) 之比。 10. 从飞机设计的角度来看,对发动机的主要设计要求可归结为2个方面,即要求发动机的 (24) 大和 (25) 大。 二、选择题(20分,每题1分,正确的选择“+”,错误的选择“-”) 1. 减小翼载荷对飞机的巡航性能有利。 2 0y x x C A C C ?+=

(+) (-) 2. 将喷气式发动机安装到飞机上,需要考虑装机修正和推进装置阻力。(+) (-) 3. 进气道的功用是将流入进气道的空气减速增压。(+) (-) 4. 机身结构重量大致与机身浸湿面积成正比。(+) (-) 5. 现代战斗机上常使用高涵道比的涡扇发动机。(+) (-) 6. 飞机起飞重量一定时,增加飞机的航程和航时会降低飞机的机动性。(+) (-) 7. 飞机的寿命周期成本包括研制成本和使用维护成本两部分。(+) (-) 8. 如技术水平一定,则飞机设计要求都要以一定的重量代价来实现。(+) (-) 9. 飞机的载油量是根据飞机所执行任务的任务剖面要求确定的。(+) (-) 10. 超音速飞行时,涡轮风扇发动机的耗油率小于涡轮喷气发动机。(+) (-) 11. 前三点式起落架几何参数选择时,应考虑的主要因素之一是防止飞机翻倒和防止飞机倒立。(+) (-) 12. 飞机起落架的重量一般占该机起飞重量的15%左右。(+) (-) 13. 雷达隐身飞机要求减小镜面反射和角反射器反射。(+) (-) 14. 按面积律设计的飞机能减小跨音速波阻。(+) (-) 15. 满足设计要求的起飞重量最小的飞机是设计先进的。(+) (-) 16. 设计要求不变时,结构重量增加1千克使飞机起飞重量也增加1千克。(+) (-)

哈工大 自动控制原理本科教学要求

自动控制原理本科教学要求 自动控制专业的自动控制原理课程包括自动控制原理Ⅰ和现代控制理论两部分,分两个学期讲授。 《自动控制原理I》教学大纲 课程编号:T1043010 课程中文名称:自动控制原理 课程英文名称: Automatic Control Theory 总学时: 100 讲课学时:88 实验学时:16 习题课学时:0 上机学时: 学分:6.0 授课对象:自动控制专业本科生 先修课程:电路原理、电子技术和电机方面的有关课程;复变函数和线性代数 教材:《自动控制原理》(第三版)李友善主编,国防工业出版社,2005年 参考书:《自动控制原理》(第四版)胡寿松主编,科学出版社,2001年 《Linear Control System Analysis and Design》(第四版)清华大学出版社,2000年 一、课程教学目的: 自动控制原理是控制类专业最重要的一门技术基础课。这门课主要讲解自动控制的基本理论、自动控制系统的分析方法与设计方法。 本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。掌握分析与综合线性控制系统的三种方法:时域法、根轨迹法和频率法。掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。了解非线性控制系统的分析和综合方法。建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。 通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。结合各种实践环节,进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、飞行器控制、智能控制、导航与制导、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节,因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。 二、教学内容及基本要求 第一章控制系统的一般概念(2学时) 本课程的目的及讲授内容,自动控制的基本概念和自动控制系统,开环控制与闭环控制,控制系统的组成,控制系统的基本要求。 第二章控制系统的数学模型(12学时) 控制系统微分方程的建立,传递函数的基本概念和定义,传递函数的性质,基本环节及传递函数,控制系统方框图及其绘制,方框图的变换规则,典型系统的方框图与传递函数,方框图的化简,用梅森增益公式化简信号流图。 第三章线性系统的时域分析(14学时) 典型输入信号,一阶系统的瞬态响应,线性定常系统的重要性质,二阶系统的标准型及其特点,二阶系统的单位阶跃响应,二阶系统的性能指标,二阶系统的脉冲响应,二阶系统的单位速度响应,初始条件不为零时二阶系统的过渡过程。 闭环主导极点的概念,高阶系统性能指标的近似计算。稳定的基本概念和定义,线性系统的稳定条件,劳斯稳定判据。控制系统的稳态误差,稳态误差的计算:泰勒级数法和长除法,控制系统的无静差度,用终值定理计算稳态误差,减小稳态误差的方法 第四章根轨迹法(12学时) 控制系统的根轨迹,绘制根轨迹的基本规则,控制系统的根轨迹分析,参数根轨迹,闭环系统的零极点分布域性能指标 第五章线性系统的频域分析(14学时) 频率特性的概念,典型环节频率特性的极坐标图表示,典型环节频率特性的对数坐标图表示,开环系统的对数频率特性,最小相位系统。v=0、1、2时开环系统的极坐标图,Nyquist稳定判据,用开环系统的Bode图判定闭环系统的稳定性,控制系统的相对稳定性。控制系统的性能指标,二阶系统性能指标间的关系,高阶系统性能指标间的关系,开环对数频率特性和性能指标的关系。 第六章控制系统的综合与校正(14学时) 控制系统校正的基本方法,基本控制规律。相位超前校正网络,用频率特法确定相位超前校正参数,按根轨迹法确定相位超前校正参数。相位滞后网络,用频率特性法确定相位滞后校正参数,按根轨迹法确定相位滞后校正参数。相位滞后-超前校正网络,控制系统的期望频率特性,控制系统的固有频率特性,根据期望频率特性确定串联校正参数。

空气动力学期末复习题

第一章 一:绪论;1.1大气的重要物理参数 1、 最早的飞行器是什么?——风筝 2、 绝对温度、摄氏温度和华氏温度之间的关系。——9 5)32(?-T =T F C 15.273+T =T C K 6、摄氏温度、华氏温度和绝对温度的单位分别是什么?——C F K 二:1.1大气的重要物理参数 1、 海平面温度为15C 时的大气压力为多少?——29.92inHg 、760mmHg 、 1013.25hPa 。 3、下列不是影响空气粘性的因素是(A) 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 4、假设其他条件不变,空气湿度大(B) 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 5、对于音速.如下说确的是: (C) 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 6、大气相对湿度达到(100%)时的温度称为露点温度。 三:1.2 大气层的构造;1.3 国际标准大气 1、大气层由向外依次分为哪几层?——对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。 2、对流层的高度.在地球中纬度地区约为(D) A、8公里。 B、16公里。 C、10公里。 D、11公里 3、现代民航客机一般巡航的大气层是(对流层顶层和平流层底层)。 4、云、雨、雪、霜等天气现象集中出现于(对流层)。 5、国际标准大气指定的依据是什么?——国际民航组织以北半球中纬度地区大气物理性质的平均值修正建立的。 6、国际标准大气规定海平面的大气参数是(B) A、P=1013 psi T=15℃ρ=1、225kg/m3 B、P=1013 hPA、T=15℃ρ=1、225 kg/m3 C、P=1013 psi T=25℃ρ=1、225 kg/m3 D、P=1013 hPA、T=25℃ρ=0、6601 kg/m3 7. 马赫数-飞机飞行速度与当地音速之比。 四:1.4 气象对飞行的影响;1.5 大气状况对机体腐蚀的影响

航天器总体设计答案总结(新)

航天器总体设计 (无平时成绩,考试试卷满分制,内容为21题中抽选13题) 1、航天器研制及应用阶段的划分。 主要划分为工程论证、工程研制、发射、在轨测试与应用四个阶段。 1)工程论证阶段:开展任务分析、方案可行性论证工作。 2)工程研制阶段:包括方案设计阶段、初样设计与研制阶段、正样设计与研制阶段。 3)发射阶段:发射场测试及发射。 4)在轨测试与应用阶段:在轨测试阶段、在轨应用阶段。 2、航天工程系统的组成及各自的任务。 组成:航天工程系统是由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。 任务: 1)航天器:指在地球大气层以外的宇宙空间执行探索、开发和利用太空以及地球以外天体的特定任务飞行器,又称空间飞行器。 2)航天运输系统:指在地球和太空之间或在太空中运送航天器、人员或物资的飞行器系统,包括运载器、运输器、轨道机动飞行器和轨道转移飞行器等。 3)航天发射场:系指发射航天器的基地,包括测试区、发射区、发射指挥控制中心、综合测量设施、勤务保障设施等。 4)航天测控网:系指对航天运输系统、航天器进行跟踪、测量、监视、指挥和控制的综合系统,包括发射指挥控制中心、测控中心、航天指挥控制中心、测控站和多种传输线路及设备。 5)应用系统:系指航天器的用户系统,一般是地面应用系统,如各类应用卫星的地面应用系统、载人航天器的地面应用系统、空间探测器的地面应用系统。 3、航天器总体设计概念及主要阶段划分。 概念:航天器总体设计是指为完成航天任务规定的目标所开展的以航天器为对象的一系列设计活动。 主要阶段划分:主要分为任务分析、总体方案可行性论证、总体方案设计、总体详细设计四个阶段。总体详细设计又分为总体初样设计和总体正样设计。 4、航天器总体设计的基本原则。 满足用户需求的原则、系统整体性原则、系统层次性原则、研制的阶段性原则、创新性和继承性原则、效益性原则。 5、航天器技术从成熟程度上可分为哪四类技术,各自的含义。 1)成熟技术:已经过在轨飞行考验,沿用原有的分系统方案、部件、电路和结构。 2)成熟技术基础上的延伸技术:在成熟技术基础上需要进行少量修改设计的分系统方案、部件、电路和结构。 3)不成熟技术(关键技术):必须经过研究、生产和试验(攻关)后才能在卫星上应用的技术。 4)新技术(关键技术):尚未在卫星上使用过的技术。 6、航天器总体方案设计阶段的主要工作。 1)用户使用要求及技术指标要求的确定。 2)总体方案的确定。 3)总体技术指标的分析、分配及预算。 4)分系统方案及技术指标的确定。

空气动力学试卷及答案

空气动力学试卷A 选择题(每小题2分,共20 分) 1. 温度是表示一个()的特性。 A. 点 B. 线 C. 面 D.体 2. 通常压强下,空气是否有压缩性() A. 无 B. 有 C.不确定 D.以上都有可能 3. 升力系数的 表达式为() A. B. C. D. 4. 矢量的和的矢量积(叉乘) 符合() A. 左手法则 B. 右手法则 C. 左、右手法则都符合 D. 左、 右手法则都不符合 5. 下列哪种情况出现马赫锥:( ) 小扰动在静止空气中传 播小扰动在亚声速气流中传播小扰动在声速气流中传播小扰动在超声速气流 中传播 6. 膨胀波是超声速气流的基本变化之一,它是一种()的过程: A. 压 强上升,密度下降,流速上升 B. 压强下降,密度下降,流速下降 C. 压强下降, 密度下降,流速上升 D. 压强上升,密度下降,流速下降 7. 边界层流动中, 边界层内流体的特性是:( ) A. 流速在物面法向上有明显的梯度,流动是有旋、 耗散的 B. 流速在物面法向上无明显的梯度,流动是有旋、耗散的 C. 流速在物 面法向上有明显的梯度,流动是无旋的 D. 流速在物面法向上无明显的梯度,流 动是无旋的 8. 低速翼型编号NACA2412中的4表示什么:( ) A. 相对弯度为 40% B. 相对弯度的弦向位置为40% C. 相对厚度为40% D. 相对厚度的弦向位置 为40% 9. 对于一个绝热过程,如果变化过程中有摩擦等损失存在,则熵必有 所增加,必然表现为:( ) A. B. C. D.不能确定10. 马赫数Ma的表达式为:( ) A. B. C. D. 二、填空题(每小题3分,共15分) 1. 流体的压强就是气 体分子在碰撞或穿过取定表面时,单位面积上所产生的法向力。定义式是:

北航-飞行器总体设计期末整理

1.飞机设计的三个主要阶段是什么?各有些什么主要任务? ?概念设计:飞机的布局与构型,主要参数,发动机、装载的布置,三面图,初步估算性能、方案评估、参数选择与权衡研究、方案优化 ?初步设计:冻结布局,完善飞机的几何外形设计,完整的三面图和理论外形(三维CAD模型),详细绘出飞机的总体布置图(机载设备、分系统、载荷和结构承力系统),较精确的计算(重量重心、气动、性能和操稳等),模型吹风试验 ?详细设计:飞机结构的设计和各系统的设计,绘出能够指导生产的图纸,详细的重量计算和强度计算报告,大量的实验,准备原型机的生产 2.飞机总体设计的重要性和特点主要体现在哪些方面? ?重要性:①总体设计阶段所占时间相对较短,但需要作出大量的关键决策②设计前期的失误,将造成后期工作的巨大浪费③投入的人员和花费相对较少,但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本?特点(简要阐述) ①科学性与创造性:飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域(如空气动力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术)的成果;为满足某一设计要求,可以由多种可行的设计方案。 ②反复循环迭代的过程 ③高度的综合性:需要综合考虑设计要求的各个方面,进行不同学科专业间的权衡与协调 3.B oeing的团队协作戒律 ①每个成员都为团队的进展与成功负责 ②参加所有的团队会议并且准时达到 ③按计划分配任务 ④倾听并尊重其他成员的观点 ⑤对想法进行批评,而不是对人⑥利用并且期待建设性的反馈意见 ⑦建设性地解决争端 ⑧永远致力于争取双赢的局面(win-win situations) ⑨集中注意力—避免导致分裂的行为 ⑩在你不明白的时候提问 4.高效的团队和低效的团队 1. 氛围-非正式、放松的和舒适的 2. 所有的成员都参加讨论 3. 团队的目标能被充分的理解/接受 4. 成员们能倾听彼此的意见 5. 存在不同意见,但团队允许它的存在 6. 绝大多数的决定能取得某种共识 7. 批评是经常、坦诚的和建设性的,不是针对个人的 8. 成员们能自由地表达感受和想法 9. 行动:分配明确,得到接受 10. 领导者并不独裁 11. 集团对行动进行评估并解决问题1. 氛围-互不关心/无聊或紧张/对抗 2. 少数团队成员居于支配地位 3. 旁观者难以理解团队的目标 4. 团队成员不互相倾听,讨论时各执一词 5. 分歧没有被有效地加以处理 6. 在真正需要关注的事情解决之前就贸然行动 7. 行动:不清晰-该做什么?谁来做? 8. 领导者明显表现出太软弱或太强硬 9. 提出批评的时候令人尴尬,甚至导致对抗 10. 个人感受都隐藏起来了 11. 集团对团队的成绩和进展不进行检查 5.飞机的设计要求有哪些基本内容? ①飞机的用途和任务 ②任务剖面 ③飞行性能 ④有效载荷⑤功能系统 ⑥隐身性能要求 ⑦使用维护要求 ⑦机体结构方面的要求 ⑦研制周期和费用 ⑦经济性指标 11环保性指标 6.飞机的主要总体设计参数有哪些? ①设计起飞重量W0 (kg)②动力装置海平面静推力T (kg)③机翼面积S (m2) 组合参数④推重比T/W0⑤翼载荷W0 /S (kg/m2) 7.毯式图的 步骤 ①保持推重比不变,改变翼载(x轴变量),获得总重曲线(y轴变量) ②推重比更改为另一个值后确定不变,改变翼载(x轴变量),获得总重(y轴变量)。同时需将y轴向左移动一任意距离。

飞行器动力工程专业航空概论总复习题

民航概论总复习题 (说明:黑体字题目系分析题和简答题,其余为选择题和填空题) 一、绪论部分 1、飞行器一般分为几类?分别是什么? 2、大气层如何分层,各有什么特点?适合飞机飞行的大气层是哪层? 3、第一架飞机诞生的时间是哪一天,由谁制造的? 4、何谓国际标准大气? 5、目前世界上公认的第一个提出固定机翼产生升力理论的人是谁?哪个国家 的? 6、率先解决滑翔机的稳定和操纵方法的人是谁?哪个国家的? 7、我国飞机和发动机主要设计、制造单位有哪些? 8、目前国际上著名的航空发动机和民用飞机制造企业及其生产的产品型号。 二、空气动力学基础部分 1、何谓飞机机翼的展弦比?根梢比? 2、马赫数和雷诺数的数学表达式和表示意义。 3、连续性方程和伯努利方程的数学表达式,并说明其物理意义。 4、超音速气流经过激波后气流参数将发生何种变化? 5、举例说明亚音速和超音速气流在变截面面积管道中流动,其气流参数将发生 何种变化? 6、在空气中声速的大小主要取决于什么? 7、何谓相对运动原理? 三、飞行原理部分 1.何谓临界马赫数? 2.何谓飞机的安定性? 3.影响飞机稳定性的因素有哪些?如何影响? 4.何谓马赫数?与空气的压缩性有什么关系? 5.低速飞机的飞行阻力有哪些?各自的减阻措施有哪些? 6.飞机的升力是如何产生的?升力如何计算?

7.机翼升力的表达式及各项物理意义,影响机翼升力的因素主要有哪些? 8.何谓升阻比? 9.何谓飞机过载?一般数值是多少? 10.增升的基本方法有哪些?举例说明波音737飞机的增升方法和原理。 11.试分析飞机机翼采用后掠角的利弊 12.飞机采用流线体是为了减小哪一种阻力? 13.扰流板一般在飞机飞行的哪一个阶段打开? 14.增大飞机的翼展可以减小飞机的什么阻力? 15.何谓飞机的主操纵面? 16.机翼后掠角和飞行速度有什么关系? 17.翼梢小翼的作用是什么? 18.飞机如果保持同一马赫数,在高空飞行时的绝对速度大,还是在低空飞行 时的绝对速度大? 四、航空发动机部分 1.航空航天发动机可分为哪几类,各类又如何细分? 2.何谓喷气发动机的推重比?目前先进军用发动机推重比的水平? 3.目前大型客机常用哪种类型的发动机? 主要生产厂家有哪几个? 4.叙述螺旋桨的构成及其工作原理。 5.试说明活塞发动机的工作原理。 6.发动机在飞机上的安装位置主要有哪些?翼下吊挂布局的优点是什么? 7.简述涡喷发动机的工作过程。 8.涡轮喷气发动机的核心机是指哪几个部件,并说出每个部件的作用。 9.发动机进气道的布置主要有哪些? 10.何谓发动机的涵道比?军用机和民用机的发动机的涵道比一般在什么范 围? 11.风扇发动机推进效率高的主要原因是什么?涡扇发动机推力大的原因是 什么? 12.小型直升机为何还使用活塞发动机? 13.试说明涡轮轴发动机的结构特点?带自由涡轮的涡轴发动机的主要用

航天器总体设计作业【哈工大】

2017年《航天器总体设计》课程作业 1.嫦娥三号探测器航天工程系统的组成及各自的任务 嫦娥三号探测器由月球软着陆探测器(简称着陆器)和月面巡视探测器(简称巡视器)组成。 (1)探测器系统:主要任务是研制嫦娥三号月球探测器。嫦娥三号探测器由着陆器和巡视器组成。着陆月面后,在测控系统和地面应用系统的支持下,探测器携带的有效载荷开展科学探测。 (2)运载火箭系统:主要任务是研制长征三号乙改进型运载火箭,在西昌卫星发射中心,将嫦娥三号探测器直接发射至近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道。 (3)发射场系统:主要任务是由西昌卫星发射中心承担嫦娥三号发射任务。发射场系统通过适应性改造,具备长征三号乙改进型火箭的测试发射能力。 (4)测控系统:主要任务是对运载火箭、探测器在各个飞行阶段以及探测器在月面工作阶段的测控、轨道测量、月面目标定位以及落月后着陆器和巡视器的控制。 (5)地面应用系统:主要任务是根据科学探测任务,提出有效载荷配置需求;制定科学探测计划和有效载荷的运行计划,监视着陆器和巡视器有效载荷的运行状态,编制有效载荷控制指令和注入数据,完成有效载荷运行管理。 2.我国载人航天工程系统的组成及各自的任务 (1)航天员系统:主要任务是选拔、训练航天员,并在载人飞行任务实施过程中,对航天员实施医学监督和医学保障。研制航天服、船载医监医保设备、个人救生等船载设备。 (2)空间应用系统:主要任务是研制用于空间对地观测和空间科学实验的有效载荷,开展相关研究及应用实验。 (3)载人飞船系统:主要任务是研制“神舟”载人飞船。“神舟”载人飞船采用轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱方案,额定乘员3人,可自主飞行7天,具有出舱活动和交会对接功能,可与空间实验室和空间站进行对接并停靠飞行半年。 (4)运载火箭系统:主要任务是研制满足载人航天要求的大推力长征二号F型运载火箭,对长征系列

飞机总体设计课程设计报告

国内使用的喷气式公务机设计 班级: 0111107 学号: 011110728 姓名:于茂林

一、公务机设计要求 类型 国内使用的喷气式公务机。 有效载重 旅客6-12名,行李20kg/人。 飞行性能: 巡航速度: 0.6 - 0.8 M 最大航程: 3500-4500km 起飞场长:小于1400-1600m 着陆场长:小于1200-1500m 进场速度:小于230km/h 据世界知名的公务机杂志B&CA发布的《2011 Purchase Planning Handbook》,可以将公务机按照价格、航程、客舱容积等数据分为超轻型、轻型、中型、大型、超大型。 根据设计要求,可以确定我们设计的公务机属于轻型公务机:价格在700-1800万美元、航程在3148-5741公里、客舱容积在8.5-19.8立方米的公务机。与其他公务机相比,轻型公务机主要靠较低的价格、低廉的运营成本、在较短航程内的高效率来取得竞争优势。 由此,从中选出一些较主流机型作为参考 二、确定飞机总体布局 1、参考机型 庞巴迪航空:里尔45xr、里尔60xr 巴西航空:飞鸿300、 塞斯纳航空:奖状cj3 机型座位数巡航速度M 起飞场长m 着陆场长m 航程km 最大起飞重量kg 里尔45XR 9 0.79 1536 811 3647 9752 里尔60XR 9 0.79 1661 1042 4454 10659 飞鸿300 9 0.77 1100 890 3346 8207 奖状CJ3 9 0.72 969 741 3121 6300

2、可能的方案选择: 正常式 前三点起落架 T型平尾 / 高置平尾 + 单垂尾 尾吊双发涡轮喷气发动机 / 翼吊双发喷气发动机 / 尾吊双发喷气发动机 小后掠角梯形翼+下单翼 / 小后掠角T型翼+中单翼 / 直机翼+上单翼 3、最终定型及改进 1)正常式、T型平尾、单垂尾 ①避免机翼下洗气流和螺旋浆滑流的影响:1、减小尾翼振动;2、减小尾翼结构疲劳;3、避免发动机功率突然增加或减小引起的驾驶杆力变化 ②“失速”警告(安全因素) ③外形美观(市场因素) ④由于飞机较小,平尾不需要太大,对垂尾的结构重量影响不大 2)小后掠角梯形翼(带翼梢小翼)、下单翼 ①本次公务机设计续航速度0.6-0.8M,处于跨音速范围,故采用小展弦比后掠翼,后掠角大约30左右,能有效地提高临界M数,延缓激波的产生,避免过早出现波阻。 ②翼梢小翼的功能是抵御飞机高速巡航飞行时翼尖空气涡流对飞机形成的阻力作用,提高机翼的高速巡航效率,同时达到节油的效果。 ③采用下单翼,起落架短、易收放、结构重量轻;发动机和襟翼易于检查和维修;从安全考虑,强迫着陆时,机翼可起缓冲作用;更重要的是,因为公务机下部无货物仓,减轻机翼结构重量。 3)尾吊双发涡轮喷气发动机,稍微偏上 ①主要考虑对飞机的驾驶比较容易,座舱内噪音较小,符合易操纵性和舒适性的要求。 ②机翼升力系数大 ③单发停车时,由于发动机离机身近,配平操纵较容易; ④起落架较短,可以减轻起落架重量。 ⑤由于机翼与客舱地板平齐有点偏高,为了使发动机的进气不受影响,故将发动机安排的稍稍偏上。 4)前三点起落架,主起落架安装在机翼上 ①适用于着陆速度较大的飞机,在着陆过程中操纵驾驶比较容易。 ②具有起飞着陆时滑跑的稳定性。 ③飞行员座舱视界的要求较容易满足。 ④可使用较强烈的刹车,缩短滑跑距离。

航空航天概论习题及答案

第1章绪论 1、什么是航空?什么是航天?航空与航天有何联系? 航空是指载人或者不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。 航天是指载人或者不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动,又称空间飞行或宇宙航行。 航天不同于航空,航天器主要在宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。但航天器的发射和回收都要经过大气层,这就使航空和航天之间产生了必然的联系。 2、飞行器是如何分类的? 按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同,可以把飞行器分为航空器、航天器及火箭和导弹三类。 3、航空器是怎样分类的?各类航空器又如何细分? 根据产生升力的基本原理不同,可将航空器分为两类,即靠空气静浮力升空飞行的航空器(通常称为轻于同体积空气的航空器,又称浮空器),以及靠与空气相对运动产生升力升空飞行的航空器(通常称为重于同体积空气的航空器)。 (1)轻于同体积空气的航空器包括气球和飞艇。 (2)重于同体积空气的航空器包括固定翼航空器(包括飞机和滑翔机)、旋翼航空器(包括直升机和旋翼机)、扑翼机和倾转旋翼机。 4、航天器是怎样分类的?各类航天器又如何细分? 航天器分为无人航天器和载人航天器。根据是否环绕地球运行,无人航天器可分为人造地球卫星(可分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星)和空间探测器(包括月球探测器、行星和行星际探测器)。载人航天器可分为载人飞船(包括卫星式载人飞船和登月式载人飞船)、空间站(又称航天站)和航天飞机。 5、熟悉航空发展史上的第一次和重大历史事件发生的时间和地点。 1810年,英国人G·凯利首先提出重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局,奠定了固定翼飞机和旋翼机的现代航空学理论基础。 在航空史上,对滑翔飞行贡献最大者当属德国的O·李林达尔。从1867年开始,他与弟弟研究鸟类滑翔飞行20多年,弄清楚了许多飞行相关的理论,这些理论奠定了现代空气动力学的基础。 美国的科学家S·P·兰利博士在许多科学领域都取得巨大成就,在世界科学界久负盛名。1896年兰利制造了一个动力飞机模型,飞行高度达150m,飞行时间近3个小时,这是历史上第一次重于空气的动力飞行器实现了稳定持续飞行,在世界航空史上具有重大意义。

飞行器总体设计教学大纲

《飞行器总体设计》教学大纲 学时数:64学时讲授 授课对象:飞行器设计工程专业大学本科 前期课程:理论力学、材料力学、结构力学、自动控制原理、空气动力学与 飞行性能计算 一、课程地位:本课程是飞行器设计工程专业必修的专业主干课,是一门综 合性、实践性很强的课程。它要求学生在学习本课程中总体设计知识的同时,紧 密结合前期课程中的基础理论,学习和掌握飞机总体设计的一般思路、原理和方法。促进学生把理论和知识、技能转化为飞机总体设计能力的结合点,是培养学 生分析工程实际问题和工程设计能力的重要环节。 二、课程任务:教授现代飞机总体的现代设计原理、综合设计思想理念和设 计技术;培养学生在综合运用广泛理论的基础上对工程实际问题的分析能力、分 析评价方法和设计能力,以及接受和适应深层次设计技术发展的能力;锻炼、培 养学生辩证逻辑思维、创造性思维和系统工程思维。 课程要求:在设计原理、概念、方法等基础方面强调系统全面、深刻精炼、 科学逻辑的有机结合,要使学生能真正掌握和运用;强调理论与实际的有机结合; 强调理论知识综合运用能力的培养,加强主动式教学,启发学生主观能动性,利 用现代技术的高信息含量使学生更多了解国内外飞机总体设计技术和前沿学科 的发展;最终使学生基本掌握现代飞机总体设计的先进设计思想、设计理论和设 计技术,着力于工程设计能力的培养。 三、课程内容: 第一章绪言(2) 1、理解“飞机总体设计”的基本含义,本课程的特点,以及学习本课程的 目的与任务。 2、初步建立如飞机设计阶段、特点等基本概念。 第二章设计的依据与参数选择(8) 1、了解飞机的设计要求 2、了解飞机的设计规范 3、熟悉飞机的总体技术指标 4、掌握飞机总体设计的参数选择

哈尔滨工业大学自动化专业本科生培养方案

自动化专业本科生培养方案 一、培养目标 本专业培养知识、能力、素质,德、智、体、美全面发展,在较宽的科技领域(包括控制理论与工程应用、系统分析设计与仿真、运动控制、过程控制、飞行器导航制导与控制以及系统工程技术、电子工程技术、计算机技术与应用等)掌握坚实的基础理论和系统的专业知识,并具备在高等院校、科研院所及工业企业等部门和行业从事与控制系统相关的分析、设计、开发、集成、管理及维护的高素质、复合类、创新型高级科技人才。 本专业注重宽基础、强适应性,注重基础理论及其与工程实际相结合,面向国家现代化建设,并具有紧密结合航天、宇航与国防工业现代化建设需求的人才培养特色。 二、培养要求 本专业学生主要学习自动化领域的基本理论和基本知识,接受自动化领域的基本方法及其解决实际工程问题等方面的基本训练,具有自动化工程设计与研究方面的基本能力。 (一)毕业生应在思想和情感方面具备以下主要素质: 1.政治品质。热爱祖国,关心国家大事、时事政治,有较强的法制法规观念; 2.思想品质。树立积极向上的人生观、正确的价值观和辩证唯物主义的世界观; 3.道德品质。具备良好的道德修养和文明的行为准则,具有敬业精神和职业道德。 (二)毕业生应获得以下主要方面的知识和技能: 1.掌握数理等基础理论的原理和方法; 2.具备较扎实的外语综合能力,能够顺利地阅读本专业外文文献; 3.掌握计算机、电气等关联学科的相关原理、方法及相应实验仪器的使用技能; 4.身心健康,具有较好的人文社会科学基础以及军事训练方面的基本知识; 5.掌握自动控制原理、控制系统分析和综合(设计)等专业知识和方法,具有较好的工程实践能力; 6.掌握科学计算、系统仿真、软硬件开发等实验方法和技术; 7.具有辩证的、逻辑的、形象的和创造的科学思维方式和对事物进行统计、分析、综合、归纳的技能,并具备基本的发现问题、分析问题和解决问题的能力。 (三)毕业生应在意识和意志方面具备以下主要素质: 1.协作意识。具备与同学同事协同工作、协调配合的能力; 2.创新竞争意识。崇尚科学,求真务实,具有较强的创新意识和竞争意识; 3.坚毅意志。具备勇于面对困难并善于克服困难的心理素质。 三、主干学科 控制科学与工程。 四、专业主干课程 电路I、模拟电子技术基础II、数字电子技术基础II、自动控制原理I、现代控制理论基础、自动控制元件及线路I、计算机控制、控制系统设计、导航原理、飞行器控制与制导、过程控制系统、运动控制系统。

西工大航天学院空气动力学试题

诚信保证 本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定,保证遵守考场规则,诚实做人。 本人签字: 编号: 西北工业大学考试试题(卷) 2006 -2007 学年第 二 学期 开课学院 航天学院 课程 空气动力学 学时 52 考试日期 2007-7-9 考试时间2小时 考试形式(闭)(A )卷 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 考生班级 学 号 姓 名 一、名词解释:(15分,1-6题2分,7题3分) 1. 连续介质假设 2. 气体的传热性 3. 不可压流体 4. 流体质点的迹线 5. 流管 6. 涡线 7. 马赫数M 及其物理意义 二、标出下图中翼型的b c f x Y x Y x Y x Y X X f c l u c f ,,),(),(),(),(,,。(10分) 2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。 共2 页 第1页

三、简答题(15分,每题3分) 1.写出表征翼型的几个基本参数,并解释他们的意义。 2.解释几何扭转、气动扭转的含意。 3.解释诱导阻力是如何产生的。 4. 驻点压强表示什么? 5. 欧拉运动方程表示气体遵循什么规则? 四、证明: RT d dp a γρ== 2 (10分) 五、已知二维定常流动的速度分布为 bx v x =, by v y -=(b 为常数)。(30分) (1)求流线方程; (2)证明该流动满足不可压缩流动的质量守恒定理; (3)求出该流动是否有速度势存在,若有速度势存在,求出速度势。 六、设有盛液容器(如水库或储液罐),在液面下容器底部有一排液小孔,假定液体粘性可以忽略不计,已知液面上压强为1P ,孔口处压强为2P ,孔口面积为2A ,计算小孔泻出的流量(假定流出截面上的速度是均匀的)。(20分)

哈工大《飞行器设计综合实验》高桦实验一

一、实验题目 卫星姿态控制物理仿真实验 二、实验目的 1、掌握飞行器姿态控制系统的光纤陀螺传感器和喷气执行机构、飞行器姿态模拟单轴气浮实验转台、数字信号处理器DSP控制器的功能、性能及应用方法; 2、通过演示实验,掌握飞行器姿态控制物理仿真实验原理; 3、掌握控制算法和DSP软件开发技术及用C语言在飞行器姿态控制物理仿真专业技术中的应用编程及实验方法。 三、实验任务 1、以喷气装置作为执行机构,编写C语言,进行软件设计、编程和实验调试。 2、完成单轴陀螺定姿的转台闭环控制实验,进行姿态角机动20°的控制。 四、实验控制系统原理及框图 图1 飞行器姿态控制实验转台系统框图 单轴气浮实验转台控制系统原理主要是通过敏感器件(如陀螺,码盘等)测量转台姿态角及角速度等

信息,通过DSP 控制系统软件计算与理想(设定)状态的误差,并形成控制信息,操纵执行机构(如喷气装置,飞轮等),使转台回到设定位置。 五、控制算法及说明: 喷气控制单回路姿态控制动力学方程为: d j T T J +=θ ,()0 0θθ=t ,()00θθ =t 式中,0θ、0θ 为姿态角、姿态角速度的初值,且0 0θθ =。 喷气推力器取为理想继电特性,并以线性姿态角θ作为反馈信号,当不计姿态角给定量(0=r θ)时,有控制方程 0,0>-θj T ()=t T j 0,0<+θj T 式中,0j T 为()t T j 的幅值。 系统的方框图如图2所示。 图2 喷气推理器取为理想继电特性的单回路姿态稳定系统方框图 研究非线性控制系统常用的一种分析方法是相平面法,即在有姿态角θ和姿态角速度θ 构成的直角坐标平面(相平面)上,研究θ与θ 间的运动轨迹(相轨迹),进而可获得关于系统过渡过程时间、超调量、极限环等主要姿控指标。

空间飞行器展开与驱动机构研究进展_马兴瑞

第27卷第6期2006年11月  宇 航 学 报 Journal of Astronautics Vol .27 No .6 November 2006 空间飞行器展开与驱动机构研究进展 马兴瑞1 ,于登云2 ,孙 京2 ,胡成威 2 (1.中国航天科技集团公司,北京100037;2.中国航天科技集团公司五院总体部,北京100094) 摘 要:空间飞行器展开与驱动机构是空间飞行器机构领域的一个重要组成部分。随着我国航天技术的发展,该项技术有了长足进步,对其设计方法和具体工程问题的研究也日渐深入。本文概述了空间飞行器机构的分类与构成,对展开与驱动机构的国内外研究概况进行了分析。结合工程应用,提出了在系统任务分析与设计中的力矩(力)裕度、精度分配、机构非线性、阻尼控制、热匹配、空间润滑、可靠性分析与试验七个典型工程问题。对这些问题逐一分析了其性质、作用及其对系统的影响,探讨了其研究内容和研究方向。展望了我国空间飞行器展开与驱动机构的发展前景。 关键词:空间飞行器;展开机构;驱动机构 中图分类号:V475 文献标识码:A 文章编号:1000-1328(2006)06-1123-09 收稿日期:2006-04-20; 修回日期:2006-09-11 0 引言 随着空间飞行器技术的迅速发展,其构造日趋复杂,功能不断增多,需要采取各种机构来完成多种任务,机构已成为现代空间飞行器中必不可少的重要组成部分。空间飞行器机构是指使得空间飞行器及其部件或附件完成规定动作或运动的机械组件 [1] 。其基本功能是:在空间飞行器发射入轨后实 现各种动作或运动,使空间飞行器或者其部件、附件处于要求的工作状态或工作位置。在此前提下,不同的机构具有不同的具体功能,并且随着航天技术的发展,特别是随着载人航天和深空探测技术的发展,空间飞行器机构的具体功能正在不断变化、发展和扩大。 空间飞行器机构有多种分类方法,其中主要的两种是依据使用状态和依据其功能分类。依据使用状态可以将其划分为两类:一次性工作机构,例如:星箭分离机构、太阳翼压紧释放机构和展开机构等;连续或间歇运动机构,例如天线指向机构,太阳翼驱动机构等 [1] 。依据基本功能可以将其划分为五类, 即:连接分离机构,如包带、爆炸螺栓、对接机构等;锁(压)紧释放机构,如太阳翼压紧释放机构、天线锁紧释放机构等;展开锁定机构,如太阳翼铰链、天线 展开机构等;驱动伺服机构,如雷达伺服机构、天线指向机构、机械臂关节等;阻尼与缓冲机构,如展开阻尼装置,着陆缓冲机构等。通常的空间飞行器机构由三个主要部分构成:动力源、传动副、执行部件。运动需要动力,因此动力源是机构的核心部分。传动副是将动力源输出的能量和运动形式传递、转换到执行部件的部分。执行部件是直接实现机构功能的部件。 本文结合研究组在空间飞行器机构领域的工程研究实践,重点针对展开锁定机构和驱动伺服机构两大机构类型,分析其研究概况与进展,总结并归纳出工程中的若干问题,并提出了相应研究与解决途径。1 空间飞行器展开机构研究进展 空间飞行器展开锁定机构是实现空间飞行器主结构、次结构或某一部件由初始位置或形态,变化到最终位置或形态,并保持该状态的机构。它是伴随着卫星的诞生、发展、成熟,而由简单到复杂逐步发展起来的一个机构领域。早期的卫星靠自旋动力展开杆状天线[2,3] ;展开式太阳翼出现后,折叠式展开 机构成为一直应用到现在的最为典型的展开机 构 [4] ;重力梯度稳定卫星的出现,推动了套筒式展开 机构和轻型桁架式展开机构的发展[5] ;随着航天器

航空概论试题

航空概论试题 一、绪论部分 1、何谓国际标准大气? 因为大气物理性质(温度、密度、压强等)是随所在地理位置、季节和高度而变化的,为了在进行航空器设计、试验和分析时所用大气物理参数不因地而异,也为了能够比较飞机的飞行性能,所建立的统一标准。它也是由权威机构颁布的一种“模式大气”。 叫做国际标准大气。 2、何谓飞机机翼的展弦比?根梢比? 展弦比:翼展l和平均几何弦长bav的比值叫做展弦比,用λ表示,其计算公式可表示为:λ= l / bav。同时,展弦比也可以表示为翼展的平方于机翼面积的比值。 根梢比:根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值,一般用η表示,η=b0/b1。 3、简答:大气层如何分层,各有什么特点?适合飞机飞行的大气 层是哪层? 以大气中温度随高度的分布为主要依据,可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。( 1 )对流层温度随高度而降低,空气对流明显,集中了全部大气质量的约 3/4 和几乎全部的水气,是天气变化最复杂的层次,其厚度随纬度和季节而变化,低纬度地区平均 16-18km ,中纬度地区平均 10-12km ,高纬度地区平均 8-9km 。( 2 )平流层位于对流层之上,顶部到

50-55km ,随着高度增加,起初气温不变或者略有升高;到20-30km 以上,气温升高很快,可到 270k-290k ;平流层内气流比较稳定,能见度好。( 3 )中间层, 50-55km 伸展到 80-85km ,随着高度增加,气温下降,空气有相当强烈的铅垂方向的运动,顶部气温可低至 160k-190k 。( 4 )热层,从中间层延伸到 800km 高空,空气密度级小,声波已难以传播,气温随高度增加而上升,空气处于高度电离状态。( 5 )散逸层,是地球大气的最外层,空气极其稀薄,大气分子不断向星际空间逃逸。 飞机主要在对流层上部和同温层下部活动。 4、第一架飞机诞生的时间是哪一天? 1903年12月17日 5、目前世界上公认的第一个提出固定机翼产生升力理论的人是 谁?哪个国家的? 乔治·凯利,英国 6、飞行器一般分为几类?分别是什么? 三类:航空器;航天器;火箭和导弹 7、率先解决滑翔机的稳定和操纵方法的人是谁?哪个国家的? 李林达尔,德国 8、我国主要的飞机设计单位有哪些?其代表作品和内部代号是 什么? 601所沈阳飞机设计研究所歼八各型 602所中国直升机设计研究所(景德镇)直升机

(完整版)航空知识手册全集3

第三章 - 飞行空气动力学 飞行空气动力学介绍作用于飞机上的力的相互关系和由相关力产生的效应。作用于飞机的力 至少在某些方面,飞行中飞行员做的多好取决于计划和对动力使用的协调以及为改变推力,阻力,升力和重力的飞行控制能力。飞行员必须控制的是这些力之间的平衡。对这些力和控制他们的方法的理解越好,飞行员执行时的技能就更好。 下面定义和平直飞行(未加速的飞行)相关的力。 推力是由发动机或者螺旋桨产生的向前力量。它和阻力相反。作为一个通用规则,纵轴上的力是成对作用的。然而在后面的解释中也不总是这样的情况。 阻力是向后的阻力,由机翼和机身以及其他突出的部分对气流的破坏而产生。阻力和推力相反,和气流相对机身的方向并行。 重力由机身自己的负荷,乘客,燃油,以及货物或者行礼组成。由于地球引力导致重量向下压飞机。和升力相反,它垂直向下地作用于飞机的重心位置。 升力和向下的重力相反,它由作用于机翼的气流动力学效果产生。它垂直向上的作用于机翼的升力中心。 在稳定的飞行中,这些相反作用的力的总和等于零。在稳定直飞中没有不平衡的力(牛顿第三定律)。无论水平飞行还是爬升或者下降这都是对的。也不等于说四个力总是相等的。这仅仅是说成对的反作用力大小相等,因此各自抵消对方的效果。这点经常被忽视,而导致四个力之间的关系经常被错误的解释或阐明。例如,考虑下一页的图3-1。在上一幅图中的推力,阻力,升力和重力四个力矢量大小相等。象下一幅图显示的通常解释说明(不保证推力和阻力就不等于重力和升

力)推力等于阻力,升力等于重力。必须理解这个基本正确的表述,否则可能误解。一定要明白在直线的,水平的,非加速飞行状态中,相反作用的升力和重力是相等的,但是它们也大于相反作用的推力和阻力。简而言之,非加速的飞行状态下是推力和阻力大小相等,而不是说推力和阻力的大小和升力重力相等,基本上重力比推力更大。必须强调的是,这是在稳定飞行中的力平衡关系。总结如下: ?向上力的总和等于向下力的总和 ?向前力的总和等于向后力的总和 对旧的“推力等于阻力,升力等于重力”公式的提炼考虑了这样的事实,在爬升中,推力的一部分方向向上,表现为升力,重力的一部分方向向后,表现为阻力。在滑翔中,重力矢量的一部分方向向前,因此表现为推力。换句话说,在飞机航迹不水平的任何时刻,升力,重力,推力和阻力每一个都会分解为两个分力。如图3-2

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