民航概论第二章
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《民航概论》教学课件：第二章 民用航空器
5、飞机
• 指具有机翼和一具或多具发动机，靠自身动力能在大气中飞 行的重于空气的航空器。 • 飞机具有两个最基本的特征：其一是它自身的密度比空气大， 并且它是由动力驱动前进；其二是飞机有固定的机翼，机翼 提供升力使飞机翱翔于天空。不具备以上特征者不能称之为 飞机，这两条缺一不可。譬如：一个飞行器它的密度小于空 气，那它就是气球或飞艇；如果没有动力装置、只能在空中 滑翔，则被称为滑翔机；飞行器的机翼如果不固定，靠机翼 旋转产生升力，就是直升机或旋翼机。因此飞机的精确定义 就是：飞机是有动力驱动的有固定机翼的而且重于空气的航 空器。
农业机
初级教练机
高级教练机
第一节 民用航空器的分类和发展
三、民用航空器的使用概况和使用要求
• 使用概况
• 使用要求
•安全性 •快速 •经济性 •舒适程度 •环保要求
第二节 飞行基本原理
一、飞机升力的产生
飞机的种类虽然繁多，但它们的基本原理都是
类似的，它们像鸟一样有一个翅膀，但这个翅膀是
固定不动的，称之为机翼。通过发动机的推力或螺 旋桨的拉力使飞机向前运动，在前进中气流流过机 翼产生升力使飞机升空。
8、扑翼机
• 机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的 航空器。又称振翼机。扑动的机翼不仅产生升力， 还产生向前的推动力。中国春秋时期就有人试图制 造能飞的木鸟。15世纪意大利的达· 芬奇绘制过扑 翼机的草图。1930年，一架意大利的扑翼机模型进 行过试飞。此后出现过多种扑翼机的设计方案，但 由于控制技术、材料和结构方面的问题一直未能解 决，扑翼机仍停留在模型制作和设想阶段。
• 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：
民航概论2
飞行器的分类
地效飞行器
翼地效应机，也称作地效飞行器， 是一种利用翼地效应飞行的飞行 器，是结合了普通飞机与气垫船 两者特点的飞行器。与普通飞机 的不同处是，这种飞行器主要在 地效区飞行，也就是贴近地面、 水面飞行，需要全时间利用翼地 效应来运作。
翼地效应
• 当运动的飞行器贴近地面或水面飞行时， 气流流过机翼后会向后下方流动，这时地 面或者水面将产生一股反作用力，当它在 距离水面等于或小于 1／2翼展的高度上 飞行时，整个机体的上下压力差增大，升 力会陡然增加，阻力减小，阻挡飞行器机 翼下坠。这种可以使飞行器诱导阻力减小， 同时能获得比空中飞行更高升阻比的物理 现象，被科学家称为翼地效应 。翼地效 应能有效地提升近地飞行时飞机的燃料效 率。
倾转旋翼机
扑翼机
飞行器的分类
扑翼飞机
扑翼机是指机翼能 够像鸟类和昆虫翅 膀那样上下扑动的 重于空气的航空器， 也称振翼机。扑动 的机翼不仅产生升 力，还产生向前的 推动力。
飞行器的分类
升力体
NASA X-24 & X-38
相对于传统飞行器，升力体是一 种完全不同的概念。它没有常规 飞行器的主要升力部件－机翼， 而是用三维设计的翼身融合体来 产生升力。这种设计可消除机身 等部件所产生的附加阻力和机翼 与机身间的干扰，从而有可能在 较低的速度下获得较高的升阻比， 达到提高全机性能的目的。
飞行器的分类
固定翼飞机
固定翼飞机泛指比空气重，有动 力装置或无动力驱动，机翼固定 于机身，而且机翼本身不会相对 机身运动，靠空气对机翼的作用 力而产生升力的航空器。
飞机
飞机的特征是带有动力和固定机翼。
陆上飞机
莱特兄弟 制作的 “飞行者1号” 1903年首飞
民航概论
《民航概论》电子教案
§2.4 飞机的动力装置
➢工作原理
绝大多数活塞式航空发动机的工作循环是由四 个冲程组成的，称为四冲程发动机。即活塞在气缸内 要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀 冲程和排气冲程。单次循环：往复两次，四个冲程。
做功冲程——上、下 死比燃运度排死上气点,烧动,进门气压排性至℃2在气点活，的，,5气打缸缩向上气;5产0冲惯门进压容活-0冲开，冲 上 死活生8℃程 性 打气力积塞之程 ， 活程 ,点门机;—旋 开活混,比 向间压—油 塞—关;1械—转 废门合 温0称 下。力—、 下—闭个能曲， 气关体度压 快点,进气 移进,大;5轴活 排闭受曲 ,缩 速温火0气进气4气-从塞 出，压轴0，活入、0压下向排缩惯, 75个大气压
§2.4 飞机的动力装置
螺旋桨飞机的限制 800km/h以下
支线飞机，200-700km/h效率很高
飞行速度和旋转速度的合 速度，有可能叶尖接近音 速
《民航概论》电子教案
3、喷气发动机
§2.4 飞机的动力装置
喷气发动机原理 化学能转化为机械能 发动机内的气流燃烧，膨胀，向后排出，产 生反作用力，推动飞机向前
1）燃油系统
把储油装置（油箱）和发动机连接起来，按预定的油量和 程序向发动机供油
2）启动系统
带动发动机启动，有电动机启动和空气启动
3）附件传动系统
减速齿轮装置，为飞机的液压，气压和电气装置提供动力
4）润滑系统
对涡轮发动机的所有齿轮，轴承用润滑油润滑和冷却 组成：滑油箱，滑油泵，供油管道，供油喷嘴，回油管道， 冷却装置
化）
截面为翼型面
垂直桨叶 方向产生 空气动力R
前进方向 的拉力F
沿旋转面 方向的旋 转阻力D
《航空概论》第2章 飞机飞行的原理
第2章 飞机飞行的原理
2.1.3 流体的可压缩性、声速c、黏性和传热性 1．流体的可压缩性 对流体施加压力，流体的体积会发生变化。在一定温度
条件下，具有一定质量流体的体积或密度随压力变化而变化 的特性，称为可压缩性(或称弹性)。流体压缩性的大小，通 常可用体积弹性模量来度量，其定义为产生单位相对体积变 化所需的压力增高。即
(2-3)
式中，T是空气的热力学温度。随着飞行高度的增加， 空气的温度是变化的，因而声速也将变化，说明空气的可压 缩性也是变化的。
第2章 飞机飞行的原理
3．流体的黏性 黏性是流体的另一个重要物理属性。一般情况下，摩擦 有外摩擦和内摩擦两种。一个固体在另一个固体上滑动时产 生的摩擦叫外摩擦，而同一种流体相邻流动层间相对滑动时 产生的摩擦叫内摩擦，也叫做流体的黏性。因此，有速度差 的相邻流动层间，即使靠近壁面也是同一种流体(如水)之间 的摩擦，也是内摩擦。
第2章 飞机飞行的原理
图2-4 用阴影法作流动摄影试验的装置示意
第2章 飞机飞行的原理
2．流场、流线、流管和流量 在充满流体流动的空间称为流场。流场被用来描述表示 流体运动特征的物理量(流动参数)，如速度、密度和压力等， 因而流场也是这些物理量的场。如果流场中任一点处流体微 团的物理量随时间而变化，则称为非定常流；反之，则称为 定常流。图2-5是贮水池中的水通过管道向外排泄过程的示 意图。因为没有补给水源，贮水池中的水位不断下降，排水 过程中出水口流出的水柱形状不断发生改变(见图2-5(a))， 所以其流动就是非定常流。如果补给水源，贮水池中始终保 持池面的水位不变，排水过程中出水口流出的水柱形状始终 保持不变(见图2-5(b))，则流动就变成了定常流。
第2章 飞机飞行的原理
民航概论电子课件第二章民用航空系统组成
6 第二章 民用航空系统组成
一、中国民用航空局
6.负责民航机场建设和安全运行的监督管理。 7.承担航空运输和通用航空市场监管责任。 8.拟订民航行业价格、收费政策并监督实施，提出民航行业财税等政 策建议。 9.组织民航重大科技项目开发与应用，推进信息化建设。 10.负责民航国际合作与外事工作，维护国家航空权益，开展与港澳 台地区的交流与合作。
33 第 二 章 民 用 航 空 系 统 组 成
东航标志
二、航空运输服务保障企业
1.中国航空油料集团有限公司 中国航空油料集团有限公司简称中
国航油，成立于2002年10月11日是以原 中国航空油料总公司为基础组建的国有 大型航空运输服务保障企业，也是国内 最大的集航空油品采购、运输、储存、 检测、销售、加注为一体的航油供应商。
一、中国民用航空局
5 第二章 民用航空系统组成
目前基本组织结构
一、中国民用航空局
1.提出民航行业发展战略和中长期规划、与综合运输体系相关的专项 规划建议，按规定拟订民航有关规划和年度计划并组织实施和监督检查。
2.承担民航飞行安全和地面安全监管责任。 3.负责民航空中交通管理工作。 4.承担民航空防安全监管责任。 5.拟订民用航空器事故及事故征候标准，按规定调查处理民用航空器 事故。
2.根据航站业务量分类 根据航站业务量不同，民航机场可以分为小型机场、中小型机场、
中型机场、大型机场、特大型机场五个等级。
根据航站业务量划分机场等级
15 第 二 章 民 用 航 空 系 统 组 成
3.根据飞行区等级分类 机场等级也可按照飞行
区的等级来进行划分，机场 的飞行区等级不同，承载能 力就不同，可起降的飞机机 型也不一样。
国航标志
2.国内三大航空公司介绍 （2）中国南方航空股份有限公司 中国南方航空公司（China Southern
一、中国民用航空局
6.负责民航机场建设和安全运行的监督管理。 7.承担航空运输和通用航空市场监管责任。 8.拟订民航行业价格、收费政策并监督实施，提出民航行业财税等政 策建议。 9.组织民航重大科技项目开发与应用，推进信息化建设。 10.负责民航国际合作与外事工作，维护国家航空权益，开展与港澳 台地区的交流与合作。
33 第 二 章 民 用 航 空 系 统 组 成
东航标志
二、航空运输服务保障企业
1.中国航空油料集团有限公司 中国航空油料集团有限公司简称中
国航油，成立于2002年10月11日是以原 中国航空油料总公司为基础组建的国有 大型航空运输服务保障企业，也是国内 最大的集航空油品采购、运输、储存、 检测、销售、加注为一体的航油供应商。
一、中国民用航空局
5 第二章 民用航空系统组成
目前基本组织结构
一、中国民用航空局
1.提出民航行业发展战略和中长期规划、与综合运输体系相关的专项 规划建议，按规定拟订民航有关规划和年度计划并组织实施和监督检查。
2.承担民航飞行安全和地面安全监管责任。 3.负责民航空中交通管理工作。 4.承担民航空防安全监管责任。 5.拟订民用航空器事故及事故征候标准，按规定调查处理民用航空器 事故。
2.根据航站业务量分类 根据航站业务量不同，民航机场可以分为小型机场、中小型机场、
中型机场、大型机场、特大型机场五个等级。
根据航站业务量划分机场等级
15 第 二 章 民 用 航 空 系 统 组 成
3.根据飞行区等级分类 机场等级也可按照飞行
区的等级来进行划分，机场 的飞行区等级不同，承载能 力就不同，可起降的飞机机 型也不一样。
国航标志
2.国内三大航空公司介绍 （2）中国南方航空股份有限公司 中国南方航空公司（China Southern
《民航概论》课件第二章2-1
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3. 涡桨发动机 涡轮输出轴功率带动螺旋桨 构造和涡喷基本相同 增加两个要求 涡轮级数相应增加 减速机构 为使发动机紧凑，可采用离心式压气机 也有采用两套涡轮：燃气涡轮连压气机；自由涡轮转速低，连螺旋 桨减速器 动力分配：90%拉力（螺旋桨产生），10%推力（尾喷管产生） 应用： 800km/h以下 油耗接近活塞式，燃烧煤油，马力大，用于中速支线飞机
三、空气喷气发动机
• 1. 喷气发动机原理 • 化学能转化为机械能 推力 • 推力的产生 • 发动机内的气流燃烧，膨胀，向后排出，产生反作用力，飞 机向前 • F=ma=m[(v2-v1)/Dt]=(m/ Dt)(v2-v1)=G(v2-v1) • G 每秒喷出的燃气的质量 • F=G(v-v0) v 燃气喷出的速度 v0 飞行速度 • 依靠内部气体的排出产生的反作用力 高空、无空气处不受影响 • 而螺旋桨依靠外部介质（空气）产生的反作用力 高空受影响
CONTROLS AUDIO RETURN
EXIT
• 发动机是飞机的核心部分，飞机的心脏
– 构造复杂，自成系统
• 为飞机提供动力。
– 发动机、螺旋桨、辅助动力装置及其他附件
• 分类：活塞式
– 四冲程汽油内燃机
喷气式
– – – – 涡喷 涡桨 涡扇 涡轴
一、活塞式发动机
• 1，原理 组成：气缸，活塞，曲轴，连杆 • 四冲程：进气：进气活门打开，油、气进入气缸，活塞下移 • 压缩：进气、排气活门关闭，曲轴惯性向上，混合气体受 压缩，至上死点 • 温度，400，压力，10几个大气压 • 工作：上、下死点的容积比称压缩比，在5-8之间。 • 点火，燃烧，活塞向下快速运动，产生机械能 • 温度，2500℃，压力，50-75个大气压 • 排气：曲轴从下死点惯性旋转，活塞向上，进气活门关闭， 排气活门打开 • 废气排出 • 每次循环：往复两次，四个冲程
民航概论
《民航概论》电子教案
一、空气动力学基础
6. 超声速流动空气的特性
当气流速度达到或超过声速时，气流受 到强烈的压缩，相对于速度的改变，密度的 变化占了主导地位，从而流动特性与低速气 流产生了本质的差别。有： 若 A 1＞ A 2 则v1 ＞ v2
p1 ＜ p2
拉瓦尔喷管
《民航概论》电子教案
一、空气动力学基础
Ma 0.3 为低速飞行 0.3 Ma 0.85 为亚音速飞行 0.85 Ma 1.3 1.3 Ma 5.0
为跨音速飞行 为超音速飞行
Ma 5.0 为高超音速飞行
《民航概论》电子教案
一、空气动力学基础
5.亚声速流动空气的特性
根据流体连续性定理和伯努利定理（近似 描述），可以定性的得到以下规律：流体在 管道中流动时，凡是管道剖面大的地方，流 体的流速就小，流体的静压 就大，而管道剖 面小的地方，流速就大，静压就小。即： 若 A1＞A2 则 v1＜v2 p1＞p2
运营情况 16架投入运营。 航线：巴黎—纽约；伦 敦—纽约。 2000年发生空难，2003 年正式退役。
《民航概论》电子教案
二、民用飞机的分类
(4)按客座数分： 小型飞机 客座数<100
中型飞机
客座数100-200 大型飞机 客座数>200
《民航概论》电子教案
二、民用飞机的分类
(5)按机身直径分： 宽体客机
影响压差阻力的因素
物体的迎风面积
迎风面积大，压差阻力大
物体的形状
流线型物体，压差阻力最小
《民航概论》电子教案
三、飞机上的作用力
3、诱导阻力 诱导阻力是翼面所独有的一种阻力，它 是伴随着升力的产生而产生的，因此可以说它 是为了产生升力而付出的一种“代价”。
《民航概论》第二章2-1解析PPT课件
• 下單翼：
– 離地進，起落架短，降落穩定性好，易收放， 維修方便；
– 機艙空間不受影響 – 機身離地高，裝貨不好，視野不好
• 機翼的安裝角：
– 上反角（一般用於下單翼機），下反角（一 般用於下單翼機）
• 機翼前緣、後緣的裝置：
– 副翼，襟翼，縫翼，擾流板
– 副翼：機翼後緣外側或外側偏內，上下偏轉，操縱 飛機的傾側
– 翼根，前緣，後緣，翼尖
• 翼根：wing-root
– 承受機身重力
– 承受由升力、重力產生的彎矩
• 受力最大 • 結構強度最強
• 機翼的安裝形式：上單翼，中單翼，下單翼 • 上單翼：
– 干擾阻力小；視野好；機身離地高近，易裝貨，發 動機離地高
– 起落架安裝困難
• 中單翼：
– 氣動外形最好 – 翼梁穿過機身，影響客艙容積
• 起落架艙門：
– 待起落架收放入起落架艙內，艙門關閉，減少阻力、 防異物
• 地面制動裝置：
– 刹車 主起落架機輪輪轂內
• 一組旋轉刹車片+一組固定刹車片
– 兩邊機輪刹車力應相等，刹車應反應迅速， – 刹車力過大 抱死、磨損輪胎嚴重 – “點刹”：一放一刹
• 自動防抱死系統：
– 刹車自動調節壓力，抱死時松刹車 – 恢復轉動後再自動壓緊
– 襟翼：機翼後緣內側，向外、向下伸出，增升、增 阻
– 縫翼：機翼前緣，前移，增升，開縫可增加迎角
– 擾流板：翼面上表面上，向上打開，增阻，減升， 降速，壓地一側打開，增阻，飛機側傾
• 機翼的結構：
– 翼梁，桁條（嵌在翼肋上，支援蒙皮）構成 縱向骨架
– 翼肋為橫向骨架：保持機翼的翼型 – 骨架外的蒙皮 – 翼根需特別加固，因為要承受巨大的應力