北航飞行力学
北航飞行力学
小
结
飞行动力学是研究飞机受力与运动间相互关系 的科学 它与飞机的工程设计和实际应用密切相关 是飞机设计、飞机性能计算、飞行品质分析和 使用（运营和作战）、飞行模拟与仿真和飞行 试验的理论基础 它已发展成为一门多学科（飞机设计、飞行动 力学与飞行控制）交叉的综合性的学科
教学内容
质心运动方程
分析工具
飞 行 性 能
起飞和着陆性能 基本飞行性能 续航性能 机动性能
起降距离、时间？安全性
飞得多高？多快？ 飞得多远？多久？ 改变飞行状态的能力？
教学内容
质心系运动方程 分析工具 纵向静稳定性和静操纵性 趋势和静态比 横侧静稳定性和静操纵性 纵向动稳定性和动操纵性 横侧动稳定性和动操纵性 过程特性
飞 行 品 质
科学的学习方法
从飞机本体出发，提出问题 破除书中的神圣性 大胆地提出自己的见解 多角度、多方位思考，多问为什么？
相关学科
理论力学(刚体力学) 结构力学 控制理论 应用数学 计算机 飞机设计 空气动力学 发动机原理 ……
飞机设
飞 行 动 力 学
飞机 营运
计与试 飞定型
事故调查
驾驶员 训练
国防工业出版社1985小???结?飞行动力学是研究飞机受力与运动间相互关系的科学它与飞机的工程设计和实际应用密切相关是飞机设计飞机性能计算飞行品质分析和使用运营和作战飞行模拟与仿真和飞行试验的理论基础它已发展成为一门多学科飞机设计飞行动力学与飞行控制交叉的综合性的学科
内容提要
教学目标 教学内容 科学的学习方法 相关学科 研究方法 教材与参考资料 小结
研究方法
理论研究
建立数学模型，定性分析、 定量工程计算、仿真计算
风洞试验 模型自由飞试验 地面飞行模拟 空中飞行模拟 飞行试验
北航飞行力学知识点总结
北航飞行力学知识点总结
飞行力学是研究飞行器在空中运动时所受力和运动规律的学科。
作为航空航天
工程的基础，飞行力学涉及到多个重要的知识点。
下面是对北航飞行力学知识点的总结：
1. 空气动力学：空气动力学研究飞行器在空气流动中所受到的气动力。
重要的
概念包括升力、阻力、推力和侧力。
其中，升力是支撑飞行器在空中飞行的力，阻力是对飞行器运动的阻碍力，推力是提供飞行器前进动力的力，侧力是使飞行器侧向移动的力。
2. 运动学：运动学研究飞行器在空中的运动轨迹和速度。
重要的概念包括速度、加速度、位移和轨迹。
通过运动学分析，可以确定飞行器的位置和速度的变化。
3. 飞行力学平衡：飞行力学平衡是指飞行器在垂直和水平方向上所受到的力平衡。
在水平方向上，重力和阻力平衡。
在垂直方向上，升力和重力平衡。
4. 飞行器的稳定性和操纵性：稳定性是指飞行器自身在飞行中保持平衡和稳定
的能力。
操纵性是指飞行器在飞行过程中对操纵杆或操纵面的指令做出的响应能力。
稳定性和操纵性是设计和控制飞行器的关键要素。
5. 飞行器的气动设计：气动设计是指通过改变飞行器的外形和气动特性来改善
飞行器的性能。
通过优化飞行器的气动外形和控制面的设计，可以减小阻力、增大升力和提高飞行器的稳定性。
总之，北航飞行力学涵盖了空气动力学、运动学、飞行力学平衡、飞行器的稳
定性和操纵性以及气动设计等多个重要知识点。
掌握这些知识可以帮助我们更好地理解和设计飞行器，为航空航天工程的发展做出贡献。
简单介绍一下北航航空飞行器设计专业
简单介绍一下北航航空飞行器设计专业发信站: 水木社区(Fri Jun 12 18:03:07 2009), 站内北航航空学院、系统工程系、宇航学院均有飞行设计专业。
有所区别下面仅就我了解的航空学院飞行器设计专业作简要介绍，仅供参考，尽量简明扼要有不对的地方，欢迎指出<1. 航空学院>全称“航空科学与工程学院”，前身是“飞行器设计与应用力学系”，简称“五系”2003年5月，五系正式成立为航空科学与工程学院，下设几个系别┌─────────┐│航空科学与工程学院│└────┬────┘┌───┬───┬─┴─┬───┬───┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐┌┴┐│飞││流││固││人││飞││动││机││体││体││机││行││力││系││所││所││环││力││学│└─┘└─┘└─┘│境││学││与│└─┘└─┘│控││制│└─┘说明：有些系别用的是简称飞行力学专业已划归到北航“交通学院”，但仍有部分老师在五系带学生动力学与控制专业原属北航“理学院”，理学院拆分重组，该专业划归五系目前，航空学院的传统专业主要挂靠在：飞机系、流体所、固体所、人机环<2. 专业划分>学院涉及的一级学科力学、航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理学院涉及的二级学科流体力学（国家重点学科）、固体力学（国家重点学科）工程力学（国家重点学科）、飞行器设计（国家重点学科）人机与环境工程（国家重点学科）、制冷与低温工程本科专业飞行器设计与工程、飞行器环境控制与生命保障工程、工程力学注：上面三个本科专业，前两年都在一起上课，所修的基础课也基本一样在第三年才涉及专业方向选择，到时候还有选择的机会所以，对于高考填报志愿来说，这三个专业本科阶段没有本质区别<3. 本科的飞设专业>飞行器设计专业，以力学背景为基础，并接受航空方面的专业基础知识培养重要的课程：高等数学、线性代数、工程数学等- 数学基础材料力学、理论力学、空气动力学、结构力学、振动学基础等- 力学基础飞行动力学、飞行器结构设计、总体设计等- 专业基础航空航天概论、航空实践课程- 科普当然，课程远不止这些，上述只是跟飞设专业相关的一些基础课大三暑假有下厂实习的环节；大三、大四有课设和实践环节，比如设计制作小飞机等学校有冯如杯科技竞赛，有些项目是老师出题目，招本科学生来做也算是一个本科阶段接触科技实践的机会<4. 本科毕业去向>读研。
1 北航飞行力学_飞机性能计算的原始数据和质心运动方程
xh
G d V Y Pky sin( P ) G cos g dt
北航 509
0
G
§1-3 飞机质心运动方程
几种特殊形式
•直线飞行(直线上升、下降等)
const , d / dt 0
•水平直线飞行(平飞加减速等)
G dV Pky Q G sin g dt Y G cos G dV Pky Q g dt Y G
喷气式发动机性能参数以及其高度特性、速度 特性、转速特性、特定油门状态 能画出铅垂平面内质心运动受力图，并推出各 种特殊运动状态下的质心运动方程
北航 509
2)最大状态：对应于最大许用转速(nmax)的发动机状态 。推力为非加力时的最 大值。只能连续工作5-10min，通常用于起飞、短时加速、爬升、空中机动等。 3)额定状态：对应于最大转速97% ，推力为最大状态的85-90%，可较长时间 工作(半小时～1小时)，用于平飞、爬升、远航飞行等。
4)巡航状态：n巡90% n额，Pf巡 80%Pf额，耗油率最小，不限时，用于巡航。
最大可配平升力
Ymax
Y' LT ( ) max xA
Y2max Y1max
超音速时平尾平衡能力剧降形成飞行限制
C ymax
Cy
C ymax
最大允许升力系数
C ysx C yyx
C ydd C y max
C yyx min{ C ysx , C y max }
M
北航 509
f 0, 0 f 0, 0 一 般 f 0, 0 ( 0 f 0 0 0
0
Y 0
f 0, 0 0
北航 飞力实验课实验报告
课程代码：051709研究生课程试卷2017－2018学年第一学期期末《飞行力学实验I》飞行原理实验报告考试时间2018年 11月 1日姓名：苏雨学号：ZY1805316专业：飞行器设计指导教师：王维军北京航空航天大学航空科学与工程学院2018年11月飞机失速尾旋现象研究第一章：失速尾旋现象介绍在我从事航模生涯这些年以来，有一种十分危险的飞行现象，导致了我多架模型飞机坠毁。
这就是在飞行中有时会出现飞机突然失去控制，一边下坠，一边偏侧翻转，操纵无效直到坠地。
经查阅资料，了解到这种飞行现象称为失速尾旋。
失速：失速是当机翼攻角（迎角）增大到一定的程度（临界迎角）后，机翼上表面气流分离，导致升力减小所发生的现象。
飞机将低头下沉，直至获得足够升力飞行。
在高度低时发生失速是危险的，高度足够高时，可以练习失速的改出，改出失速的基本操作是迅速推杆到底采用俯冲姿态，等速度大于等于1.3倍失速速度时，缓慢向后拉杆改出至平飞。
尾旋（螺旋）：当一侧机翼先于另一侧机翼失速时，飞机会朝先失速的一侧机翼方向沿飞机的纵轴旋转，称为螺旋或尾旋。
发生螺旋式非常危险的事情，有些飞机在设计制造时是禁止飞机进入螺旋的，这样的飞机进入螺旋姿态后，很难改出。
可以改出的飞机改出尾旋的基本方法是推杆到底，并向相反方向拉杆，如果发动机以高速运转，必须立即收油门到慢车，向螺旋相反方向蹬满舵，螺旋停止后，使用失速改平的方法。
成功的关键是飞行员的技术和飞机的性能。
全世界每年飞机事故中因失速发生的占事故总数约30%～40%，如果飞行员认知不清、处置不及时准确，飞机很可能在极短时间内进入失速尾旋，若在低空小高度时飞机进入失速尾旋处置不当，很可能会造成机毁人亡的等级事故，研究失速与尾旋的预防措施与改出方法，对考核飞机边界飞行的操控性、安全性，挖掘飞机的机动性能以及保证战斗生存率与飞行安全意义重大。
第二章：失速尾旋现象原理分析2.1失速现象原理分析飞机在飞行时，机翼翼型中心与气流来流方向的夹角为迎角，当迎角增加到抖振迎角时，机翼上气流开始分离，机翼开始出现了抖振，此时机翼升力系数还在上升，当迎角增加到临界迎角时，机翼表面气流分离出现了严重分离，飞机升力系数急剧下降，可见失速根源是由于机翼表面气流分离造成，失速也包括平尾、鸭翼等控制翼面的气流分离，导致机翼和飞机其它控制翼面失去部分或全部效能,在失速过程中如果飞机升力支撑不了飞机重量，飞机就会掉高度（图1、图2），临界迎角表征着飞机抗失速能力，飞机临界迎角越大，飞机抗失速能力越大，其中一代、二代战机临界迎角约为10°～25°、三代战机约为25°～50°、四代战机约为50°～70°,飞行中仰角，其中θ为俯仰角、φ为偏航角、γ为滚转角（下同）。
北航飞行力学先导基础
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。
北航,飞行器设计与工程,培养计划
北航,飞行器设计与工程,培养计划：飞行器北航培养计划工程北航飞行器与动力工程北航研究生院北航飞行器动力去向篇一：北航飞行器设计考研：学习计划北航飞行器设计考研：学习计划第一阶段：基础复习阶段(开始复习—6月)1)学习目标目标1：通读该专业阶段的核心课程：《自动控制原理》《静力学》的相关知识框架或者《理论力学》《材料力学I》、《材料力学II》的知识目标2：掌握专业技能、培养兴趣爱好，基本了解改专业的知识框架和理念，为下一阶段的复习夯实基础;平时每周一份南方周末了解社会热点和动向，学会运用所学知识分析社会问题。
2)学习任务①泛读教材分析这两门核心课程，建构力学基础的理论框架。
②学习每本教材，需在结合自己的理解绘制知识理论框架图构，建知识体系。
③学生遇到不理解的问题及时记录，上报教务老师，并与教务教师沟通请教。
④扩展知识面所需书籍3)复习进度安排由于自动控制原理或者力学方面的知识涵盖的内容很广。
以力学基础为例，相对而言，理论力学较抽象、重理解，材料力学内容更细、也更具体和繁杂，所以该计划是根据数学一进行制定的。
一般而言，可以先复习理论力学，注重理解，材料力学因要点较多，复习太早知识点又容易忘记，故安排如下：《理论力学》或《自动控制原理》：4月5日-5月31日《材料力学》或《静力学》：6月1日-7月31日这段时间主要是熟悉参考教材，结合专业课考纲，把握重难点，力争将每一个考点都过一遍。
这是第一遍，不求将每一个点都弄懂弄透。
争取能把握教材的知识脉络和整体结构。
注重重要的物理公式的推导，适用条件等。
第二阶段：强化提高阶段(7月—9月)1)学习目标：2)学习任务：3)详细备考方案一、阶段目标：对指定参考书进行深入复习，加强知识点的前后联系，建立整体框架结构。
分清、整理、掌握重难点，完成参考书配有的习题训练。
做历年真题，弄清考试形式、题型设置和难易程度等内容，整理真题答案。
[page]二、注意事项1. 将参考书中的概念、原理要注意理解记忆,书中的例题要做一遍。
飞行力学知识点总结
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。
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小
结
飞行动力学是研究飞机受力与运动间相互关系 的科学 它与飞机的工程设计和实际应用密切相关 是飞机设计、飞机性能计算、飞行品质分析和 使用（运营和作战）、飞行模拟与仿真和飞行 试验的理论基础 它已发展成为一门多学科（飞机设计、飞行动 力学与飞行控制）交叉的综合性的学科
飞 行 品 质
科学的学习方法
从飞机本体出发，提出问题 破除书中的神圣性 大胆地提出自己的见解 多角度、多方位思考，多问为什么？
相关学科
理论力学(刚体力学) 结构力学 控制理论 应用数学 计机设
飞 行 动 力 学
飞机 营运
计与试 飞定型
事故调查
驾驶员 训练
教学内容
质心运动方程
分析工具
飞 行 性 能
起飞和着陆性能 基本飞行性能 续航性能 机动性能
起降距离、时间？安全性
飞得多高？多快？ 飞得多远？多久？ 改变飞行状态的能力？
教学内容
质心系运动方程 分析工具 纵向静稳定性和静操纵性 趋势和静态比 横侧静稳定性和静操纵性 纵向动稳定性和动操纵性 横侧动稳定性和动操纵性 过程特性
教学内容
飞行动力学 ＝ 飞行性能 ＋ ＝ ＝ 飞行品质 操稳特性 动态特性 如何确定飞机的可控飞行包 线范围的大小？
在包线范围内，研究飞 机保持某一定常状态或 改变某一定常飞行状态 的能力。
教学内容
飞行性能
研究在外力作用下飞机质心运动的规律。 此时将飞机视为可控质点。
飞行品质
研究在外界扰动和操纵作用下飞机的运 动特性，即飞机保持和改变飞行状态的能力。 此时将飞机看成可控质点系。
研究方法
理论研究
建立数学模型，定性分析、 定量工程计算、仿真计算
风洞试验 模型自由飞试验 地面飞行模拟 空中飞行模拟 飞行试验
实验方法
教材和参考资料
方振平等. 航空飞行器飞行动力学. 北京航空航天大 学出版社，2005 熊海泉等 . 飞机飞行力学 . 航空专业教材编审组， 1990 Etkin B. Aircraft Dynamics – Stability and Control (3rd ed.). John Wiley & Sons, Inc., 1996 金长江等. 飞机飞行性能计算. 国防工业出版社（第 2版），1990 胡兆丰等编 . 飞行动力学 — 飞机的稳定性和操纵性 . 国防工业出版社，1985
内容提要
教学目标 教学内容 科学的学习方法 相关学科 研究方法 教材与参考资料 小结
教学目标
足够重视对飞机本体的认识！
充分理解、熟练掌握飞行动力学的概念 掌握物理概念，理解有关定义，如坐标系？角度等？ 通过学习和习题练习，具备一定的分析问题和解决问题 的能力 应用飞行力学的基本概念分析有关问题，如构型与飞行 品质的关系？稳定裕度与飞机类型的关系等？ 从物理概念出发推导简单公式，进行计算，如配平计 算？ 掌握一定的科学思考问题的方法 提高从飞机本体出发，发现问题和思考问题的能力，如 新构型飞机（飞翼布局）存在的问题？