飞行原理中飞院
航空航天工程师的工作中的飞行原理
航空航天工程师的工作中的飞行原理在现代航空航天领域中，航空航天工程师是发挥关键作用的专业人员。
作为航空航天工程师，他们的工作涉及到众多专业领域，其中一个重要的方面就是飞行原理。
本文将探讨航空航天工程师在工作中所涉及的飞行原理，并着重探讨飞行原理在飞机和火箭设计中的应用。
一、飞行原理的基础飞行原理是指航空航天工程师应用于飞行器设计和飞行控制的物理规律和原则。
了解和掌握飞行原理对于工程师来说至关重要。
其中，主要的飞行原理包括气动力学、浮力和稳定性控制等方面。
1. 气动力学气动力学研究了空气在物体表面上所产生的力，这对于飞行器的设计和控制非常重要。
航空航天工程师需要了解空气动力学的基本概念，例如升力、阻力和推力等，并在设计飞行器时考虑这些因素。
2. 浮力浮力是指物体在液体或气体中向上的力。
在飞行器设计中，航空航天工程师需要通过合适的机翼设计和空气动力学原理，使得飞行器能够产生足够的升力以克服自身的重量，实现飞行。
3. 稳定性控制稳定性控制是指飞行器在飞行过程中保持稳定的能力。
航空航天工程师需要通过飞行器的设计和自动控制系统，确保飞行器在各种飞行条件下能够保持平衡和稳定，以确保乘客和载荷的安全。
二、飞行原理在飞机设计中的应用飞行原理在飞机设计中起着至关重要的作用。
航空航天工程师通过飞行原理的应用，设计出高效、安全和稳定的飞机。
1. 翼型设计翼型是飞机设计中最重要的组成部分之一。
航空航天工程师利用空气动力学和流体力学原理，设计出具有良好升力特性的翼型。
研究翼型的流线型和厚度分布对于飞行器的提升力和阻力有着直接影响。
2. 操纵系统设计操纵系统是飞机运行和控制的关键组成部分之一。
航空航天工程师根据飞行原理设计控制飞机姿态和航向的操纵系统。
通过研究飞行原理，工程师能够确保操纵系统具有足够的灵敏性和可靠性，以保持飞机在各种飞行状态下的稳定和安全。
三、飞行原理在火箭设计中的应用与飞机设计不同，火箭设计需要考虑更为复杂和极端的飞行条件，也需要更深入的飞行原理知识。
第三章飞机的飞行原理
二、飞机的飞行过程
（二）爬升阶段： 有两种方式，一种是按固定的角度持续爬升达到预定高度。 这样做的好处是节省时间，但发动机所要的功率大，燃料消耗 大；另一种方式是阶梯式爬升，飞机飞行到一定的高度，水平 飞行以增加速度，然后再爬升到第二个高度，经过几个阶段后 爬升到预定高度，由于飞机的升力随速度升高而增加，同时燃 油的消耗使飞机的重量不断减轻，因而这种的爬升最节约燃料。 （三）巡航阶段： 飞机达到预定高度后，保持水平等速飞行状态，这时如果 没有天气变化的影响，驾驶员可以按照选定的速度和姿态稳定 飞行，飞机几乎不需要操纵。 （四）下降阶段： 在降落前半小时或更短的飞行距离时驾驶员开始逐渐降低 高度，到达机场的空域上空。
三、大气飞行环境
平流层位于对流层顶的上面，其顶界由地面伸展到35一 40公里。由于这一层受地球表面影响较小，所以气温基本上 保持不变，大约为-56.51℃，故又称同温层。平流层中，几 乎没有水蒸气，所以没有雪、雾、云等气象现象;且空气比较 稀薄，风向稳定，空气主要是水平流动。
飞行器的飞行的理想环境是平流层。
一、大气的结构和气象要素
风是指空气的水平流动。风的存在使飞机的飞行增加了一定 的复杂性，它直接影响着起飞、着陆、巡航和油量的消耗。机 场跑道方向是固定的，而风的矢量是经常变化。因此，实际上 起飞、着陆往往是在侧风条件下进行。侧风使飞机偏离跑道， 而且侧风角度越大或者风速越大，偏离得越利害。所以在侧风 中根据具体情况作必要的修正，才能保证对准跑道，安全起降。 飞 机 着 陆 遇 侧 风
一、大气的结构和气象要素
降水是云雾中的水滴或冰晶降到地面的现象。降水通常 指雨、雪、冰、雹等。 降水对飞行的影响: 1．降水使能见度减小。 2．过冷雨滴会造成飞机结冰。 3．降水影响了跑道的正常使用。
第三章 飞行原理
国际标准大气
目的
国际规定
为了准确描述飞行器的飞行性能，就必须建立一个统一的标准，即标准大气。
➢ 大气被看成完全气体，服从气体状态方程； ➢ 以海平面的高度为零。且在海平面上，大气的标准状态为： • 气温T=15℃ • 压强p=1个标准大气压（即p=10330kg/㎡） • 密度ρ=1.2250kg/m³ • 音速a=341m/s
无人机空气动力学基础
前缘缝翼是安装在机翼前缘的一段或几段狭长的小翼面，当前缘缝翼打开时， 它与基本机翼前缘表面形成一道缝隙，下翼面的高压气流通过缝隙加速流向上翼 面，增大上翼面附面层气流速度，消除了分离旋涡，延缓气流分离，避免大迎角 下失速，升力系数得以提高。所以前缘缝翼一般在大迎角，特别是接近或超过基 本机翼临界迎角时才使用。
无人机空气动力学基础 ➢ 流动气体基本规律：伯努利定律
质量守恒定律：质量不会自生也不会自灭。
流体的质量流量：单位时间流过横截面面积S的流体质量。
q=ρsv
无人机空气动力学基础
伯努利定律础
小实验
无人机空气动力学基础
伯努利定律础
香蕉球
无人机空气动力学基础
足球里的“香蕉球”以及一些其他球类运动的弧线球，这也是伯努 利现场造成的流体压强差而导致的。
➢ 迎角：翼弦与相对气流速度v 之间的夹角，也称为飞机的 攻角，通常以α表示。
无人机空气动力学基础
➢ 升力的产生
通常，机翼翼型的上表面凸起较多而下表面比较平直，再加上有一定的 迎角。这样，从前缘到后缘，上翼面的气流流速就比下翼面的流速快；上翼 面的静压也就比下翼面的静压低，上下翼面间形成压力差，此静压差称为作 用在机翼上的空气动力。
飞机飞行原理
2、飞机的方向安定性：
指飞机受到扰动使方向平衡遭到破坏，扰 动消失后，飞机又趋向于恢复原来的方向 平衡
状态。飞机的方向安定力矩是在侧滑中产 生的。飞机的侧滑是指飞机的运动方向同 收音机的
对称面不平衡，相对气流是侧前方（左、 右侧）流向飞机的飞行状态。飞机主要依 靠垂直尾
第一章、飞机和大气的一般介绍 2023最新整理收集 do
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第一节 飞机的一般介绍
（一）机翼
机翼的主要功用是产生升力，以支持飞 机在空中飞行，也起一定的稳定和操纵作 用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。操 纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼能使机翼 升力增大。
（二）机身
机身的主要功用是装载乘员、旅客、武 器、货物和各种设备，还可将飞机的其他 部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个 整体。
第二章、飞机的升力和阻力
第一节、气流特性
气流特性是指空气在流动中各点流速、压 力、密度等参数的变化规律，气流特性是 空气动力学的重要研究课题，对飞机的飞 行原理非常重要。
空气动力：空气流过物体或物体在空
气中运动时，空气对物体的作用力称为空 气动力。如有风的时候，我们站着不动， 会感到有空气的力量作用在身上；没有风 的时候，我们跑步时也感到有空气的力量 作用在身上。这是空气动力的表现形式。 再如：飞机在飞行中受到的升力和阻力也 是空气动力的表现形式。
3．诱导阻力 伴随升力的产生而产生的阻力称为诱导阻力。诱导阻力
主要来自机翼。当机翼产生升力时，下表面的压力比上表 面的压力大，下表面的空气会绕过翼尖向上表面流去，使 翼尖气流发生扭转而形成翼尖涡流。翼尖气流扭转，产生 下洗速度，气流方向向下倾斜，形成洗流升力亦随之向后 倾斜。 日常生活中，我们有时可以看到，飞行中的飞机翼尖处拖 着两条白雾状的涡流索。这是因为旋转着的翼尖涡流内压 力很低，空气中的水蒸汽因膨胀冷却，凝结成水珠，显示 出了翼尖涡流的轨迹。 4.干扰阻力 飞机飞行中各部分气流互相干扰所引起的阻力称之为干 扰阻力
飞机在天上飞的原理
飞机在天上飞的原理飞机在天上飞行的原理可以归结为三个方面：升力、推力和阻力。
首先是升力。
升力是飞机在空中维持飞行的力量，飞机的机翼和机身设计中考虑到了升力产生的原理。
机翼上的凸起形状以及机翼前缘的斜度可使飞机通过空气运动产生升力。
当飞机移动时，机翼上方的气流要经过更长的距离，而下方的气流则要经过较短的距离。
这种气流流动的差异导致了上下气流速度的变化，使得上方气流速度更快，下方气流速度较慢。
根据伯努利定律，气流速度越快，气压就越低。
因此，机翼上方气流的气压较低，下方气流的气压较高。
这种气压差异就产生了向上的升力。
同时，机翼形状上的后掠角以及反扭力设计可使升力产生更稳定并减小阻力。
其次是推力。
推力使得飞机能够向前移动和克服阻力。
通常，飞机的推力来自于内燃机或者喷气发动机。
内燃机通过燃烧燃料产生爆发力驱动飞机前进。
而喷气发动机则是通过将空气吸入并以高速喷出，形成反作用力推动飞机向前。
推力的大小取决于喷气速度和发动机喷气量的大小。
最后是阻力。
阻力是飞机在飞行中需要克服的力量。
阻力的大小取决于多种因素，如飞机的形状、速度、空气密度等。
在飞行中，飞机要不断地克服阻力才能保持推力和升力的平衡，以保持稳定的飞行。
为了减小阻力，飞机的外形设计中采用了各种技巧，比如流线型的机身、机翼和尾翼，以及采用合理的机身长度和宽度等。
综上所述，飞机在天上飞行的原理可以归结为升力产生、推力提供和阻力克服这三个方面。
升力产生通过机翼形状和气流速度差异来实现，推力通过内燃机或者喷气发动机产生，阻力则需要飞机克服以保持飞行的稳定。
这些原理的协同作用使得飞机能够在天上飞行，为人类带来了极大的便利。
飞机是靠什么原理飞起来
飞机是靠什么原理飞起来
飞机是一种能够在大气中飞行的飞行器，它的飞行原理主要是
依靠空气动力学和牛顿运动定律。
飞机的起飞、飞行和降落都离不
开这些基本原理。
首先，飞机的起飞是通过动力推力和升力来实现的。
当飞机的
发动机提供足够的动力推力时，飞机就能够在跑道上加速，最终达
到起飞速度。
在这个过程中，飞机的机翼产生了升力，这是飞机能
够离开地面的关键因素。
机翼的上表面比下表面要凸起，当飞机在
飞行中，空气在机翼上下表面的流动速度不同，上表面的流速快，
下表面的流速慢，根据伯努利定律，上表面的气压就会比下表面的
气压小，从而形成了升力，使飞机能够飞离地面。
其次，飞机在空中飞行的过程中，需要克服空气的阻力和重力
的影响。
空气的阻力主要是指飞机在飞行过程中所受到的空气阻力，而重力则是地球对飞机的吸引力。
飞机在飞行中需要通过动力推力
来克服这些阻力和重力的影响，保持稳定的飞行状态。
最后，飞机的降落是通过减小动力推力和增加阻力来实现的。
当飞机接近着陆时，飞行员会逐渐减小飞机的动力推力，同时增加
飞机的阻力，使飞机逐渐减速并最终安全着陆。
在这个过程中，飞机的机翼也会继续产生升力，帮助飞机保持平稳的下降姿态。
总的来说，飞机的飞行原理是基于空气动力学和牛顿运动定律的基础上的。
通过动力推力、升力、阻力和重力的相互作用，飞机能够实现起飞、飞行和降落，完成各种飞行任务。
飞机的飞行原理既复杂又精巧，是航空工程领域中的重要课题之一。
第三章 飞行原理与飞行性能
在机翼上，压力最高的点也就是所谓的驻点，在驻点处是空气与前缘相 遇的地方。这点是空气相对于机翼的速度减小到零的点。
在一个迎角为零、完全对称的机翼上，从驻点开始，流经上下表面气 流速度是相同的，所以上下表面的压力变化也是完全相同的。
如果对称机翼相对来流旋转了一个迎角，驻点就会稍稍向前缘的下表 面移动，并且流经上下表面的空气流动情况改变了，流经上表面的空气被 迫多走了一段距离，在上下表面，空气仍然有一个从驻点加速离开的过程， 但是在下表面的最高速度要小于上表面的最高速度。
质量守恒定律：质量不会自生也不会自灭。 流体的质量流量：单位时间流过横截面面积S的流体质量。
q sv
3.流体连续方程
1s1v1 2s2v2 3s3v3 ...... const. 即： sv const.
当流体不可压缩时
即： const. 时：
有： sv const.
惯性向外 （离心力）
6.力的分解
一个水平飞行的动力模型受到许多施加在它每个部分的力的影响， 但是所有的这些力都可以按作用和反作用分成4个力
三、机动飞行中的空气动力
1.飞机的几何外形和参数
翼型及其参数
♦翼型： 机翼的横剖面形状。翼型最前端的一点叫“前缘”， 最后端一点叫“后缘”。 翼型前缘点与后缘点之间连线称为翼弦。
目前所使用的大多是自动式前缘缝翼。这种前缘缝翼用滑动机 构与基本机翼相连，依靠前缘空气动力的压力和吸力来自动控制其 闭合和打开。
4.飞机低速飞行的阻力
按阻力产生的原因，飞机低速飞行时的阻力一般可分为：
• 摩擦阻力 • 压差阻力 • 诱导阻力 • 干扰阻力
阻力的计算公式：
Q
C（x
1 2
第02章 飞行原理
又远离地面，受地球引力很小，因而大气分子不断地向星际空间逃逸。大气外层 的顶界约为2000～3000km的高度。
2.1.2 大气的物理特性与标准大气
1．大气的物理特性 2．标准大气 3．国际标准大气及其物理性质
1. 大气的物理特性
第2章 飞行原理
〖学习目标〗 •掌握流体的两个基本定理 •掌握无人机是怎样产生升力的 •掌握无人机的常用坐标系以及坐标 系间的转换 •了解无人机阻力的产生以及影响升 力和阻力的因素
2.0 内容框架图
飞行原理
飞行环境
气流特性
升力和阻力的产 生
常用坐标系及其转 换 飞机的稳定性和操纵 性
大气层 大气的物理特性与标准大气
基本概念 运动相对性原理 稳定气流 流体的两个基本定理
翼型 升力 阻力 影响升力和阻力的因素 空气动力的特征曲线
常用坐标系及其定义
坐标系之间的变换关系
飞机的稳定性
无人机的发射回收方式
2.1 飞机的飞行环境
1．大气层
2．大气的物理特性与标准大气
介绍：飞行器的飞行离不开飞行环境，飞行 环境对飞行器的结构、材料、机载设备和飞 行性能都有着非常重要的影响。只有了解和 掌握了飞行环境的变化规律，并设法克服或 减少飞行环境对飞行器的影响，才能保证飞 行器飞行的准确性和可靠性。
因为空气微团总是沿着流线流动，所以在流线一边的空气不会流到流线的另一边。对 管道的横截面而言，任何相邻流线都可以看成是管道的管壁。两条流线之间的空气就 好像沿管中流动一样，通常把流线所组成的管子叫做流管。
流线愈稠密，流线之间的距离越小，就是流管变细。相反，流线愈稀疏，流线之间的 距离扩大，就是流管变粗。
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的性能变化、在积水跑道的性能变化、停车 迫降的性能变化以及注意事项
18 复飞的主要特点以及实施方法
第八章 特殊飞行
1 失速的根本原因以及现象 2 失速速度(VS）定义、计算公式、主要影响因素 3 失速的改出方法 4 螺旋的原因、螺旋改出方法 5 颠簸的形成、飞行速度选择的原则 6 机翼、尾翼积冰对飞机性能的影响 7 单发飞行 8 尾流的移动和消散、前机尾流对后机飞行的影响 9 飞机操纵限制速度定义和作用
二、基本原理
1 连续性定理和连续性方程 2 伯努利定理和伯努利方程 3 升力产生原理 4 阻力产生原理 5 增升装置的增升原理
三、Байду номын сангаас本规律
1 升力系数的变化规律 2 阻力系数的变化规律 3 升阻比的变化规律 4 极曲线
第三章 螺旋桨的空气动力
一、基本概念
1 桨叶角 变距 2 桨叶迎角 桨叶迎角的变化 3 螺旋桨的有效功率 4 螺旋桨的效率
– 剩余拉力 剩余功率
二、基本规律与曲线
– 1 平飞所需拉力（平飞阻力）随速度的变化规律 – 2 平飞所需功率随速度的变化规律 – 3 平飞拉力曲线 – 4 平飞功率曲线
三、影响因素
– 重量 高度 气温 风
四、基本操纵方法
– 1平飞加减速 – 2平飞转上升、上升转平飞 – 3平飞转下降、下降转平飞 – 4只动驾驶杆飞机状态的变化 – 5只动油门杆飞机状态的变化
第九章 载重与平衡
1 重量与平衡术语 2 重量与平衡确定的三种方法 3 装载移动、增减后重心位置的确定方法
第十章 高速空气动力学基础
1 空气的可压缩性、可压缩性与音速的关系 2 M数定义、 M数与可压缩性的关系 3 气流速度与管道截面积的关系 4 流速与压强关系 5 激波 、激波前后气流参数的变化 6 局部激波变化与翼型的跨音速升力特性关系 7 翼型的跨音速阻力特性 8 后掠翼的翼尖效应和翼根效应 9 后掠翼的翼尖先失速的原因以及改善措施
二、基本原理
1 拉力产生的原理 2 转速保持和改变的原理
三、基本规律
1 拉力和功率随速度的变化规律 2 拉力和功率随油门的变化规律 3 拉力和功率随高度的变化规律 4 拉力随温度的变化规律
四、副作用
1 进动 2 反作用力距 3 滑流的扭转作用 4 螺旋桨因素
第四章飞机的平衡、稳定性、操纵性
一、基本概念
二、基本原理（续）
11 直线飞行改变侧滑。 12 无侧滑状态改变滚转角速度获得坡度
的原理。 13 限制飞机重心前后限的原理。
三、影响因素
1 收放襟翼对俯仰平衡的影响。 2 重心位置对俯仰稳定性、操纵性的影响。 3 迎角变化对横侧稳定性、操纵性的影响。 4 速度对稳定性、操纵性的影响。 5 高度对稳定性、操纵性的影响。
2 起飞、着陆的阶段划分 3 起飞滑跑的关键 4 抬前轮的目的、时机、高度 5 起飞性能参数以及影响因素 6 拉平中飞机的状态变化 7 接地的要求以及注意 8 着陆滑跑的关键 9 着陆性能参数以及影响因素 10 起飞、着陆性能图表的使用方法
11 着陆中常见的偏差拉高和拉低、 拉飘、 跳 跃的原因及修正方法
第一章 飞机和大气的一般介绍
1 机翼形状几何参数 翼弦 相对厚度 中弧线 弧高 相对弯度（中弧曲度）
翼展 展弦比 梢根比 后掠角 2 国际标准大气(ISA)的规定和应用
第二章飞机的低速空气动力
一、基本概念
1 相对气流 2 迎角 临界迎角 最小阻力迎角 3 流线、流管、流线谱 4 压力中心 5 附面层 6 气流分离 分离点 7 翼尖涡 下洗流 下洗角 8 升力系数 阻力系数 升阻比 9 地面效应
第五章 平飞 上升 下降
一、基本术语
– 1 速度术语
– 指示空速
真速
– 平飞最小速度 平飞最大速度
– 最小阻力速度 最小功率速度
– 久航速度 远航速度
– 陡升速度 快升速度
– 速度范围
2 性能术语
– 航时 航程 – 上升角 上升梯度 上升率 实用升限 – 下降角 下降率 滑翔比
3 其他术语
1 稳定性 静稳定性 动稳定性 2 俯仰稳定性 方向稳定性 横侧稳定性 3 焦点 4 侧滑 侧滑角
二、基本原理
1 飞机俯仰平衡的原理。 2 焦点与重心位置关系获得俯仰稳定性的原理。 3 垂尾产生方向稳定力矩的原理。 4 上反角产生横侧稳定力矩的原理。 5 后掠角产生横侧稳定力矩的原理。 6 飘摆产生的原理。 7 螺旋不稳定产生的原理。 8 直线飞行改变迎角的原理。 9 杆力产生的原理。 10 调整片的工作原理。
第六章 盘旋
1 作用力关系
2 盘旋的向心力
3 载荷因数（过载）、盘旋中的载荷因数与坡 度的关系
4 盘旋速度，拉力，功率，半径与时间
5 限制飞机极限盘旋能力的主要因素。 6 转弯中的侧滑与盘舵协调、侧滑对盘旋的影 响 7 盘旋的操纵原理
第七章 起飞和着陆
1 前三点式飞机在滑行中具有自动保持方向能力 的原因