飞行原理 第五章 平飞、上升、下降
飞行原理及空气动力学知识
飞行原理及空气动力学知识飞行原理及空气动力学知识飞机的空气动力性能是决定飞机飞行性能的一个重要因素。
飞行员既要熟悉飞机空气动力的产生和变化，同时也要清楚飞机空气动力性能的基本数据。
下面是店铺为大家带来的飞行原理及空气动力学知识，欢迎大家阅读浏览。
一. 滑行飞机不超过规定的速度，在地面所作的直线或曲线运动叫滑行。
对滑行的基本要求是：飞机平稳地开始滑行，滑行中保持好速度和方向，并使飞机能停止在预定的位置。
飞机从静止开始移动，拉力或推力必须大于最大静摩擦力，故飞机开始滑行时应适当加大油门。
飞机开始移动后，摩擦力减小，则应酌量减小油门，以防加速太快，保持起滑平稳。
滑行中，如果要增大滑行速度，应柔和加大油门，使拉力或推力大于摩擦力，产生加速度，使速度增大，要减小滑行速度，则应收小油门，必要时，可使用刹车。
二. 起飞飞机从开始滑跑到离开地面，并升到一定高度的运动过程，叫做起飞。
飞机起飞的操纵原理飞机从地面滑跑到离地升空，是由于升力不断增大，直到大于飞机重力的结果。
而只有当飞机速度增大到一定时，才可能产生足以支持飞机重力的升力。
可见飞机的起飞是一个速度不断增加的加速过程。
;剩余拉力较小的活塞式螺旋桨飞机的起飞过程，一般可分为起飞滑跑、离地、小角度上升(或一段平飞)、上升四个阶段。
对有足够剩余拉力的螺旋桨飞机，或有足够剩余推力的喷气式飞机，因可使飞机加速并上升，故起飞一般只分三个阶段，即起滑跑、离地和上升。
(一)起飞滑跑的目的是为了增大飞机的速度，直到获得离地速度。
拉力或推力愈大，剩余拉力或剩余推力也愈大，飞机增速就愈快。
起飞中，为尽快地增速，应把油门推到最大位置。
1.抬前轮或抬尾轮前三点飞机为什么要抬前轮?前三点飞机的停机角比较小，如果在整个起飞滑跑阶段都保持三点姿态滑跑，则迎角和升力系数较小，必然要将速度增大到很大才能产生足够的升力使飞机离地，这样，滑咆距离势必很长。
因此，为了减小离地速度，缩短滑跑距离，当速度增大到一定程度时就需要抬起前轮作两点姿态滑跑，以增大迎角和升力系数。
飞行原理课后简答题
什么是国际标准大气？所谓国际标准大气ISA,就是人为地规定大气温度、密度、气压等随高度变化的关系，得出统一的数据，作为计算和试验飞机的统一标准，以便比较。
空气温度：t=288.15k、15C 大气压强：p=101325N/m2=29.92incHg=1013mbar 叙述升力产生的原因空气之间的相互粘滞或牵扯的特性，就是空气的粘性。
空气分子的不规则运动，是造成空气粘性的主要原因。
相邻两层空气之间有相对运动时，会产生相互牵扯的作用力，这种作用力叫做空气的粘性力，或称空气的内摩擦力。
因为粘性的存在才使气流沿弯曲翼面流动。
当空气沿机翼表面积弯曲时，会试图与上层气流分离。
但是，由于形成真空会遇到很强的阻力，因此分离过程会降低气压并是相邻的上层气流弯曲。
气压的降低以因素传播，导致大量空气在机翼周围弯曲。
这就是机翼上表面产生低压的原因，也是机翼后缘产生下洗的原因。
空气弯曲导致了机翼上表面的压力降低，由于伯努利效应，压力降低导致气流加速，机翼上表面气流加速是压力降低的结果而不是其原因，翼表面压力差是产生升力的原因。
后缘襟翼分哪几种？各有什么特点？增升效果如何？A. 分裂襟翼、简单襟翼、富勒襟翼、开缝襟翼、双开缝襟翼B. 机翼的上表面没有移动，而下表面向下移动。
提高升力时也会产生很大的压差阻力，有助于提高低速时的升力，并使俯冲时的飞机减速C. 简单的铰接在机翼内侧最后20%左右的位置，襟翼展开的最初20 °内，他能提高升力，并且低速时阻力会增加的很多，当襟翼的展开角度超过20 °,压差阻力急剧增加，而升力增加很少或没有增加D. 不但能改变翼型的后缘形状，而且能向后移动。
结果是既增加了弯度，又增加了机翼面积。
更大的机翼能偏转更多的气流，增加的弯度能增大下洗气流速度E. 开缝襟翼既向下也想后伸展，如福勒襟翼一样，再加上襟翼和机翼之间的缝隙也被充分利用，级以上表面边界层内流过的气流损失了大量的动能，这样，当气流到达襟翼上时，有可能发生分离并导致失速。
第五章典型飞行控制系统工作原理-纵向姿态控制
G等 (S)
L M e (S Z ) S 2 C1d S C2d
❖ 根轨迹如右图所示：
内回路 L ，使短周期
一对复根左移且虚部减小，最
s1
终进入实轴，振荡减小，
阻尼加大。内回路的动态
过程由振荡运动转为按指
z
数规律衰减的单调运动，
s2
L 越大，阻尼作用越强。
j
全系统情况：
图 L 过大时，修正 的过渡过程
要想减弱这一振荡过程，应在控制律中引入 俯仰角速率q，对飞机运动起阻尼作用，也就是 引入微分信号。
（4）一阶微分信号在比例式控制中的作用
t1•
t •
2
t
e
e1 L
e2 L
t
e L L
由图可见，微分作用的物理本质为：
❖
为t1零时，刻当t
在减小但值为正，此时舵e 已
1、比例式自动驾驶仪修正初始俯仰角偏差
（1）稳定过程 0 0 驾驶仪控制律为：
g 0
e L L ( g )
讨论俯仰角稳定过程，认为
e L L
修正 0 的过程：0 0
比例式控制如何减小静差：
❖ 由前面计算可知：
g
Mf Q0Sb Cme
L
❖ ❖
所 要 只以 减 有：小使这b个静， g差就存，可在应使静加静差大差。减L小。Lb2
，所以
❖ 极端情况： b 0（切断硬反馈）就可完全
消除常值干扰下的静差。
2、积分式自动驾驶仪
在舵回路中采用速度反馈或称为软反馈形式的 信号，组成了积分式自动驾驶仪。
1
T s 1
s 2 c1d s c2d
s
内 s
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
飞行原理简介
1.摩擦阻力——空气的物理特性之一就是粘性。当空气流过飞机表面时，由于粘性，空气同飞机表面发生摩擦，产生一个阻止飞机前进的力，这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小，决定于空气的粘性，飞机的表面状况，以及同空气相接触的飞机表面积。空气粘性越大、飞机表面越粗糙、飞机表面积越大，摩擦阻力就越大。
2.压差阻力——人在逆风中行走，会感到阻力的作用，这就是一种压差阻力。这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。飞机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。
②飞机的方向操纵性，就是在飞行员操纵方向舵后，飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角等飞行特性。与俯仰角相似，在直线飞行中，每一个脚蹬位置，对应着一个侧滑角，蹬右舵，飞机产生左侧滑；蹬左舵，飞机产生右侧滑。
方向舵偏转后，同样产生方向舵枢轴力矩，飞行员需要用力蹬舵才能保持方向舵偏转角不变。方向舵偏转角越大，气动动压越大，蹬舵力越大。
4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。
5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。现在飞机动力装置应用较广泛的有：航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。除了发动机本身，动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。
①飞机的俯仰平衡是指作用于飞机的各俯仰力矩之和为零。飞机取得平衡后，不绕纵轴转动，迎角保持不变。作用于飞机的俯仰力矩很多，主要有：机翼力矩、水平尾翼力矩及拉力（推力）力矩。
影响俯仰平衡的因素：加减油门，收放襟翼、收放起落架和重心变化等。飞行中，影响飞机俯仰的因素是经常存在的。为了保持飞机的俯仰平衡，飞行员可前后移动驾驶杆偏转升降舵或使用调整片，产生操纵力矩，来保持力矩的平衡。
固定翼飞机飞行原理简介（精）
固定翼飞机飞行原理简介飞行原理简介（一）要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用,飞机的升力是如何产生的等问题。
这些问题将分成几个部分简要讲解。
一、飞行的主要组成部分及功用到目前为止，除了少数特殊形式的飞机外，大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成：1. 机翼——机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。
在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。
机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。
不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。
2. 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，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。
3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。
垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。
尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。
4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。
5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。
飞机上除了这五个主要部分外，根据飞机操作和执行任务的需要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。
二、飞机的升力和阻力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流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。
3基本飞行动作及互换解析
平飞转弯
转弯原理
总升力 升力垂直分力
升力水平 分力
离心力
重力
总载荷
转弯原理：保持高度的方法
总升力倾斜后， 用来克服重力的 升力垂直分力减 小，为保持高度， 应向后带杆。 飞机坡度不变： 升力水平分力不 变，均匀转弯
直线平飞 转弯
总 升 力
升力水平分力
升力垂直 分力
重 力
转弯原理： 保持恒定转弯的方法
平尾负升力
飞行中的受力三
当拉力与阻力相等时，速度将会保持不变，当油门最大保持平 飞的时速为最大平飞速度。
飞行中的力矩（横轴）
升力低头力矩
重心：力矩中心
平尾抬头力矩
飞行中的力矩（纵轴）
升力相等
升力较大
升力较小
弦长，迎角大
弦短，迎角小
飞行操纵的本质
力平衡时飞行速度保持不变，力矩平衡 时飞机姿态保持不变。油门一定的情况 下，飞机的力和力矩最终会取得平衡， 飞行会保持某一稳定的运动状态。 飞行操纵的本质就是 通过改变飞机的姿 态，进而改变飞机的受力，从而改变飞 机的不同方向的速度分量，实现各种运 动。
1
G2
D
直线上升原理： 平飞改上升的方法
要使飞机由平飞转入上升，必须使升力＞重力 要使升力＞重力，必须使飞机抬头，增大迎角 要使飞机抬头，必须增加平尾负升力，使抬头 力矩增加 要增加负升力，必须向后带杆，使升降舵上偏， 增加平尾迎角 要保持速度，必须增加油门克服G2的减速使用
平飞改上升一
看好天地线或姿态仪 带杆的同时柔和加满油门 接近上升姿态时略向前松一点杆然后保 持住，使飞机稳定在正常的上升姿态 稳定后用配平消除杆力
飞行基本动作及动作互换
理论回顾目录
飞行原理——精选推荐
飞⾏原理飞机为什么能飞？空⽓动⼒学空⽓与物体相互作⽤的规律操作飞机，原理？飞⾏⼒学研究飞⾏性能、操作性、稳定性更快、更远、更经济？飞⾏原理第⼀章飞机和⼤⽓的⼀般介绍第⼆章飞机的低速空动⼒空⽓动⼒学主要是低速⼩飞机第三章螺旋桨的空⽓动⼒第⼗章⾼速空⽓动⼒学基础第四章飞机的平衡、稳定性、操作性第五章平飞、上升、下降飞⾏⼒学第六章盘旋第七章起飞、着陆第⼋章特殊飞⾏着重于飞机的操作、实践、基本原理第九章重量、平衡机机型相关介绍⼤型宽体飞机：座位数在200以上，飞机上有双通道通⾏747 波⾳747载客数在350-400⼈左右（747、74E均为波⾳747的不同型号）777 波⾳777载客在350⼈左右（或以77B作为代号）767 波⾳767载客在280⼈左右M11 麦道11载客340⼈左右340 空中客车340载客350⼈左右300 空中客车300 载客280⼈左右（或以AB6作为代号）310 空中客车310载客250⼈左右ILW 伊尔86苏联飞机载客300⼈左右中型飞机：指单通道飞机，载客在100⼈以上，200⼈以下M82/M90 麦道82 麦道90载客150⼈左右737/738/733 波⾳737系列载客在130-160左右320空中客车320载客180⼈左右TU54苏联飞机载客150⼈左右146英国宇航公司BAE-146飞机载客108⼈YK2 雅克42苏联飞机载客110⼈左右⼩型飞机：指100座以下飞机，多⽤于⽀线飞⾏YN7 运7国产飞机载客50⼈左右AN4 安24苏联飞机载客50⼈左右SF3 萨伯100载客30⼈左右ATR 雅泰72A载客70⼈左右世界上现有主要机型：美国波⾳商⽤飞机制造公司、欧洲空中客车⼯业公司、美国麦克唐纳.道格拉斯公司。
1996年底，波⾳公司已同麦道合并。
波⾳系列：波⾳707、波⾳727、波⾳737、波⾳747、波⾳757、波⾳767、波⾳777 。
空中客车系列：A-300、A-310、A-320、A-330、A-340。
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●平飞所需拉力曲线变化的原因分析
根据升阻比随迎角变化的规律，可以知道平 飞所需拉力是随迎角增加先减小后增大。
K
16
12
8
4
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
α
由平飞时拉力和阻力相等，拉力曲线即可用 阻力曲线表示。
D
D诱导
D平飞
D废
VMD
VI
②平飞所需功率 平飞所需功率:
40
Vmax2 Vmax1 VI
80 120 160 200 240 260
●Vmax随气温的变化
气温增加，密度降低，发动机功率降低， 可用拉力曲线下移。因此，温度增加，平飞最 大速度减小。
P
200
T2>T1 P可用满
P平需
160
T1
120
T2
80
40
Vmax2 Vmax1 VI
80 120 160 200 240 260
⑵平飞最小速度随高度的变化
低空飞行时，最 P
小平飞速度不随高度
P可用
而变，为失速速度。
高度上升到某
一值时，满油门可用 拉力曲线降低到与需 B
用拉力曲线左端点相
交，超过这一高度后，
◆平飞最大速度
◆平飞最小速度
◆最小阻力速度
◆最小功率速度
◆平飞速度范围
㈠平飞性能参数
⑴平飞最大速度
满油门时，飞机保持平飞所能达到 的稳定飞行速度，为最大平飞速度Vmax。
P
通常也将 发动机在额定 功率状态下工 作所能达到的 稳定平飞速度 称为vmax 。
200
P可用
160
B △PMAX
A
120 16°
D
80
C
8°
6°
0° 2°
40
Vmin VMP VMD
VVmmaaxx
VI
80 120 160 200 240 260
⑵平飞最小速度 飞机平飞所能保持的最小稳定速度，
以vmin表示。 P
P可用
Vmin同 时受到临界 迎角和发动 机功率的限 制。
B
Vmin Vmin
A
Vmax
Vmax VI
⑶最小阻力速度
N
120
100
80
60 16°
40
20
8° 6°4°
0
60
100 VMD 140
N平飞 P平飞 v平飞
0° 2°
VI
180
220
随着平飞 速度的增 大，平飞 所需功率 先减小后 增大。
③平飞拉力曲线和剩余拉力
剩余拉
力是指同一 速度下，飞 机的可用拉 力和平飞所 需拉力之差。 随飞行速度 增大，剩余 拉力先增大 后减小。
升力
拉力
阻力
重力
●平飞运动方程
L W P D
升力等于重力，高度不变 拉力等于阻力，速度不变
升力
拉力
阻力
重力
5.1.2 平飞所需速度
能够产生足够的升力来平衡重力的飞行速度 叫平飞所需速度，以V平飞表示。
①V平飞计算公式和影响因素
W
L
CL
1 2
V 2
S
V平飞
2W
CL S
㈡平飞性能变化 ⑴平飞最大速度的变化 ●Vmax随飞行高度的变化
高度增加，密
度减小，发动机功 率降低，可用拉力 曲线下移；高度增 加，保持表速飞行， 动压不变，阻力不 变，需用拉力曲线 不动。
P
海平面(H=0)
200
10000英尺
160
20000英尺
120
30000英尺
P可用
80
40 80
Vmax4 Vmax3 Vmax2 Vmax1 VI
H≥0，TAS≥IAS，高度越高，两者差距越大。
5.1.3 平飞拉力曲线和平飞功率曲线
①平飞所需拉力
P平飞 D W L
P平飞
D L
W
W K
P
200
160 16°
120
0°
80
8°
2°
4°
40
80 120 160 200 240 260
随着平飞 速度的增 大，平飞 所需拉力 先减小后 增大。
P
200
P可用
160
B △PMAX
120 16°
D
80
C
8°
6°
40 Vmin VMP VMD
80 120 160
同一油门下，以 最小功率速度飞 行时，对应的剩
余拉力最大。
A
0° 2°
Vmax
VI
200 240 260
④平飞功率曲线和剩余功率
剩余功
率是指同一 速度下，飞 机的可用功 率和平飞所 需功率之差。 随飞行速度 增大，剩余 功率先增大 后减小。
同一油门下，以最小阻力速度飞行时， 对应的剩余功率最大。
N
A N可用
120
100
80
△NMAX
0°
60 16°B
C
2°
40
D
20
8°
4° 6°
0
Vmin VMP VMD
60
100
140
180
Vmax VI
220
5.1.4 飞机的平飞性能
平飞是飞机的主要飞行状态。平飞性能的好 坏直接影响飞机的总体性能。
120 160 200 240 260
●Vmax随重量的变化
重量增加，同一迎角下只能增速，才能产
生更大的升力，速度大，阻力大。因此，所需
拉力 曲线上的每一点（对应一迎角）均向上
（阻力大）向右（速度大）移动。因此，重量
增加，平飞最大速度减小。
P W2>W1
P平需
P可用满
200
160
W2
120
W1
80
N
120
100
80
0°
60 16° 2°
40
20
8° 6°4°
0
60
V1M0M0PP VMD 140
180
VI
220
⑸平飞速度范围
平飞最小速度到平飞最大速度的区间称为
平飞速度范围。
第二速 度范围
第一速 度范围
▲平飞第一速
P
度范围是正操
纵区
▲平飞第二速
度范围是反操
纵区
0 V1 V2 VMP
VI
V1 V2
平飞所需拉力 P
最小的速度，VMD平 飞最小阻力速 度在平飞所需拉力 200
曲线的最低点。以 160
16°
前称有利速度。
120
对应的迎角称
0°
最小阻力迎角，以 80
8°
2°
4°
前称有利迎角。
40
VMD
VI
80 120 160 200 240 260
⑷最小功率速度
平飞所需功率最小的速度，VMP平飞最小 功率速度在平飞所需功率曲线的最低点。以 前称经济速度，对应的迎角称最小功率迎角， 以前称经济迎角。
第五章
平飞 、上升 、下降
飞机的平飞、上升和下降是飞机既不带倾斜
也不带侧滑的等速直线飞行，是飞机最基本的飞 行状态。
5.1 平 飞
平飞是指飞机作等高、等速不带倾斜和 侧滑的直线飞行。平飞是运输机的一种主要 飞行状态。
5.1.1 平飞的作用力
飞机在空中稳定直线飞行时,受到四个力的作
用：升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。
●V平飞的主要影响因素
2W
V平飞 CL S
飞机重量越大，V平飞越大 升力系数越大，V平飞越小
②真速、指示空速、校正空速、当量空速
真速(TAS)：飞机相对于空 气的真实速度。
表速(IAS)：飞机空速表的 指示读数。
1 2
V2
H2
0 IAS
VTAS
0 H
VIAS