飞行力学部分知识要点

空气动力学及飞行原理课程

飞行力学部分知识要点

第一讲：飞行力学基础

1.坐标系定义的意义

2.刚体飞行器的空间运动可以分为两部分：质心运动和绕质心的转

动。描述任意时刻的空间运动需要六个自由度：三个质心运动和三个角运动

3.地面坐标系, O 地面任意点，OX 水平面任意方向，OZ 垂直地面

指向地心，OXY 水平面（地平面），符合右手规则在一般情况下。

4.机体坐标系, O 飞机质心位置，OX 取飞机设计轴指向机头方向，

OZ 处在飞机对称面垂直指向下方，OY 垂直面指向飞机右侧，符合右手规则

5.气流（速度）坐标系, O 飞机质心位置，OX 取飞机速度方向且重

合，OZ 处在飞机对称面垂直指向下方，OY 垂直面指向飞机右侧，符合右手规则

6.航迹坐标系, O取在飞机质心处，坐标系与飞机固连，OX轴与飞

行速度V重合一致，OZ轴在位于包含飞行速度V在内的铅垂面内，与OX轴垂直并指向下方，OY轴垂直于OXZ平面并按右手定则确定

7.姿态角, 飞机的姿态角是由机体坐标系和地面坐标系之间的关系

确定的：

8. 俯仰角—机体轴OX 与地平面OXY 平面的夹角，俯仰角抬头为正；

9. 偏航角—机体轴OX 在地平面OXY 平面的投影与轴OX 的夹角，垂直于地平面，右偏航为正；

10. 滚转角—机体OZ 轴与包含机体OX 轴的垂直平面的夹角，右滚转为正

11. 气流角, 是由飞行速度矢量与机体坐标系之间的关系确定的

12. 迎角—也称攻角，飞机速度矢量在飞机对称面的投影与机体OX 轴的夹角，以速度投影在机体OX 轴下为正；

13. 侧滑角—飞机速度矢量与飞机对称面的夹角

14. 常规飞机的操纵机构主要有三个：驾驶杆、脚蹬、油门杆，常规气动舵面有三个升降舵、副翼、方向舵

15. 作用在飞机上的外力,重力，发动机推力，空气动力

16. 重力，飞机质量随燃油消耗、外挂投放等变化，性能计算中，把飞机质量当作已知的常量

17. 空气动力中，升力，阻力，的计算公式，动压的概念。

18. 随迎角增大，升力曲线非线性，迎角分别经历抖动迎角，失速迎角，临界迎角等过程

19. 喷气发动机工作原理f k p ()P m V V =-，

20. 台架推力Pf ，发动机在试车台上测得的推力

21. 可用推力Pky ，飞行中发动机能够实际供给的用以推动飞机前进的推力

22. 推重比γfd ，耗油量qh ，单位时间消耗的燃油质量

23.耗油率qkh，单位时间产正单位推力所消耗的油量

24.发动机特性分为转速特性、高度特性和速度特性

25.加力状态：带加力燃烧室，开动其工作的状态。对应于最大转速，

推力较最大状态增加30-50%，耗油率增加近一倍以上，连续工作时间限5-10min。

26.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。

27.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。

28.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。

29.慢车状态：n慢≈ 30% n额，推力很小，Pf慢≈ 3~5%Pfmax，连续工

作时间不允许超过10-15min，用于下滑、着陆。(不允许空中停车) 第二讲：飞机的基本飞行性能

30.飞行器垂直平面内的质心运动方程

*

cos()sin

sin()cos

T

T

y T

dV

m T D G r dt

d

mV T L G

dt

dq

I M TZ

dt

d

q

dt

αφ

γ

αφγθ

γθα

=+--

=++-

=+

=

=-

31.平直飞行就是飞机在某一高度上进行等速直线飞行，简称平飞。

飞机的平飞性能是指飞机在不同高度上保持等速直线平飞的能力，其中包括最大平飞速度、最小平飞速度以及有利平飞速度等

32.平飞运动方程

33.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。飞机重量越大，V平飞越大升力系数越大，V平飞越小，空气密度越大，V平飞越小，机翼面积越大，V平飞越小

34.平飞需用推力，在平飞中，要保持速度不变，发动机可用推力应

与飞机阻力相等。为克服飞机阻力所需推力叫平飞需用推力

35.飞机重量越重，平飞所需推力越大；升阻比越大，平飞所需推力

越小。最大升阻比对应的迎角称为有利迎角。有利迎角下的速度称为有利速度

36.平飞需用推力曲线，在一定飞行高度上，把平飞需用推力随速度

的关系用曲线表示，称为平飞需用推力曲线。随着平飞速度的增大，平飞需用推力先减小后增大

37.

38. 平飞所需推力曲线变化的原因分析，在亚音速阶段，当飞行速度

增大时，有两个因素同时引起阻力的变化。一是随速度增大，动压增大，使阻力增加；二是随速度增大，在保持升力等于重力的条件下、飞机迎角减小，导致诱导阻力和压差阻力减小。阻力究竟增大还是减小，取决于上述两个因素的影响大小

39. 阻力随速度变化曲线表示：诱导（升致）阻力随飞行速度的增加

而减小。零升（废）阻力随飞行速度的增加而增大。当零升阻力和升致阻力相等时，飞机的总阻力最小

40. 平飞最大速度满油门时，飞机保持平飞能达到的稳定飞行速度，

可用拉力曲线与需用拉力曲线的右交点对应的速度，为平飞最大

速度Vmax

P

V I

80 120 160 200 240 260200

160

120

80

40

P

80 120 160 200 240 260200

160

120

80

40