第二章 航空器飞行基本原理
《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
航空航天飞行器运行的工作原理
航空航天飞行器运行的工作原理航空航天工业作为现代科技领域的重要组成部分，对于人类的探索、交流和发展起到了至关重要的作用。
在航空航天领域中，飞行器的运行原理是关键的科学问题之一。
本文将探讨航空航天飞行器的运行原理，并对其适用的场景和格式进行分析。
一、飞行器的基本组成航空航天飞行器一般由机身、发动机、翼面、操纵系统、导航系统和控制系统等几个基本部件组成。
其中机身是飞行器的骨架，发动机提供推力，翼面产生升力，操纵系统用于操纵飞行器的运动，导航系统用于确定位置和航向，控制系统用于控制飞行器的各项参数。
二、飞行器的运行原理航空航天飞行器的运行原理可以从物理学和航空力学的角度进行解释。
1. 升力和重力平衡飞行器的运行离不开升力和重力的平衡。
翼面通过产生升力来克服重力使飞行器在空中保持飞行。
翼面的升力是由气流通过翼面产生的。
通过改变翼面的外形和角度，可以调节升力的大小，从而控制飞行器的飞行高度。
2. 推力和阻力平衡除了升力和重力之外，飞行器的运行还需要推力和阻力之间的平衡。
发动机通过喷射高速气流产生推力，推动飞行器向前运动。
而阻力则是飞行器前进过程中空气的阻碍力，它与飞行速度和飞行器表面积有关。
通过控制推力和调节飞行速度，飞行器可以保持推力和阻力的平衡，实现平稳的飞行。
三、适用场景与格式选择根据航空航天飞行器运行原理的特点和具体情况，可将本文作为科普文章或技术报告进行书写。
1. 科普文章如果本文用于科普文章的场景，可以采用较为通俗易懂的语言来解释飞行器的运行原理，增加读者的兴趣和理解。
在排版上可以适当添加插图和图片，以图文并茂的形式来展示飞行器的基本构造和运行原理。
2. 技术报告如果本文用于技术报告的场景，需要更加详细和专业地阐述飞行器的运行原理。
可以逐步介绍飞行器各个部件的工作原理，包括机身结构、发动机工作原理、翼面气动特性等内容。
在排版上，可以采用章节分节的形式，使用图表和公式来支持理论的阐述和分析。
总之，航空航天飞行器是一项复杂的工程，其运行原理涉及多个领域的知识和理论。
民用航空器基本知识
二、中国人的第一架飞机
二、中国人的第一架飞机
二、中国人的第一架飞机
1910年，冯如又新制成一架双翼机， 于当年10月至12月间在奥克兰进行表 演，获得成功，孙中山先生称赞“我们 中国有杰出的人才”。
二、中国人的第一架飞机
二、中国人的第一架飞机
1911年2月，冯如带着助手及两架自制 飞机回到国内，准备报效祖国。1912 年8月25日，冯如在广州燕塘驾驶自己 制造的飞机在中国领土上进行第一次飞 行。由于操纵系统失灵，飞机飞至百余 米时失速下坠，冯如负重伤经抢救无效， 不幸牺牲，成为中国第一位驾机失事的 飞行员。
航空器 大气层内飞行的飞行器，分 为轻于空气的航空器和重于空气的航 空器。
航天器 在大气层外空间（太空）飞 行的飞行器。
飞行器的分类
飞机 由动力装置产生使之前进的拉力/推 力，由固定机翼产生升力，在大气层中飞 行的重于空气的航空器。
直升机 以动力驱动的旋翼作为主要升力来 源，能垂直起落的重于空气的航空器。
六、喷气机时代
欧洲空中客车工业公司推出的 A300、A310、A320、A330等干线 客机及前苏联的几个设计局设计的 图系列，伊尔系列，安系列等。都 是目前先进的喷气客机。
六、喷气机时代
空中客车工业公司A330
第2章飞行器、航空器的分类
飞行器的分类
飞行器的分类
飞行器 在大气层内或大气层外空间飞 行的器械。
飞机在战争中的作用，促进了航空科学 技术革新和航空工业的发展。经过四年 的大战，飞机的飞行性能有了很大的改 善。飞机的性能主要有三项：即速度、 飞行高度、和飞行距离。
一战中飞行速度的提高带动了其它性能 的发展。特别一提的是战后空闲飞机的 利用，促进了航空运输事业的兴起。
第二章_飞行原理
第二章- 飞行原理本章讨论飞行中支配作用于飞机上力的基本物理定律，以及这些自然定律和力对飞机性能特性的影响。
为了胜任的控制飞机，飞行员必须理解涉及的原理，学会利用和抵制这些自然力。
现代通用航空飞机可能有相当高的性能特性。
因此，飞行员充分领会和理解飞行艺术所依赖的原理是越来越必要的。
大气结构飞行所处的大气是环绕地球并贴近其表面的一层空气包层。
它是地球的相当重要的一个组成部分，就像海洋或者陆地一样。
然而，空气不同于陆地和水是因为它是多种气体的混合物。
它具有质量，也有重量，和不确定的形状。
空气象其他任何流体一样，由于分子内聚力的缺乏，当受到非常微小的压力时就会流动和改变它的形状。
例如，气体会充满任何装它的容器，膨胀和传播直到其外形达到容器的限制。
大气的组成是由78％的氮气，21％的氧气以及1％的其他气体，如氩气和氦气。
由于部分元素比其他的重，较重的气体如氧气有个天然的趋势，会占据地球的表面。
而较轻的气体会升到较高的区域。
这就解释了为什么大多数氧气包含在35000英尺高度以下。
因为空气有质量也有重量，它是一个物体，作为一个物体，科学定律会向其他物体一样对气体起作用。
气体驻留于地球表面之上，它有重量，在海平面上产生的平均压力为每平方英寸14.7磅，或者29.92英寸水银柱高度。
由于其浓度是有限的，在更高的高度上，那里的空气就更加稀薄。
由于这个原因，18000英尺高度的大气重量仅仅是海平面时的一半。
如图2－1大气压力尽管有多种压力，这里的讨论主要涉及大气压力。
它是天气变化的基本因素之一，帮助提升飞机，也驱动飞机里的某些重要飞行仪表。
这些仪表是高度仪，空速指示仪，和爬升率指示仪，和进气压力表。
虽然空气很轻，也受重力吸引的影响。
因此，和其他物质一样，由于有重量，就产生了力量。
由于它是流体物质，朝各个方向施加的力是相等的，它作用于空气中物体的效果就是压力。
在海平面的标准条件下，由于大气重量而施加于人体的平均压力大约14.7lb/in。
飞行器飞行原理ppt课件
2.3 飞机飞行原理
可重复使用的放热材料
用于像航天飞机类似的可重复使用的航天器的防热。 根据航天器表面不同温度的区域，采用相应的可重复使 用的防热材料。
例如：机身头部、机翼前缘温度最高，采用增强碳 碳复合材料，温度可耐受1593度；机身、机翼下表面前 部和垂尾前缘温度高，可采用防热隔热陶瓷材料；机身、 机翼上表面前部和垂尾前缘气动加热不是特别严重处， 可采用防热隔热的陶瓷瓦材料；机身中后部两侧和有效 载荷舱门处，温度相对较低（约350度），可采用柔性的 表面隔热材料；对于温度最高的区域，采用热管冷却和 强制循环冷却和发汗冷却等。
材料来制造飞机的重要受力构件和蒙皮； 2. 用隔热层来保护机内设备和人员； 3. 采用冷却液冷却结构内表面。
美国SR-71的机体结构的93%采用钛合 金越过热障，达到3.3倍音速。
52
2.3 飞机飞行原理
航天器的防热方法：
材料：石墨、陶瓷等。 高温下的热解和相变：固 液，固 气，液 气。 应用：烧蚀法适用于不重复使用的飞船、卫星等。
60
2.3 飞机飞行原理
B. 超声速飞机的机翼平面形状和布局形式
61
2.3 飞机飞行原理
62
2.3 飞机飞行原理
F-14 Tomcat 舰载机
米格-23
B-1 Lancer轰炸机
63
2.3 飞机飞行原理
边条涡
64
2.3 飞机飞行原理
超声速飞机的气动外形
鸭翼产生的脱体漩涡
机翼升力
鸭翼升力 机翼升力
流体黏性和温度有关，气体温度升高，黏性增大。液体相反。
4. 可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积也改变，为气体可压缩性。 5. 声速
飞机飞行原理ppt
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
翼的作用、产生一个对飞机重心的安定力 矩使机头左、右偏转来消除飞机侧滑的。
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。
（三）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租 成。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和 可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，并保证飞机能平稳地 飞行。
（四）起落装置
起落装置是用来支持飞机并使它能在地 面和水平面起落和停放。
陆上飞机的起落装置，大都又减震支柱 和机轮等租成。它是用于起飞、着陆滑跑， 地面滑行和停放时支撑飞机。
第三节 影响升力和阻力的因素
1．机翼迎角的影响 (1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后，
机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差 更大。 (2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部 的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差 (阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。 2．速度的影响 相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速 度的平方成正比。 (1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下 压力差则越大，升力就越大。 (2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就 越大，前后压力差也越大。压差阻力越大．另外由于相对速度大摩擦阻力 也随之增大。 。
航空航天概论复习重点知识点整理
航空航天概论复习重点知识点整理第⼀章绪论1.叙述航空航天的空间范围航空航天是⼈类利⽤载⼈或不载⼈的飞⾏器在地球⼤⽓层中和⼤⽓层外的外层空间(太空)的航⾏⾏为的总称。
其中,⼤⽓层中的活动称为航空,⼤⽓层外的活动称为航天。
⼤⽓层的外缘距离地⾯的⾼度⽬前尚未完全确定,⼀般认为距地⾯90~100km是航空和航天范围的分界区域。
2.简述现代战⽃机的分代和技术特点超⾳速战⽃机3.简述直升机的发展史、特点及其旋翼的⼯作原理发展史特点:a.可垂直起降、对起降场地⽊有太多特殊要求,b.可在空中悬停,c.能沿任意⽅向飞⾏但速度⽐较低、航程相对较短;⼯作原理:直升机以航空发动机驱动旋翼旋转作为升⼒和推进⼒来源,动能守恒要求,旋翼升⼒的获得靠向下加速空⽓,因此对直升机⽽⾔由旋翼带动空⽓向下运动,每⼀⽚旋翼叶⽚都产⽣升⼒,这些升⼒的合⼒就是直升机的升⼒。
4.试述航空飞⾏器的主要类别及其基本飞⾏原理A.轻于空⽓(浮空器):⽓球;飞艇。
原理:靠空⽓静浮⼒升空。
⽓球没有动⼒装置,升空后只能随风飘动或被系留在某⼀固定位置;飞艇装有发动机、螺旋桨、安定⾯和操纵⾯,可控制飞⾏⽅向和路线。
B.重于空⽓:固定翼航空器(飞机+滑翔机);旋翼航空器(直升机+旋翼机);扑翼航空器(扑翼机)。
原理:靠空⽓动⼒克服⾃⾝重⼒升空。
飞机由固定的机翼产⽣升⼒,装有提供拉⼒或推⼒的动⼒装置、固定机翼、控制飞⾏姿态的操纵⾯,滑翔机最⼤区别在于升空后不⽤动⼒⽽是靠⾃⾝重⼒在飞⾏⽅向的分⼒向前滑翔(装有的⼩型发动机是为了在滑翔前获得初始⾼度);旋翼机由旋转的机翼产⽣升⼒,其旋翼⽊有动⼒驱动,由动⼒装置提供的拉⼒作⽤下前进时,迎⾯⽓流吹动旋翼像风车似地旋转来产⽣升⼒;直升机的旋翼是由发动机驱动的,垂直和⽔平运动所需要的拉⼒都由旋翼产⽣;扑翼机(振翼机)像鸟类翅膀那样扑动的翼⾯产⽣升⼒和拉⼒。
5.简述⽕箭、导弹与航天器的发展史6.航天器的主要类别A.⽆⼈航天器:a.⼈造卫星(科学卫星、应⽤卫星、技术试验卫星),b.空间平台,c.空间探测器(⽉球探测器、⾏星探测器);B.载⼈航天器:a.载⼈飞船(卫星式、登⽉式),b.空间站,c.轨道间飞⾏器(轨道机动器、轨道转移器),d.航天飞机。
第二章 飞机飞行的基本原理ppt课件
机翼上的压强分布
压心
阻力
作用在飞机上的空气动力在平行于气流速度 方向上的分力就是飞机的阻力。
摩擦阻力
压差阻力
诱导阻力
干扰阻力
附面层：
摩擦阻力
压差阻力
概念：翼尖涡
诱导阻力
翼尖涡的形成
诱导阻力的形成
诱导阻力的防止
干扰阻力
干扰阻力就是飞机各部分之间由于气流相互 干扰而产生的一种额外的阻力。
作变速运动。
（1）飞机的起飞 飞机从静止开始滑跑离开地面，并上升到h高度的加速
运动过程，叫做起飞。现代喷气式飞机安全 高度阶段。
飞机的主要飞行科目
A 3
h
1
2
1-起飞滑跑；2-加速爬升；3-起飞距离；4-建筑物
图2.31 飞机的起飞
散逸层 2000~3000km 电离层 800km 中间层 85km 平流层 50~55km 对流层 9~18km
如果你在对流层……
如果你在平流层……
如果你再往上……
继续往上……
2.1 飞行器飞行环境
大气物理特性：
连续性 有压强 有粘性 可压缩
大气的粘性
v∞
n
v∞
n
平板
(a)空气粘性实验示意图
飞机的主要飞行科目
飞机的主要飞行科目
A
h
5
4
3
2
1
6
1-下滑；2-拉平；3-平飞减速；4-飘落触地；5-着陆滑跑；6-着陆距离；7-建筑物
图2.32 飞机的着陆
飞机的主要飞行科目
（2）飞机的着陆 飞机的着陆同起飞相反，是一种减速运动。一般可分为五
个阶段：下滑、拉平、平飞减速、飘落触地和着陆滑跑。 合起来的总距离叫做着陆距离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超声速时飞机上的空气动力
超声速时空气动力的产生 减小激波阻力的方法 超声速飞行与“声爆”
超声速时空气动力的产生
超声速飞行与“声爆”
2.4 飞机的飞行性能，稳定性和操纵性
1．质量守恒与连续方程 2．能量方程与伯努利方程 3．空速管的测速原理
三．空气动力学的实验设备---风洞
三．空气动力学的实验设备---风洞
2.3 作用在飞机上的空气动力
飞机的构造
飞机的几何外形和参数
飞机的几何外形和参数
飞机的几何外形和参数
飞机的几何外形和参数
二. 低、亚声速时飞机上的空气动力
等速直线爬升和等速直线俯冲
起飞和着陆飞行性能
起飞和着陆飞行性能
曲线飞行性能，正常盘旋
悬停飞行性能
悬停飞行性能
飞机的稳定性
飞机的操纵性能
飞机的操纵性能
飞机的操纵性能
直升机概况
直升机旋翼的工作原理
星下点和星下点轨迹
航天器姿态的稳定和控制
姿态稳定和控制的必要性 引力梯度稳定方式 自旋稳定化 三轴姿态稳定系统
大气的分层
包围地球的大气层是航空器唯一的飞行活 动环境，也是导弹和航天器的飞行环境。大气
层无明显上限，其各种特性沿铅垂方向差异显
著，如空气的密度和压强都随高度增加而减小。 在10km高度，空气密度只相当于海平面的1/3， 压强为Байду номын сангаас平面的1/4。
2.2 气体流动的基本概念
2．流体和连续性介质假设
4．低、亚声速飞机的外形 和气动布局
飞机飞行性能对飞机外形的要求 飞机的气动布局，正常式、“鸭”式和无尾 式布局
飞机飞行性能对飞机外形的要求
飞机的气动布局
隐形设计要求对飞机外形的影响
隐形设计要求对飞机外形的影响
隐形设计要求对飞机外形的影响
不同飞行速度要求下飞机的外形特征
跨声速时飞机上的空气动力
第2章 航空器飞行基本原理
2.1 航空器飞行环境 2.2 气体流动的基本概念 2.3 作用在飞机上的空气动力 2.4 飞机的飞行性能，稳定性和操纵性
2.1 航空器飞行环境
一．大气飞行环境
对流层 平流层 中间层 热层 散逸层
二．标准大气
航空与航天 航空是指在地球周围稠密大气层内的航行活 动；航天是指在大气层外的近地空间、行星际空 间、行星附近以及恒星际空间的航行活动 航天器在起飞与返回地面时，都要经过大气 层，特别是水平起降的航天飞机，其起飞与降落 过程与飞机极为相似，就兼有航空与航天的特点。 飞行环境是飞行器飞行时所涉及的飞行空间及 该空间的物质，它不仅包括地球表面的大气层， 也包括大气层外的宇宙空间。
流体 空气分子间的平均自由行程 连续性介质假说
3．流动流体的物理量和参数
流体的状态参数，可压缩性、声速、粘性 流动马赫数和雷诺数
4．流体流动现象的观测和描述
4．流体流动现象的观测和描述
4．流体流动现象的观测和描述
流线、流面、流管
绕物体的流动图画
二．流体流动的基本规律
飞机的减阻措施 采用层流翼型替代古 典翼型 对飞机的其他部件都 应整流 妥善考虑和安排各个 部件的相对位置
3．飞机的升力和增升措施
3．飞机的升力和增升措施
3．飞机的升力和增升措施
3．飞机的升力和增升措施
3．飞机的升力和增升措施
3．飞机的升力和增升措施
3．飞机的升力和增升措施