中国民航大学飞行原理2
飞行原理第二版
飞行原理第二版引言：人类一直以来都梦想着能够像鸟儿一样自由地在天空中飞翔。
随着科学技术的不断进步，人类终于实现了这个梦想。
飞行原理是飞行器能够在空中飞行的基础，它是航空航天学的核心内容之一。
本文将介绍飞行原理的第二版，从气动力学、机构设计和控制系统等方面进行阐述。
一、气动力学气动力学是研究空气对飞行器运动的影响的学科。
在飞行中，飞行器需要克服空气的阻力和重力才能保持稳定的飞行。
在飞行原理的第二版中，气动力学的研究更加精确和全面。
通过对气流的流动和作用力的计算和分析，可以确定飞行器的设计参数，提高飞行效率。
1. 升力和重力飞行器在空中飞行时，需要产生足够的升力来克服重力，以保持飞行高度稳定。
升力是由于气流在飞行器上、下表面的压力差所产生的。
在飞行原理的第二版中，对升力的计算和分析更加准确，可以根据飞行器的几何形状和空气动力学性能来确定升力的大小。
2. 阻力和推力阻力是空气对飞行器运动的阻碍力，它是飞行器前进运动的主要限制因素。
在飞行原理的第二版中，对阻力的研究更加深入，可以通过优化飞行器的外形和减小飞行器与空气的摩擦来减小阻力。
推力是飞行器产生的向前推动的力，它可以克服阻力，使飞行器保持稳定的飞行速度。
二、机构设计机构设计是指飞行器的结构和构造设计，它直接影响飞行器的性能和安全。
在飞行原理的第二版中，机构设计更加注重提高飞行器的稳定性和可靠性。
1. 机翼设计机翼是飞行器的重要组成部分，它负责产生升力和控制飞行方向。
在飞行原理的第二版中，机翼的设计更加精确和合理。
通过优化机翼的几何形状和气动性能，可以提高飞行器的升力和降低阻力，实现更高效的飞行。
2. 发动机设计发动机是飞行器产生推力的关键装置。
在飞行原理的第二版中，发动机的设计更加先进和高效。
通过提高发动机的推力和燃料利用率，可以提高飞行器的速度和续航能力，同时减少对环境的影响。
三、控制系统控制系统是飞行器实现飞行姿态和航向控制的关键。
在飞行原理的第二版中，控制系统的设计更加智能和精准。
中飞院飞行原理教材
中飞院飞行原理教材
飞行原理教材通常会从飞行器的基本构造和机理开始，介绍飞
行器的各个部件以及它们的作用和相互关系。
然后会深入讲解大气
和气象对飞行的影响，包括气压、温度、湿度等因素对飞行性能的
影响，以及各种气象现象对飞行安全的重要性。
在飞行力学方面，教材会详细介绍飞行器的运动学和动力学原理，包括飞行器的稳定性和操纵性、飞行器的轨迹和姿态控制等内容。
此外，飞行器的各种系统，如发动机系统、液压系统、燃油系
统等也会在教材中有所涉及。
最后，飞行原理教材还会包括飞行操作的相关知识，包括起飞、飞行中的各种飞行状态、下降和着陆等内容。
学生通过学习这些教材，可以全面了解飞行原理的基本知识和技能，为日后的飞行实践
打下坚实的基础。
总的来说，中飞院飞行原理教材是一套系统完整、内容全面的
教材，对于学生学习飞行原理以及未来从事相关职业都具有重要意义。
模块2 空气动力学《飞行原理》教学课件
单位时间流过截面A的流体 质量为ρAυ,称为流体的质量流量，即:
qm= ρAv 式中: qm为质量流量(kg/s)
THANKS
感谢您的聆听与观看！
《飞行原理》
连续方程 伯努利方程
主讲人：
目 录
contents
01. 连续方程 02. 伯努利方程
连续方程
连续方程是质量守恒定律在流体定常流中的应用。
定常流
在非定常流场中，流体微团的流动参数是点位置坐标x、y、z和时间T的函数。 反之，如果流体微团流过时的流动参数——速 度、压力、温度、密度等不随 时间变化,这种流动就称为定常流，这种流场被称为定常流场。
流线、流线谱、流管和流量
流线
流线是在流场中用来描绘流体微团流动状态的曲线。
流线谱
在流场中,用流线组成的描绘流体微团流动 情况的图画称为流线谱。如图所示就是描 绘烟流低速流过翼型的流线谱。
低速烟流绕翼型的流线谱
流线、流线谱、流管和流量
流管
如果流线谱不随时间变化,它所描绘的就 是定常流。在流场中取一条不是流线的 封闭曲线,通过曲线上各点的流线形成的 管形曲面称为流管，如图所示。
流管
流线、流线谱、流管和流量
流量
若流管横截面积为A,流体密度为ρ,在横截面上的流速为v,那么,单位时间流过截面A的流 体体积为Av,称为流体的体积流量。
如图所示，远方气流以速度υ绕 流过机翼翼型的定常流线谱，选中一 根流管和三个横截面1、2、3。由公 式: qm= ρAυ可知：流体流过三个横截 面的质量流量分别等于:
qm1 = ρ1A1υ1 ， qm2 = ρ2A2υ2 ， qm3 = ρ3A3υ3 。
绕翼型的定常流线谱
连续方程
流管性质决定了流管内的流体不能穿越管壁流到管外，流管外的流体也不能穿 越管壁流到管内，根据质量守恒定律(质量不会自生也不会自灭)，可以得出：
飞行原理 ppt课件
0 V1 V2 VMP
VI
V1 V2
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3.6 上升与下降 3.6.1 上升
飞机沿倾斜向上的轨迹做等速直线的飞行叫 做上升。上升是飞机取得高度的基本方法。
3.6 上升与下降
ppt课件
1 、 飞机上升的作用力
飞机在空中稳定上升时,受到四个力的作用：
升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。通常把
第二速 度范围
P
第一速 度范围
平飞第一速度范围 是正操纵区
平飞第二速度范围 是反操纵区
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0 V1 V2 VMP
VI
V1 V2
② 平飞性能变化
平飞最大速度的变化
●vmax随飞行高度的变化
P
高度增加，密度减
小，发动机功率降低，
可用拉力曲线下移； 200
高度增加，保持表速 160
飞行，动压不变，阻
1、 平飞的作用力及所需速度
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)。
升力
拉力
阻力
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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
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重力
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。
0
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理论升限 A
VI
VMP
Vmax
●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
飞行原理民航大学
国际飞行学院
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后缘襟翼
③开缝襟翼 （The Slotted Flap）
Better lift performance for any AOA
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1.9 增升装置 Lift Augmentation
增升装置是用来增大飞机的最大升力系数的装置
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1.9 增升装置
L
=W
⇔
1 2
ρV 2SCL
=
mg
大速度飞行时，小迎角； 以小速度飞行，大迎角。
用增大迎角的方法维持小飞行速度是
速 度
迎 有限度的。因为当迎角增大到临界迎 角 角时，升力将随迎角的增加而降低。
同时，放下前缘襟翼能增加翼型弯度。 使最大升力系数和临界迎角得到提高。
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B737-800的前缘襟翼 (克鲁格襟翼)
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Leading edge flaps extended:
• Increase the wing`s stalling AOA • Increase the wing level pitch attitude
失速产生的根本原因是飞机的 迎角超过临界迎角。
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失速 (STALL)
The angle at which stall occurs is called the critical angle of attack.
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。
大一飞行理论知识点归纳
大一飞行理论知识点归纳飞行理论是航空学中的基础学科，涵盖了飞机的原理、飞行规律、气象学、导航等内容。
作为大一航空专业的学生，对飞行理论的学习至关重要。
本文将对大一飞行理论课程中的重要知识点进行归纳总结，帮助大家更好地理解和掌握这些内容。
1. 飞行器结构和原理1.1 飞行器的构造：机翼、机身、机尾和控制面的作用及结构特点。
1.2 飞行器的原理：升力产生原理、气动力学基本方程、稳定性和操纵性原理。
2. 基本飞行力学2.1 坐标系：惯性坐标系、地理坐标系和飞行坐标系，以及各种坐标系在飞行中的应用。
2.2 动力学原理：牛顿运动定律在飞行中的应用，包括力的合成和分解等。
2.3 运动学原理：平直飞行、曲线飞行、爬升和下降等运动状态的分析。
3. 气流和气象学3.1 大气层结和气温变化规律：对飞行性能和气象条件的影响。
3.2 大气动力学：气压、密度、温度和湿度等与飞行相关的气象要素。
3.3 气象现象：云、降水、雷暴、大风等对飞行安全的影响和应对措施。
4. 飞行器系统和仪表4.1 飞行仪表：基础仪表、导航仪表和辅助仪表的功能和使用方法。
4.2 飞行器系统：动力系统、控制系统、导航系统和通讯系统的组成和工作原理。
4.3 自动飞行控制系统：自动驾驶仪、飞行管理计算机和飞行导航系统等自动化设备。
5. 飞行器性能和运行规范5.1 飞行性能参数：空速、地速、爬升率、滑跑距离等与飞行性能相关的参数。
5.2 稳定性和操纵性：飞行器在不同条件下的稳定性和操纵性特点。
5.3 运行规范：民航规章、航空法规和飞行操作手册等对飞行员行为的规范。
以上只是大一飞行理论课程中的一部分知识点，通过对这些知识的学习和理解，可以为进一步深入研究航空领域打下稳固的基础。
在学习中要注重理论与实践的结合，通过模拟飞行和实际飞行的训练，加深对飞行理论的理解，并掌握操作飞行器的技能。
需要指出的是，飞行理论是一个庞大而复杂的学科，涉及的内容非常广泛。
因此，在大一阶段，我们只能对相关知识点进行初步了解和学习，以便更好地应用于飞行实践中。
飞行原理简介 91页PPT文档
此相等，飞机不绕 纵轴滚转。飞机的滚转力矩主要有：左、右机翼的升力对重心形成的力矩
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第三节、飞机的安定性
飞机的安定性就是在飞行中，当飞机受微 小扰动（如气流波动）而偏离原来状态， 并在
翼的作用、产生一个对飞机重心的安定力 2019/矩8/25 使机头左、右偏转来消除飞机侧滑的。
3、飞机的横侧安定性： 是指在飞行中，飞机受到扰动以致横侧平衡状态
遭到破坏，而在扰动消失后，收音机又 趋向于恢复原来的横侧平衡状态。飞机的横侧安
定性主要靠机翼上的反角、后掠角和垂直尾 翼的作用产生的。 飞机的方向安定性和横侧安定性之间有着密切的
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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
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3．空气密度的影响 空气密度越大，升力和阻力越大。升力、阻力的大小与空
气密度成正比。根据动压公式(g=1/2ρv,2)，空气密度增大后 ，气流流过机翼时的动压变化大。所以机翼上下的压力差和 机翼前后的压力差变化也大4．机真的影响 (1)面积：升力和阻力与面积成正比。 (2)平面形状：机翼产生升力后出现涡流，使上翼面压强增 加，下翼面压强减小，机翼升力受到损失，并产生诱导阻力 。当机翼平面形状接近椭圆形时，升力损失最小，诱导阻力 也较小，平面形状为矩形的机翼升力损失较大，诱导阻力也 较大。而梯形机翼居 两者之间，因此椭圆形机翼空气动力性 能最好。 (3)展弦比：展弦比越大涡流影响所占的比例越小，升力损 失和诱导阻力也越小。
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典型的鸟翼剖面，多用在早期的飞机上 低速飞机的翼型比较厚，上拱下略平，气动力特性好，升力大 高速飞机的翼型比较薄，翼型比较平坦，最厚处比较靠后
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 超临界翼型特点： 头部丰满， 上翼面平坦， 后部向下弯曲， 下翼面是里凹的反曲面。 超临界翼型优点： 加速，更好地产生升力。 推迟激波的出现。 防止气流的分离。 增大升力。
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1.6 升力 1.6.1 升力的产生原理 1.6.2 翼型的压力分布 1.6.3 机翼的压力分布 1.6.4 低速、亚音速时的升力特性
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升力垂直于飞行速度方向，它将飞机支托在空中，克服飞机受到的重力 影响，使其自由翱翔。
升力
Lift
拉力
阻力
Pull
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第一章 亚音速空气动力学 • 1.1 物理基础 • 1.2飞行大气环境与标准大气 • 1.3空气流动的描述与基本定理 • 1.4 翼型和机翼形状及参数 • 1.5 气动力的合力、力矩及其系数 • 1.6 升力 • 1.7 阻力 • 1.8 升阻比及极曲线 • 1.9 增升装置 • 1.10 失速 • 1.11 特殊情况
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1.4 翼型和机翼形状及参数 1.4.2 机翼的平面形状及参数 1.常用的机翼平面形状
椭圆形
梯形
后掠翼
矩形
三角翼
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矩形机翼
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梯形机翼
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椭圆形机翼
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三角翼
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Sweepback / Forward-swept wing
前掠翼
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.2 机翼的平面形状及参数 2. 机翼平面形状参数
后掠角——用∧表示
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1.4.2 气动力的合力、力矩及其系数
一、坐标系
(1) 机体座标系
横轴（俯仰轴）
纵轴（滚转轴）
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立轴（偏航轴）
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1.4.2 气动力的合力、力矩及其系数
一、坐标系 (2)气流座标系（速度坐标系或风轴系） 用于分析飞机的受力情况 坐标原点与飞机重心重合； 纵轴（OX）与气流的速度矢量方向一致； 立轴（OY）在对称面内，垂直于气流纵 轴，指向上方为正； 横轴（OZ）过原点垂直于OXY平面，指向 左翼方向为正。 Z X
机翼安装角（Angle of Incidence）：翼弦与机身轴线之间的夹角。
AOI?= AOA 安装角一般很小，因 此性能计算时可认为 迎角即是来流方向与 机身纵轴线的夹角。
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数
注意迎角与以下几个角度的区别： 航迹倾角（γ）：速度矢量与水平面之间的夹角。 （爬升角、下滑角） 俯仰角（θ）：机身纵轴与水平面之间的夹角。
1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.2 机翼的平面形状及参数 2. 机翼平面形状参数 气动平均弦长（ Mean aerodynamic chord ） Ø 一个假想的矩形机翼的弦长，这个假想机翼的面积、空气动力以及 俯仰力矩特性都与原机翼相同。 Ø MAC ，用CA表示 Ø 对于直边机翼，MAC可用作图法确定 Ø 飞机的重心允许范围一般以MAC的 百分数给出
迎角
正的迎角
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数 迎角
迎角探测装置
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探头
总温探头
迎角传感器
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总压孔
静压孔
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数
The angle at which the wing is fixed to the fuselage, relative to the aircraft longitudinal axis.
上反角 Dihedral
下反角 Anhedral
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.2 机翼的平面形状及参数 2. 机翼平面形状参数
几何平均弦长（Mean geometric chord） Ø与所给机翼的面积、翼展相同的矩形机翼的弦长 Ø是翼长在翼展区间上的平均值，也叫标准平均弦 SMC（Standard Mean Chord），用B或C表示。
翼型中弧线 上弧线 前缘 弦长c 翼弦
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后缘
下弧线ห้องสมุดไป่ตู้
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型
MAXIMUM THICKNESS UPPER SURFACE MAXIMUM CAMBER CHORD LINE MEAN CAMBER LINE
LEADING EDGE
Drag
重力
Weight
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第一章 亚音速空气动力学 • 1.1 物理基础 • 1.2飞行大气环境与标准大气 • 1.3空气流动的描述与基本定理 • 1.4 翼型和机翼形状及参数 • 1.5 气动力的合力、力矩及其系数 • 1.6 升力 • 1.7 阻力 • 1.8 升阻比及极曲线 • 1.9 增升装置 • 1.10 失速 • 1.11 特殊情况
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1.4 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 翼型及参数 1.4.2 机翼形状及参数
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1.4翼型和机翼形状及参数 1.4.1机翼翼型
翼型：机翼的流向剖面形状
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数： Ø 后缘——翼型上下表面在后部的交点称后缘。 Ø 前缘——以后缘为圆心画圆弧和翼型头部相切，切点就是前缘。 Ø 翼弦——前、后缘的连线称为翼弦，其长度叫弦长，用c或b表示。 Ø 中线——翼型各内切圆圆心的连线叫中线或中弧线。
MAC
MAC TEMAC (100% MAC)
LEMAC (0% MAC) CG
27% MAC
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第一章 亚音速空气动力学 • 1.1 物理基础 • 1.2飞行大气环境与标准大气 • 1.3空气流动的描述与基本定理 • 1.4 翼型和机翼形状及参数 • 1.5 气动力的合力、力矩及其系数 • 1.6 升力 • 1.7 阻力 • 1.8 升阻比及极曲线 • 1.9 增升装置 • 1.10 失速 • 1.11 特殊情况
LOWER SURFACE
TRAILING EDGE
CHORD
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数
焦点：翼弦上距前缘1/4弦长的点，通常用F表示
焦点F
c=
c b
b/4
b
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数 迎角（Angle of Attack- AOA） ：相对气流方向（无穷远处来流方向）与翼弦之间的 夹角。 用α表示。
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 1翼型参数
P
A
P P
A
A
ANGLE OF ATTACK
Same angle of attack, but different pitch angles
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.1 机翼翼型 2常见翼型的几何形状
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Y
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1.4.2 气动力的合力、力矩及其系数 二、空气动力 空气动力：飞机和空气有相对运动时空气给飞机的作用力
把这些气动力等效平移到重心，然后矢量求和 得到气动力合力R和气动力合力矩M
R
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1.4.2 气动力的合力、力矩及其系数 二、空气动力
1. 气动力合力R——沿气流坐标系分解 Ø 升力 • 是指与飞机速度方向垂直的力 • 不一定在铅垂面内 • 通常用L或Y表示，与气流坐标系的Y轴重合 • 主要由机翼产生 Ø 阻力 • 是与飞行速度相反的力 • 用D或X表示，与气流坐标系的X轴重合 L Ø 侧向力 • 与气流坐标系的Z轴重合
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1.4.1 翼型和机翼形状及参数 1.4.2 机翼的平面形状及参数 2. 机翼平面形状参数
λ = 7.2
λ = 25
展弦比越大，则机翼越细长。 国际飞行学院
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民航客机展弦比约30—40 战斗机展弦比约3.5—4.5
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1/4弦线
翼根弦长
后掠角 翼弦 翼展