航论-第二章 第2节 飞机的飞行原理
2 第二章第二节 飞机的基本结构
前缘
翼尖
后缘
第二节 飞机的机体结构
2.机翼的分类
根据机翼在机身上安装的部位和形式， 飞机可以分为: 上单翼飞机（安装在机身上部） 中单翼飞机（安装在机身中部） 下单翼飞机（安装在机身下方） 目前的民航运输机大部分为下单翼飞机
第二节 飞机的机体结构
第二节 飞机的机体结构
上单翼布局——干扰阻力小，有很好的向下 视野，机身离地面近，便于货物的装运，发 动机可以安装得离地面较高，免受地面飞起 的沙石损害，因而大部分军事运输机和使用 螺旋桨动力装置的运输飞机都采用这种布局； 中单翼布局——气动外形是最好的，但因为大 型飞机的翼梁要从机身内穿过，使客舱容积受 到严重影响，因而在民航飞机中不采用这种布 局形式； 下单翼布局——民航运输机大部分为下单翼飞 机，机翼离地面近，起落架可以做得短些，两 个主起落架距离较宽，增加了降落的稳定性， 起落架很容易在翼下的起落架舱收放，从而减 轻重量。此外发动机和机翼离地面较近，做维 修工作方便。
第二节 飞机的机体结构
多支柱起落架
第二节 飞机的机体结构
B747的多支柱式起落架
第二节 飞机的机体结构
3.起落架的结构形式 （1）构架式起落架
在一些轻型低速飞机和直升机上采用较多。
构架式起落架结构示意
减 震 支 柱 撑杆
第二节 飞机的机体结构
3.起落架的结构形式 （2）支柱套筒式起落架
这种型式往往用作前三点式飞机的主起落架。
第二节 飞机的机体结构
5
4 3 2 1
机翼前缘有五块缝翼
第二节 飞机的机体结构
第二节 飞机的机体结构 固定式缝翼
第二节 飞机的机体结构 自动缝翼
第二节 飞机的机体结构
第二节 飞机的机体结构 (4)扰流板
飞机运行原理
飞机运行原理飞机是一种能够在大气层内飞行的航空器，其运行原理涉及到多个物理学和工程学原理。
飞机的飞行主要依靠空气动力学原理，而其动力来源则是来自发动机的推力。
下面将详细介绍飞机运行的原理。
首先，飞机的起飞是通过动力推力来完成的。
飞机发动机产生的推力通过推进空气来推动飞机向前运动，同时产生升力。
升力是飞机在飞行过程中产生的一个垂直向上的力，其大小取决于飞机的形状、机翼的设计和飞行速度。
当飞机的升力大于重力时，飞机就可以离开地面并开始飞行。
其次，飞机在飞行过程中需要克服空气阻力。
空气阻力是飞机在飞行过程中受到的阻碍飞行的力，其大小取决于飞机的速度和空气的密度。
飞机需要通过发动机产生的推力来克服空气阻力，以保持稳定的飞行状态。
另外，飞机的机翼设计也是飞机运行原理中的重要部分。
飞机的机翼是通过空气动力学原理产生升力的关键部分。
飞机的机翼通常采用对称翼型，通过机翼上下表面的气流差异来产生升力。
此外，飞机的机翼还可以通过襟翼和襟翼来调整飞机的升力和阻力，以实现起飞、飞行和降落等不同阶段的飞行要求。
最后，飞机的稳定性和操纵性也是飞机运行原理中需要考虑的重要因素。
飞机的稳定性是指飞机在飞行过程中保持稳定的能力，而操纵性则是指飞机在飞行过程中对操纵杆、襟翼等控制装置的灵敏度和反应速度。
飞机的稳定性和操纵性需要通过飞机的设计和飞行控制系统来保证，以确保飞机在飞行过程中能够稳定、安全地运行。
综上所述，飞机的运行原理涉及到多个物理学和工程学原理，包括空气动力学、发动机推力、升力和阻力、机翼设计以及飞机的稳定性和操纵性等方面。
这些原理共同作用，使得飞机能够在大气层内进行稳定、安全的飞行。
飞机飞行原理
飞机飞行原理飞机飞行原理飞机是一种运用动力推进系统起飞、维持平衡及控制在空中飞行的航空器。
飞机的飞行特性和动力系统有许多既复杂又有趣的原理，它们都是航空发展及飞行安全的基石。
下面将介绍飞机飞行原理中核心部分--力学原理，以帮助人们熟悉飞机运行及控制的基本原理。
力学原理主要分为四个部分，它们分别是推进力，空气动力学，机械平衡，及控制原理。
推进力是指飞机主要的爬升动力，它是由推进系统提供的工作流体的动能来推动飞机的主机及机翼。
这些推力系统可以是发动机、空气推进装置，或轮胎等。
其中最常用的是汽油机发动机，它们可以提供足够的动能，来把飞机穿越至另一端的飞行途中。
空气动力学，也被叫做飞行动力学，指的是飞机在空气中的运动学。
它是以空气密度和流速为基础，来控制飞机以实现理想的飞行速度及轨迹。
由于空气密度和流速不断变化，所以只要照顾到机动性要求，就能确保飞机和机翼保持飞行稳定。
机械平衡是指飞机的整体稳定性，这个稳定性也叫作“飞行安全性”。
机械平衡是采用不同机械装置，以确保飞机始终以空速保持稳定状态，不管在任何环境中，机翼总是能够形成稳定的气流流动。
最后是控制原理，它指的是飞行控制系统，这是控制飞行的主要方法。
飞行控制技术可以将飞机在空中的运动转化为安全的飞行轨迹，飞行人员可以操纵飞行控制装置，提高理想的飞行性能，和安全的飞行。
以上就是飞机飞行原理的基本介绍，由于技术发展，它们已经不断完善和变得更加可靠，飞机飞行过程中的安全性也提高了不少，更加符合及达到高标准的要求。
当人们了解飞行运行和控制的核心原理及细节，就能很好地管理和操纵飞行器，依靠它们来安全、顺利地完成自己的飞行任务。
航空概论2-10 飞机的飞行原理
p
1
+
1 ρ v 2
2 1
+ ρ gh
1
= p
2
+
1 ρ v 2
2 2
+ ρ gh
2
又a1和a2是在流体中任取的，所以上式可 a1和a2是在流体中任取的， 是在流体中任取的 表述为 1
P + 2 ρ v
2
+ ρ
gh
= 常量
上述两式就是伯努利方程。 上述两式就是伯努利方程。 当流体水平流动时，或者高度的影响不显 当流体水平流动时， 著时， 著时，伯努利方程可表达为
飞机的飞行原理
主要内容
★ 气流特性
1.相对运动原理 1.相对运动原理 2.连续性定理 2.连续性定理 3.伯努利定理 3.伯努利定理
第二章飞机的飞行原理
第一节 气流特性 一.相对运动原理 相对运动原理： 相对运动原理：作用在飞机上的空气 动力不会因观察者的角度发生变化而变化。 动力不会因观察者的角度发生变化而变化。 飞机以速度v∞作水平直线飞行时， v∞作水平直线飞行时 飞机以速度v∞作水平直线飞行时，作 用在飞机上的空气动力大小与远前方空气 以速度v∞ 以速度v∞ 流向静止不动的飞机时所产生 的空气动力应完全相等。 的空气动力应完全相等。
①理想流体是不可压缩的 ②理想流体是没有粘滞性的 理想流体在流动时， ③理想流体在流动时，各层之间没有相互作 用的切向力， 用的切向力，即没有内摩擦 不可压缩的，没有粘滞性的流体，称为理想流体。 不可压缩的，没有粘滞性的流体，称为理想流体。 2、定常流动 (1)定常流动 (1)定常流动 流体质点经过空间各点的流速虽然可以不 但如果空间每一点的流速不随时间而改变， 同，但如果空间每一点的流速不随时间而改变， 这样的流动就叫定常流动。 这样的流动就叫定常流动。 举例：自来水管中的水流， 举例：自来水管中的水流，石油管道中石油的 流动，都可以看作定常流动。 流动，都可以看作定常流动。
飞行原理 ppt课件
0 V1 V2 VMP
VI
V1 V2
45
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
39
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
32
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
33
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
41
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
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。
民航概论飞行基本原理
阻力相关资料
阻力名称
摩擦阻力 诱导阻力 干扰阻力 激波阻力 其他阻力
典型飞机阻力构成
亚音速运 超音速战 单旋翼直
输机
斗机
升机
45%
23%
25%
40%
29%
25%
7%
6%
40%
3%
35%
5%
5%
7%
5%
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机升力的产生
2、伯努力定理的应用—高速飞行的问题 1969年美国国家航空航天局（NASA）兰利研究中心的理查 德.惠特科姆运用理论方法设计出超临界翼型，特点是前缘 钝圆，上表面平坦，下表面在后缘处有反凹，且后缘较薄并 向下弯曲。与普通翼型相比可提高临界马赫数0.06-0.1。
在飞机表面形成较大的速度梯度，从而产生的阻力。
99%v
Boundary lay er
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机升力的产生
2、伯努力定理的应用—飞机上作用的力
压差阻力--空气绕流飞机时 前后形成的压力 差的阻力，它也 是由于粘性造成 的。如果没有粘 性，压力分布不 会造成这种阻力。
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机升力的产生
拉杆
升降舵上偏 附加向下升力
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机的飞行控制 3、飞机的操纵性—方向操纵性
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机的飞行控制 3、飞机的操纵性—横侧操纵性
1、飞机的平衡——俯仰平衡 绕 横 轴 （
OZ
轴
）
的
转
动
称
为
俯
获得俯仰平衡的条件 M Z 0
仰
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机的飞行控制
1、飞机的平衡——方向平衡
第二章 航空飞行器基本飞行原理 第一节 飞行环境概述
——低速流动， ——亚音速流动， ——跨音速流动， ——超音速流动； ——高超音速流动。
流场
流体所占据的空间称为流场。 大气层就是一个很大的流场。
流体的流动参数（或运动参数）：
用以表征流体特性的物理量如速度、温度、压强、密度等。
定常流动与非定常流动
流场中任一点的任一个流动参数（如速度、压强、密度等）随时间而变化的流动 称为非定常流动。 流场中任一固定点的所有流动参数都不随时间而变化的流动称为定常流动。 有些非定常流动可以通过适当选择参考坐标系而变为定常流动， 因而不能看成是 真正的非定常流动。以飞机在静止空气中等速平飞的情况为例，在固连于地面的参考 坐标系中，空气的流动是非定常流动；在固连于飞机的参考坐标系中，空气的流动是 定常的。只有在飞机速度随时间而变化的情况下，对飞机的绕流才是真正的非定常流 动。 严格来讲，定常运动是不存在的。如果运动参数随时间变化十分缓慢，则至少在 一段时间内可近似认为运动参数不变--“准定常运动” 。
椭球体；自转；公转。 垂直方向上特性变化显著
以大气中温度随高度的分布为主要依据分层： 1. 对流层 空气的对流运动很明显， 全部大气约 3/4 质量，几乎全部的水汽， 天气变化最复杂，对飞行影响最重要。 各种天气现象几乎都出现在这一层中，如雷暴、浓雾、低云幕、雨、雪、大气湍 流、风切变等。 2. 平流层 气流比较平稳，垂直运动远比对流层弱，能见度较佳 平流层的下部——同温层 3. 中间层 从平流层顶（大约 50～55km）伸展到 80km 高度。 特点：气温随高度增加而下降，空气有相当强烈的垂直运动。 在这一层的顶部气温可低至 160～190K。 4. 热层 从中间层顶伸展到约 800km 高度。 空气密度很小，声波也难以传播。 气温随高度增加而上升。 另一个重要特征是空气处于高度电离状态。
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第二章民用航空器
第二节飞机的飞行原理
（一）课前复习
1.轻于空气的航空器有哪些？
2.按照用途不同，民用飞机可以分为？
（二）新课教学
一、大气层
1.大气层的结构
（1）对流程：
位置：从海平面到对流层顶平均11千米，赤道17千米左右，极地8千米左右
特点：空气有水平流动和竖直流动，有雨、云、雪、雹
（2）平流层：
位置：距海平面11千米以上，55千米以下
特点：流动只有水平方向，无云、雨、雪、冰雹
（3）中间层（了解）
（4）电离层（了解）
（5）散逸层（了解）
民用飞机的飞行范围：
航空器一般在对流层和平流层下部飞行。
对无座舱增压的飞机和小型喷气式飞机一般在6000米以下的对流层飞行；
对于大型和高速喷气式飞机装有增压装置，一般在7000米到13000米的对流层和平流层中飞行。
2.大气的物理性质
物理性质包括：大气温度、大气密度、大气压力、音速。
（1）大气温度
①定义：大气层内空气的温度，表示空气分子做热运动的剧烈程度。
②温度与高度的关系
对流层：高度升高，温度线性下降，每升高1000米，温度下降 6.5℃。
平流层（同温层）：平流层底部，温度不随高度变化，约为-56℃。
（2）大气密度
①定义：单位体积内大气的质量。
②大气密度与高度的关系：高度越高，大气密度越小，空气越稀薄。
（3）大气压力
①定义：指空气在单位面积上产生的压力。
②来源：
A. 单位面积上方直到大气层顶部空气柱的重量。
B. 空气分子做无规则热运动产生的撞击力。
③大气压力与高度的关系：高度越高，大气压力 越小 。
（4）音速
①定义：声音在空气中的传播速度。
②音速与高度的关系：高度越高，大气温度降低，音速降低。
（了解）
3.标准大气压
（1）国际标准大气压：大气被看做理想气体，以 海平面 高度为零，海平面上大气的温度为15℃，大气压为10×105pa ，密度为1.225kg/m 3，音速为340m/s 。
（2）作用：为了使飞行器的设计制造、性能比较有一个统一的标准。
二、气体流动的基本规律
1.气体流动的状态参数
包括：速度 、 压力 、 密度 、 温度 。
2.流动空间对速度的影响
（1）连续性原理
同一时间，流进流管和流出流管的空气质量是相等的，即：ρ1v 1A 1 = ρ2v 2A 2
（2）低速气流的连续方程
低速气流特点：密度ρ不变
方程：v ·A=常数
意义：横截面越小，气流流速越大；横截面积越大，气流流速越小（可举河流与河道）。
3.流动空间对压力的影响
（1）影响：
横截面积大的地方，气体流速小，压力大；
横截面积小的地方，气体流速大，压力小。
（2）伯努利方程：流体力学之父“伯努利”
0221P v P =+ρ，其中P 为静压，22
1v ρ为动压，P 0为全压 （3）伯努利定理
内容：流体在稳定连续流动中，流场各处全压不变，如果某点的流速越大（动压大），则该点的静压就会越小。
适应条件：气流是连续、稳定的，即流动是定常的；流动的空气与外界没有能量交换，即空气是绝热的。
空气没有粘性，即空气为理想流体。
三、飞机升力的产生
1.升力产生的部件：机翼
2.升力的产生
前方来流被机翼分为了两部分：一部分从上表面流过，一部分从下表面流过；由连续性定理析可知，流过机翼上表面的气流，比流过下表面的气流的速度更快；上下表面出现的压力差，在垂直于（远前方）相对 气流方向的分量，就是升力。
3.仰角：翼弦和相对气流方向的夹角。
①当α<α临界，升力系数随迎角增大而增大。
②当α=α临界，升力系数为最大。
③当α>α临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。
四、飞行中飞机的受力
1.阻力的分类
（1）摩擦阻力
①产生原因：飞机表面不光滑，气流经过飞机表面发生摩擦。
②减小措施：提高制造工艺，使表面尽量光滑，表明不产生变形。
（2）压差阻力
①产生原因：处于流动空气中的物体的前后的压力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。
气流流过机翼后，在机翼的后缘部分产生附面层分离形成涡流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样机翼前后缘就产生了压力差，从而使机翼产生压差阻力
（3）诱导阻力（了解）
①产生原因：由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。
五、飞机的中心与平衡
1.重心和压力中心
（1）重心：飞机重力的作用点叫做飞机的重心。
飞机重心主要指飞机各部件、装载重力之和。
压差阻力
诱导阻力
（2）压力中心：机翼的升力作用点。
2.俯仰稳定的实现
措施：由水平尾翼产生的俯仰稳定力矩实现。
六、飞机的基本操纵方法
1.机体轴系
（1）纵轴：过重心，在飞机对称面内，与机身对称轴平行的轴线（x 轴）。
（2）横轴：过重心，垂直于飞机对称面的轴线（z 轴）。
（3）立轴：过重心，在飞机对称面内，与纵轴垂直的轴线（y 轴）。
2.飞机的三种运动
（1）滚转：绕机体纵轴的转动。
（2）偏转：绕机体立轴的转动。
（3）俯仰转动：绕机体横轴的转动。
3.飞机的主要操纵舵面：升降舵、方向舵、副翼
（1）俯仰转动与升降舵操作<驾驶杆>
①拉杆 => 升降舵上偏 => 尾翼上方气流受阻 => 上方流速减小，压力增大 => 产生向下的空气动力 => 对飞机重心构成上仰力矩 => 机头上仰
②推杆 => 升降舵下偏 => 尾翼下方气流受阻 => 下方流速减小，压力增大 => 产生向上的空气动力 => 对飞机重心构成下俯力矩 => 机头下俯
（2）方向偏转与方向舵操作
平尾:负升力
①左脚向前蹬脚蹬=> 方向舵左偏=> 左侧气流受阻=> 左侧流速减小，压力增大=> 产生向右的空气动力=> 对飞机重心构成向左偏转的力矩=> 机头左偏
②右脚向前蹬脚蹬=> 方向舵右偏=> 右侧气流受阻=> 右侧流速减小，压力增大=> 产生向左的空气动力=> 对飞机重心构成向右偏转的力矩=> 机头右偏
（3）横侧滚转与副翼操作
①向左拉杆=> 左侧副翼上偏，右侧副翼下偏=> 左侧上方气流受阻，右侧副翼下方气流受阻=> 左侧上表面空气流速减小，压力增大，产生向下的空气动力；右侧下表面空气流速减小，压力增大，产生向上的空气动力=> 两侧产生相反力矩=> 飞机向左滚转。