飛行器環(huán)境氣流特性

1、 第二章第二章 飛機(jī)的飛行原理飛機(jī)的飛行原理2.1飛行器的飛行環(huán)境飛行器的飛行環(huán)境2.1.1 大氣層大氣層 若以氣溫變化為基準(zhǔn)，則可將大氣分為對流層、若以氣溫變化為基準(zhǔn)，則可將大氣分為對流層、平流層、中間層、電離層、和散逸層等五層。平流層、中間層、電離層、和散逸層等五層。1 1、對流層、對流層特點(diǎn)：特點(diǎn)：、t t、a a隨隨hh而而 風(fēng)向、風(fēng)速經(jīng)常變化風(fēng)向、風(fēng)速經(jīng)常變化 空氣上下對流激烈（空氣上下對流激烈（ 有云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象有云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象2 2、平流層（、平流層（特點(diǎn)：特點(diǎn)： 空氣中沒有水蒸氣空氣中沒有水蒸氣 風(fēng)向穩(wěn)定，空氣水平流動(dòng)風(fēng)向穩(wěn)定，空氣水平流動(dòng)( (無垂直流動(dòng)）

2、無垂直流動(dòng)） 3、中間層中間層（特點(diǎn)：特點(diǎn)： 氣溫隨高度增加先升高后降低氣溫隨高度增加先升高后降低 空氣在垂直方向有強(qiáng)烈對流空氣在垂直方向有強(qiáng)烈對流4 4、電離層（、電離層（特點(diǎn)：特點(diǎn)： 氣溫隨高度升高迅速上升氣溫隨高度升高迅速上升 空氣能吸收、反射、折射無線電波空氣能吸收、反射、折射無線電波5 5、散逸層、散逸層特點(diǎn)：特點(diǎn)： 地球大氣層的最外一層；地球大氣層的最外一層； 受地球引力小，大氣分子不斷向星際受地球引力小，大氣分子不斷向星際 空間逃逸?？臻g逃逸。5、散逸層（、散逸層（現(xiàn)代民用客機(jī)多在海拔現(xiàn)代民用客機(jī)多在海拔11km11km左右飛行。左右飛行。影響飛行的因素：影響飛行的因素： 氣溫氣

3、溫 氣流氣流 氣象氣象2.1.2 大氣的物理特性與標(biāo)準(zhǔn)大氣大氣的物理特性與標(biāo)準(zhǔn)大氣一、大氣的物理特性一、大氣的物理特性 1.連續(xù)性：連續(xù)性：在在40以下，隨以下，隨h- -氣體分子氣體分子 距距，盡管如此，它與飛機(jī)的外形尺寸，盡管如此，它與飛機(jī)的外形尺寸 相比可忽略不計(jì)故我們把氣體看成是相比可忽略不計(jì)故我們把氣體看成是連連 續(xù)的介質(zhì)這就是連續(xù)性假設(shè)。續(xù)的介質(zhì)這就是連續(xù)性假設(shè)。 2.壓壓 強(qiáng)：強(qiáng)：物體單位面積上所受氣體的壓力。物體單位面積上所受氣體的壓力。 單位：公斤單位：公斤 / 平方厘米平方厘米3.黏性：黏性：黏性實(shí)驗(yàn)黏性實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié) 論：論：1.流動(dòng)空氣的分子間具有內(nèi)摩擦力，即黏力黏力。 2.

4、氣流流過物體，在物體表面其速度會(huì)降為零，然后隨著與物體距離的增加，速度增大，直到與原來速度相同。 緊貼物體表面的這層氣流稱為緊貼物體表面的這層氣流稱為附面層。附面層。 4.可壓縮性：可壓縮性： 定義：氣體受壓其密度和體積改變的特性稱為定義：氣體受壓其密度和體積改變的特性稱為 氣體的可壓縮性。氣體的可壓縮性。 當(dāng)?shù)退亠w行（當(dāng)?shù)退亠w行（m0.4）時(shí)，因密度變化很小，）時(shí)，因密度變化很小， 可忽略其壓縮性?？珊雎云鋲嚎s性。 當(dāng)高速飛行（當(dāng)高速飛行（m0.4）時(shí)，因密度變化很大，）時(shí)，因密度變化很大， 不可忽略其壓縮性。不可忽略其壓縮性。二、標(biāo)準(zhǔn)大氣：（見表二、標(biāo)準(zhǔn)大氣：（見表21） 所謂國際標(biāo)準(zhǔn)大氣

5、，簡稱所謂國際標(biāo)準(zhǔn)大氣，簡稱isa，就是人為地規(guī)，就是人為地規(guī)定一個(gè)不變的大氣環(huán)境，作為計(jì)算和試驗(yàn)飛機(jī)的統(tǒng)定一個(gè)不變的大氣環(huán)境，作為計(jì)算和試驗(yàn)飛機(jī)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。一標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)大氣指定的依據(jù)：國際標(biāo)準(zhǔn)大氣指定的依據(jù)： 國際民航組織以北半球中緯度地區(qū)大氣物理性國際民航組織以北半球中緯度地區(qū)大氣物理性質(zhì)的平均值修正建立的。質(zhì)的平均值修正建立的。l國際標(biāo)準(zhǔn)大氣規(guī)定：國際標(biāo)準(zhǔn)大氣規(guī)定：l1、海平面高度：、海平面高度： h=0l2、海平面氣溫：、海平面氣溫： t=（273+15）kl3、海平面氣壓：、海平面氣壓： p=101325pal4、海平面密度：、海平面密度： =1.2250/m3l5、音、音 速：

6、速： a=341m/sl6、對流層高度為、對流層高度為11km或或36089ftl7、對流層內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度遞減率：每增加、對流層內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度遞減率：每增加1km溫度遞減溫度遞減l 6.5，或每增加，或每增加1000ft溫度遞減溫度遞減2l8、從、從1120km之間的平流層氣溫為常溫：之間的平流層氣溫為常溫：-56.52.2 氣流特性氣流特性2.2.1 相對運(yùn)動(dòng)原理相對運(yùn)動(dòng)原理l相對運(yùn)動(dòng)原理相對運(yùn)動(dòng)原理l 作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力取決于飛機(jī)作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力取決于飛機(jī)和空氣之間的相對運(yùn)動(dòng)情況，而與觀察、研究和空氣之間的相對運(yùn)動(dòng)情況，而與觀察、研究時(shí)所選用的參考坐標(biāo)無關(guān)。時(shí)所選用的參考坐標(biāo)無關(guān)。2.2

7、.2 穩(wěn)定氣流穩(wěn)定氣流1.氣流特性：氣流特性：空氣在流動(dòng)中各點(diǎn)的v等參 數(shù)的變化規(guī)律。 2.穩(wěn)定氣流：穩(wěn)定氣流：空氣在流動(dòng)中各點(diǎn)的v等參 數(shù)不隨時(shí)間變化而變化。3.不穩(wěn)定氣流：不穩(wěn)定氣流：空氣在流動(dòng)中各點(diǎn)的v 等參數(shù)隨時(shí)間變化而變。4.流流 線：線：穩(wěn)定氣流中，空氣微團(tuán)流動(dòng)的路線5.流流 管：管：穩(wěn)定氣流中，相鄰兩條流線組成的圖形流管流管氣流流過汽車的情形氣流流過汽車的情形6.流線譜：流線譜：若干流線形成的圖形。若干流線形成的圖形。圖圖2.4 圓柱體圓柱體的流線譜的流線譜圖圖2.3 翼剖面的翼剖面的流線譜流線譜2.2.3 連續(xù)性定理連續(xù)性定理(continuous) 當(dāng)流體穩(wěn)定的流過一條粗細(xì)不

8、等的管當(dāng)流體穩(wěn)定的流過一條粗細(xì)不等的管道時(shí)，管道細(xì)的地方流速快，管道粗的地道時(shí)，管道細(xì)的地方流速快，管道粗的地 方流速慢。方流速慢。圖圖2.7 氣流在不同管徑中流速的變化氣流在不同管徑中流速的變化a1a2v1v2截面截面截面截面122.2.4 伯努利定理伯努利定理流體在流動(dòng)時(shí)，流體在流動(dòng)時(shí)， 流速快的地方壓力小，流速快的地方壓力小， 流速慢的地方壓力大。流速慢的地方壓力大。丹尼爾伯努力丹尼爾伯努力（1700-1782）瑞士科學(xué)家）瑞士科學(xué)家2.1、2.2 作業(yè)1.大氣層共分為哪五層？其個(gè)層的特點(diǎn)如何？大氣層共分為哪五層？其個(gè)層的特點(diǎn)如何？2.現(xiàn)代民用客機(jī)多在什么高度飛行？現(xiàn)代民用客機(jī)多在什么高度飛行？3.區(qū)分