飛機原理知識

1、1. 升力是如何產(chǎn)生的從物理學(xué)根據(jù)柏利定理知道，空氣的流速大，壓力就小我們應(yīng)用這一定理來解釋升力的產(chǎn)生最簡單的試驗是雙手拿一張輕薄的紙靠近下唇邊，此時紙向下垂用嘴大力吹氣，紙張即向上飄起為什幺呢？原因是紙上方的空氣被吹動，故而流速變大，壓力變小而下方的空氣不動，壓力比上方大，故而能把紙?zhí)饋磉@就是升力也可以用兩張紙做類似的試驗將兩張薄紙按一定的距離平行放置，對著兩張紙中間猛吹一口氣，你會發(fā)現(xiàn)兩張紙會靠近，這也是因為兩張紙之間的空氣流動速度加快，使其內(nèi)部的壓力變小，外界的大氣壓力將紙向內(nèi)壓的緣故。談到這里，我們可以下個結(jié)論，那便是升力是由壓力差產(chǎn)生的。那幺機翼又是如何產(chǎn)生壓力差的呢?看下面的圖，

2、當(dāng)機翼向前運動時，A點的空氣分子會經(jīng)C、D兩條路線同時到達B點，經(jīng)過C條路線的空氣分子因為所走的路程長，故它的速度一定比經(jīng)過D條路線的空氣分子的速度快。根據(jù)柏努利定理，機翼上面的空氣壓力肯定要比下面的空氣壓力小，這樣便產(chǎn)生了壓力差，也就是升力。一、  升力和阻力飛機和模型飛機之所以能飛起來，是因為機翼的升力克服了重力。機翼的升力是機翼上下空氣壓力差形成的。當(dāng)模型在空中飛行時，機翼上表面的空氣流速加快，壓強減??；機翼下表面的空氣流速減慢壓強加大(伯努利定律)。這是造成機翼上下壓力差的原因。造成機翼上下流速變化的原因有兩個：a、不對稱的翼型；b、機翼和相對氣流有迎角。翼型是機翼

3、剖面的形狀。機翼剖面多為不對稱形，如下弧平直上弧向上彎曲(平凸型)(圖1)和上下弧都向上彎曲(凹凸型)。對稱翼型則必須有一定的迎角才產(chǎn)生升力(圖2)。圖一圖二 升力的大小主要取決于四個因素：a、升力與機翼面積成正比；b、升力和飛機速度的平方成正比。同樣條件下，飛行速度越快升力越大；c、升力與翼型有關(guān)，通常不對稱翼型機翼的升力較大；d、升力與迎角有關(guān)，小迎角時升力(系數(shù))隨迎角直線增長，到一定界限后迎角增大升力反而急速減小，這個分界叫臨界迎角。機翼和水平尾翼除產(chǎn)生升力外也產(chǎn)生阻力，其它部件一般只產(chǎn)生阻力。二、  平飛水平勻速直線飛行叫平飛。平飛是最基本的飛行姿態(tài)。維

4、持平飛的條件是：升力等于重力，拉力等于阻力(圖3)。由于升力、阻力都和飛行速度有關(guān)，一架原來平飛中的模型如果增大了馬力，拉力就會大于阻力使飛行速度加快。飛行速度加快后，升力隨之增大，升力大于重力模型將逐漸爬升。為了使模型在較大馬力和飛行速度下仍保持平飛，就必須相應(yīng)減小迎角。反之，為了使模型在較小馬力和速度條件下維持平飛，就必須相應(yīng)的加大迎角。所以操縱(調(diào)整)模型到平飛狀態(tài)，實質(zhì)上是發(fā)動機馬力和飛行迎角的正確匹配。圖三圖四三、  爬升前面提到模型平飛時如加大馬力就轉(zhuǎn)為爬升的情況。爬升軌跡與水平面形成的夾角叫爬升角。一定馬力在一定爬升角條件下可能達到新的力平衡，模型進入穩(wěn)定爬升

5、狀態(tài)(速度和爬角都保持不變)。穩(wěn)定爬升的具體條件是：拉力等于阻力加重力向后的分力(F=X十Gsin)；升力等于重力的另一分力(Y=GCos)。爬升時一部分重力由拉力負(fù)擔(dān)，所以需要較大的拉力，升力的負(fù)擔(dān)反而減少了(圖4)。和平飛相似，為了保持一定爬升角條件下的穩(wěn)定爬升，也需要馬力和迎角的恰當(dāng)匹配。打破了這種匹配將不能保持穩(wěn)定爬升。例如馬力增大將引起速度增大，升力增大，使爬升角增大。如馬力太大，將使爬升角不斷增大，模型沿弧形軌跡爬升，這就是常見的拉翻現(xiàn)象(圖5)。圖5圖6四、  滑翔滑翔是沒有動力的飛行?；钑r，模型的阻力由重力的分力平衡，所以滑翔只能沿斜線向下飛行?；柢壽E與

6、水平面的夾角叫滑翔角(圖6)。穩(wěn)定滑翔(滑翔角、滑翔速度均保持不變)的條件是：阻力等于重力的向前分力(X=GSin)；升力等于重力的另一分(Y=GCos)。 滑翔角是滑翔性能的重要方面?；杞窃叫?，在同一高度的滑翔距離越遠?；杈嚯x(L)與下降高度(h)的比值叫滑翔比(k)，滑翔比等于滑翔角的余切滑翔比，等于模型升力與阻力之比(升阻比)。Ctg=1/h=k?；杷俣仁腔栊阅艿牧硪粋€重要方面。模型升力系數(shù)越大，滑翔速度越??；模型翼載荷越大，滑翔速度越大。調(diào)整某一架模型飛機時，主要用升降調(diào)整片和重心前后移動來改變機翼迎角以達到改變滑翔狀態(tài)的目的。五、力矩平衡和調(diào)整手段調(diào)整模型不但要注意

7、力的平衡，同時還要注意力矩的平衡。力矩是力的轉(zhuǎn)動作用。模型飛機在空中的轉(zhuǎn)動中心是自身的重心，所以重力對模型不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。其它的力只要不通重心，就對重心產(chǎn)生力矩。為了便于對模型轉(zhuǎn)動進行分析，把繞重心的轉(zhuǎn)動分解為繞三根假想軸的轉(zhuǎn)動，這三根軸互相垂直并交于重心(圖 7)。貫穿模型前后的叫縱軸，繞縱軸的轉(zhuǎn)動就是模型的滾轉(zhuǎn)；貫穿模型上下的叫立軸，繞立軸的轉(zhuǎn)動是模型的方向偏轉(zhuǎn)；貫穿模型左右的叫橫軸，繞橫軸的轉(zhuǎn)動是模型的俯仰。對于調(diào)整模型來說，主要涉及四種力矩；這就是機翼的升力力矩，水平尾翼的升力力矩；發(fā)動機的拉力力矩；動力系統(tǒng)的反作用力矩。機翼升力力矩與俯仰平衡有關(guān)。決定機翼升力矩的主要因素有

8、重心縱向位置、機翼安裝角、機翼面積。圖七圖八水平尾翼升力力矩也是俯仰力矩，它的大小取決于尾力臂、水平尾翼安裝角和面積。拉力線如果不通過重心就會形成俯仰力矩或方向力矩，拉力力矩的大小決定于拉力和拉力線偏離重心距離的大小。發(fā)動機反作用力矩是橫側(cè)(滾轉(zhuǎn))力矩，它的方向和螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反，它的大小與動力和螺旋槳質(zhì)量有關(guān)。俯仰力矩平衡決定機翼的迎角：增大抬頭力矩或減小低頭力矩將增大迎角；反之將減小迎角。所以俯仰力矩平衡的調(diào)整最為重要。一般用升降調(diào)整片、調(diào)整機翼或水平尾翼安裝角、改變拉力上下傾角、前后移動重心未實現(xiàn)。方向力矩平衡主要用方向調(diào)整片和拉力左右傾角來調(diào)整。橫側(cè)力矩平衡主要用副翼來調(diào)整。 利用機

9、翼飛行類飛機的特點主要是在動力推進下有一個至幾個主機翼來產(chǎn)生升力。如我們的神鷹1號、仿真飛機系列、微型飛機系列等。首先我們來對飛機的各部分作個簡單的認(rèn)識。 這類飛機在巡航飛行時有一個穩(wěn)定的飛行狀況，這個穩(wěn)定的狀況包含有三方面的穩(wěn)定A. 在橫向軸上的俯仰穩(wěn)定；B. 在垂直軸上的方向穩(wěn)定；C. 在縱向軸上的橫側(cè)穩(wěn)定；一、 機俯仰運動的穩(wěn)定前面講過機翼產(chǎn)生升力的原理，其實機翼的不同迎角也會產(chǎn)生不同效果。根據(jù)風(fēng)洞測試不同迎角的機翼產(chǎn)生的升力曲線如圖。在圖中我們可以看到，升力從零起呈直線增加，但當(dāng)迎角變到18°左右時，升力便忽然變小了，飛機便下墜，這就是失速現(xiàn)象 二、 飛機偏轉(zhuǎn)運動的穩(wěn)定在飛機

10、左右對稱，不變形的情況下，飛機的方向偏轉(zhuǎn)運動主要受垂直尾翼的影響和控制，它就象飛標(biāo)的定風(fēng)翼一樣，一直會對正風(fēng)向飛行。如圖標(biāo)：當(dāng)飛機遇到陣側(cè)風(fēng)時，飛機的尾部會受到一個向右的推力，使飛機由原來航向偏轉(zhuǎn)對陣側(cè)風(fēng)向飛行。 鑒于這點，我們便可以通過調(diào)整垂直尾翼來控制飛機的轉(zhuǎn)彎，如使其盤旋。如神鷹1號便是通過舵機來調(diào)整垂直尾翼，實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎和盤旋的。三、 飛機橫側(cè)穩(wěn)定老鷹在空中遨翔時，它的一對翅膀是向上翹起的，其實它雙翼翹起的目的是保持身體的平衡穩(wěn)定。對于飛機來講，雙翼翹起的角度，我們叫上反角上反角越大，飛機的橫側(cè)穩(wěn)定越好，但太大的上反角會使飛機的有效升力面積減小，使翼荷載變大，整體升力變差，并且使飛機左右飄

11、擺，飛行性能變壞飛機在向側(cè)滑運動時，它受力示意圖如右?？梢悦黠@地看到。 在側(cè)滑時，a > b角度，側(cè)滑方向M上反角ab故左邊的機翼產(chǎn)生的升力F2大于右邊的機翼所產(chǎn)生的升力F1，這個升力差，會使飛機產(chǎn)生一個如圖示的扭矩M，從而扶正飛機，達到穩(wěn)定飛行。飛行中常見的問題調(diào)整下面是飛行狀況的基本調(diào)整方式（只針對重心適中的飛機）飛行狀況1：飛機出手后,向上急升后失速落地發(fā)生原因調(diào)整方式1. 出手速度太大2. 放手時,機頭抬得過高3. 動力推得太大4. 水平尾翼上翹過多1. 減小出手速度2. 將飛機減少抬頭角度或水平擲出3. 減小動力4. 將水平尾翼稍向下調(diào)整好飛行狀況2：飛機出手后,急速落地發(fā)生原

12、因調(diào)整方式1. 出手速度太小2. 順風(fēng)擲出3. 動力太小或低頭擲出4. 水平尾翼后緣下翹1. 適當(dāng)增大出手速度2. 逆風(fēng)擲出3. 加大動力4. 向水平尾翼后沿稍向上調(diào)整飛行狀況3：飛行右旋發(fā)生原因調(diào)整方式1. 兩邊動力不平衡2. 垂直尾翼偏右1. 用遙控器上的微調(diào)將動力調(diào)平衡，使其直飛2. 將垂尾打正或稍偏左飛行狀況4：飛行左旋發(fā)生原因調(diào)整方式1. 兩邊動力不平衡2. 垂直尾翼偏左1. 用遙控器上的微調(diào)將動力調(diào)平衡2. 將垂尾打正或稍偏右飛行前的準(zhǔn)備一、飛行環(huán)境的選擇初學(xué)者首先要根據(jù)周圍環(huán)境，并選好場地。有風(fēng)無風(fēng)對飛行效果影響很大，風(fēng)的大小可根據(jù)下表判斷：蒲福氏風(fēng)級表風(fēng)級風(fēng)名說明風(fēng)速(m/s)

13、0無風(fēng)煙垂直上升00.21輕風(fēng)煙微偏斜,風(fēng)向標(biāo)不轉(zhuǎn)動0.31.52輕風(fēng)人臉感覺有風(fēng),樹枝有微響,風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動1.63.33微風(fēng)樹枝和微樹枝搖動不息,旗面展開3.45.44和風(fēng)能吹起地面的塵土和紙張,樹的小枝搖動5.57.9A. 對于神鷹1號、程序彈射飛機、仿真飛機，初學(xué)者必須在有02級風(fēng)的環(huán)境練習(xí)；B. 對于微型飛機，必須在0級風(fēng)的環(huán)境下練習(xí)；C. 對于大飛機、仿真飛機飛行的場地要盡量地大，并且周圍不可有高大的建筑物和電線網(wǎng)、大樹、水面等，盡可能地選擇草地，不可以在馬路邊玩。二、飛行前的準(zhǔn)備1. 檢查飛機各零件是否安裝好，特別是飛機上的聯(lián)接釘是否已上銷，機翼、水平尾翼、垂直尾翼是否變形。2. 檢

14、查飛機和遙控器的電池是否有電。3. 我們先要做手?jǐn)S測試，手?jǐn)S測試的原則是： 手持飛機重心部位，機頭向上約5度，用適當(dāng)?shù)牧ζ綌S出去，出手后，飛機的狀況是平穩(wěn)地向前滑翔。4. 對于微型飛機，則用如下程序操作：右手拿住飛機腰部，并將飛機舉過頭頂，左手大拇指推動油門至中間位置，右手向前將飛機以010°輕輕推出去，飛機在向前飛時，如有左飛或右飛的現(xiàn)象，可調(diào)整遙控器上的微調(diào)，使飛機保持直飛狀態(tài)。手?jǐn)S飛機時，一定要注意飛機的飛行狀況，以便調(diào)整飛機，有時該動作可能要重復(fù)多次才能將飛機調(diào)整好。飛行比賽規(guī)則建議學(xué)會飛行，伙伴之間舉行飛行比賽，看看誰的操縱技巧最好，這是一項富有樂趣和挑戰(zhàn)的活動建議采用以下飛行比賽規(guī)則：一、 比賽場地條件：可設(shè)在學(xué)校的教室內(nèi)或其它事宜的室內(nèi)場所，建議比賽場地能夠達到30×30（米）以上，須盡量采取避免明顯的空氣流動的措施。比賽場地也可設(shè)置在室外，場地盡量開闊，例如具有200米跑道以上的足球場等。室外比賽應(yīng)在風(fēng)速小于每秒1米的氣象條件下進行。二、 視情設(shè)置若干裁判組；有裁判組確定本組的起飛線位置。距起飛線5米處劃一直徑為1米的圓圈為著陸區(qū)。三、 比賽辦法：1、 比賽分兩輪進行，取成績高者作為正式比賽成績。2、 每輪比賽從檢錄裁判員點名始，至進入比賽場地完成準(zhǔn)備工作并申提出“申請起飛”，須在2分鐘內(nèi)進行；