飛行基本原理

飛行基本原理第1頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生任何物體只要和空氣之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，空氣就會(huì)對(duì)它產(chǎn)生作用力，這個(gè)力就是空氣動(dòng)力。第2頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、伯努力定理DanielBernoulli,1700-1782.連續(xù)性截面小，流速大，靜壓小截面大，流速小，靜壓大第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第3頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、伯努力定理

p:靜壓

:動(dòng)壓pt:總壓

AVPAVP第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第4頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、伯努力定理V第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第5頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—伯努力定理在大氣中的使用第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第6頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四山谷里的風(fēng)通常比平原大高樓大廈之間的對(duì)流通常比空曠地帶大2、伯努力定理的應(yīng)用—伯努力定理在大氣中的使用河水在河道窄的地方流得快，河道寬的地方流得慢第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第7頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力相對(duì)運(yùn)動(dòng)---實(shí)際上是物體在空氣中運(yùn)動(dòng)，但為了研究方便，我們假設(shè)物體不動(dòng)，空氣以相同的速度從相反方向流過(guò)來(lái)。這兩種運(yùn)動(dòng)中物體所受空氣給它的作用力是一樣的。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第8頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力流線---是流場(chǎng)中一條空間曲線，在該曲線上流體微團(tuán)的速度與曲線在該點(diǎn)的切線重合。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第9頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四翼型---就是把機(jī)翼沿平行機(jī)身縱軸方向切下的剖面,機(jī)翼的翼型是流線型的,上表面彎曲大,下表面彎曲小或者是平面翼型的最前一點(diǎn)叫作前緣點(diǎn)翼型的最后一點(diǎn)叫作后緣點(diǎn)前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)的連線叫翼弦迎角---是翼弦和相對(duì)氣流方向的夾角.翼弦向上形成正迎角,向下為負(fù)迎角第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生前緣點(diǎn)后緣點(diǎn)翼弦弦長(zhǎng)迎角飛行方向相對(duì)氣流第10頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四起點(diǎn)終點(diǎn)第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第11頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第12頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力當(dāng)機(jī)翼表面壓強(qiáng)低于大氣壓，稱(chēng)為吸力。當(dāng)機(jī)翼表面壓強(qiáng)高于大氣壓，稱(chēng)為壓力。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第13頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四失速---中小迎角時(shí)，隨著迎角的增加，升力系數(shù)也增加，當(dāng)迎角增大到某一個(gè)值，升力系數(shù)達(dá)到最大，之后迎角再增加，升力系數(shù)減小，這時(shí)就是失速了。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第14頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第15頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生飛行方向第16頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力，垂直于速度方向的分量是升力，平行于速度方向的分量就是阻力。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第17頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力LIFTTHRUSTWEIGHTDRAG第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第18頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生影響升力的因素:機(jī)翼面積S大氣密度ρ飛機(jī)空速v升力系數(shù)CL第19頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四飛機(jī)的阻力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生按照物理成因阻力可以分為:摩擦阻力壓差阻力誘導(dǎo)阻力干擾阻力激波阻力（高速飛行時(shí)產(chǎn)生）第20頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四摩擦阻力---由于空氣具有粘性，當(dāng)它流過(guò)飛機(jī)表面時(shí)，在飛機(jī)表面形成較大的速度梯度，從而產(chǎn)生的阻力。附面層99%v第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第21頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四壓差阻力---空氣繞流飛機(jī)時(shí)前后形成的壓力差的阻力，它也是由于粘性造成的。如果沒(méi)有粘性，壓力分布不會(huì)造成這種阻力。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第22頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四機(jī)身和機(jī)翼機(jī)身和尾翼機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)短艙機(jī)翼和副油箱摩擦阻力、壓差阻力和干擾阻力通稱(chēng)為廢阻力干擾阻力---由飛機(jī)不同部分結(jié)合引起的氣流干擾而產(chǎn)生的。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第23頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四誘導(dǎo)阻力---由于產(chǎn)生升力，翼面上方壓力小而下方壓力大，空氣在翼尖從下翼面繞過(guò)翼尖流向上翼面形成渦流，從而產(chǎn)生誘導(dǎo)阻力。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第24頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四翼尖小翼（winglet）第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第25頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生激波阻力第26頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四激波---當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度等于或大于音速時(shí)，物體前方形成一層劇烈壓縮的空氣氣層，這里空氣密度急劇增加，阻力迅速增大，這種現(xiàn)象叫做激波。急劇增大的阻力稱(chēng)為激波阻力，也叫音障。第27頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生空氣在通過(guò)激波時(shí)，受到薄薄一層稠密空氣的阻滯，使得氣流速度急驟降低，由阻滯產(chǎn)生的熱量來(lái)不及散布，于是加熱了空氣。加熱所需的能量由消耗的動(dòng)能而來(lái)。在這里，能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化--由動(dòng)能變?yōu)闊崮?。?dòng)能的消耗表示產(chǎn)生了一種特別的阻力。從能量的觀點(diǎn)來(lái)看，波阻就是這樣產(chǎn)生的。第28頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問(wèn)題馬赫數(shù)---飛行速度與音速的比值稱(chēng)為馬赫數(shù).用M表示.

M小于0.4的飛機(jī)一般稱(chēng)為低速飛機(jī)M在0.4-0.9的飛機(jī)稱(chēng)為亞音速飛機(jī)，其中0.75-0.9之間,稱(chēng)為高亞音速飛機(jī)M在0.9-1.2的范圍時(shí)稱(chēng)為跨音速區(qū)域,沒(méi)有飛機(jī)專(zhuān)門(mén)在這個(gè)區(qū)域飛行M在1.3以上飛行的飛機(jī)稱(chēng)為超音速飛機(jī)第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第29頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生臨界馬赫數(shù)---飛機(jī)產(chǎn)生局部激波時(shí)的飛行馬赫數(shù)，即飛機(jī)表面速度最大點(diǎn)的M=1時(shí)的飛行馬赫數(shù)。阻力突然增大第30頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問(wèn)題采用后掠翼可以提高下臨界馬赫數(shù)！第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第31頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問(wèn)題翼尖先失速？？第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第32頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問(wèn)題1969年美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）蘭利研究中心的理查德.惠特科姆運(yùn)用理論方法設(shè)計(jì)出超臨界翼型，特點(diǎn)是前緣鈍圓，上表面平坦，下表面在后緣處有反凹，且后緣較薄并向下彎曲。與普通翼型相比可提高臨界馬赫數(shù)0.06-0.1。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第33頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問(wèn)題波音757采用了超臨界翼型第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第34頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四突破音障第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生第35頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

第二節(jié)飛行基本原理第二章民用航空器飛機(jī)升力的產(chǎn)生飛機(jī)的飛行控制第36頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、飛機(jī)的平衡機(jī)體坐標(biāo)軸—縱軸、橫軸、立軸第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第37頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（1）俯仰平衡繞橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)稱(chēng)為俯仰獲得俯仰平衡的條件第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第38頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）方向平衡獲得方向平衡的條件繞立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)稱(chēng)為偏航第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第39頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）橫側(cè)平衡繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)稱(chēng)為滾轉(zhuǎn)獲得橫側(cè)平衡的條件第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第40頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、飛機(jī)的平衡TD第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第41頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LTGDGLD上升下降受力分析1、飛機(jī)的平衡第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第42頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、飛機(jī)的穩(wěn)定性穩(wěn)定性---飛機(jī)在受到外界擾動(dòng)偏離其平衡位置之后，不需要駕駛員干預(yù)，能夠自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)，飛機(jī)就是具有穩(wěn)定性的。(c)負(fù)穩(wěn)定性(b)中性穩(wěn)定(a)正穩(wěn)定性第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第43頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（1）飛機(jī)的穩(wěn)定性—縱向穩(wěn)定性（繞橫軸的穩(wěn)定性）飛機(jī)具有穩(wěn)定性飛機(jī)不具有穩(wěn)定性飛機(jī)具有中立穩(wěn)定性第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第44頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四氣動(dòng)中心在重心之后水平尾翼第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第45頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四垂直尾翼第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第46頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四上反角后掠角垂直尾翼第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第47頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四側(cè)滑方向側(cè)力力臂垂尾側(cè)力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第48頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、飛機(jī)的操縱性第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第49頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制(1)俯仰操縱——升降舵后拉桿，升降舵后緣上偏，產(chǎn)生上仰力矩，飛機(jī)抬頭。前推桿，升降舵后緣下偏，產(chǎn)生下俯力矩，飛機(jī)低頭。第50頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四俯仰操縱拉桿升降舵上偏第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制第51頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制(2)方向操縱——方向舵蹬左舵，方向舵左偏，產(chǎn)生左轉(zhuǎn)力矩，機(jī)頭左轉(zhuǎn)。蹬右舵，方向舵右偏，產(chǎn)生右轉(zhuǎn)力矩，機(jī)頭右轉(zhuǎn)。第52頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章