飛機(jī)基礎(chǔ)原理及常識(shí)概述

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET. HYPERLINK 升力是如何何產(chǎn)生的的從物理學(xué)根根據(jù)柏利利定理知知道，空空氣的流流速大，壓力就就小我我們應(yīng)用用這一定定理來解解釋升力力的產(chǎn)生生最簡單的試試驗(yàn)是雙雙手拿一一張輕薄薄的紙靠靠近下唇唇邊，此此時(shí)紙向向下垂用嘴大大力吹氣氣，紙張張即向上上飄起為什幺幺呢？原原因是紙紙上方的的空氣被被吹動(dòng)，故故而流速速變大，壓壓力變小小而下下方的空空氣不動(dòng)動(dòng)，壓力力比上方方大，故故而能把把紙?zhí)鹌饋磉@這就是升升力也可以用兩兩張紙做做類似的的試驗(yàn)將兩張張薄紙按按一定的

2、的距離平平行放置置，對(duì)著著兩張紙紙中間猛猛吹一口口氣，你你會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)兩張紙紙會(huì)靠近近，這也也是因?yàn)闉閮蓮埣埣堉g的的空氣流流動(dòng)速度度加快，使使其內(nèi)部部的壓力力變小，外外界的大大氣壓力力將紙向向內(nèi)壓的的緣故。談?wù)劦竭@里里，我們們可以下下個(gè)結(jié)論論，那便便是升力力是由壓壓力差產(chǎn)產(chǎn)生的。那幺幺機(jī)翼又又是如何何產(chǎn)生壓壓力差的的呢?看下面面的圖，當(dāng)當(dāng)機(jī)翼向向前運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，AA點(diǎn)的空空氣分子子會(huì)經(jīng)CC、D兩條路路線同時(shí)時(shí)到達(dá)BB點(diǎn)，經(jīng)經(jīng)過C條路線線的空氣氣分子因因?yàn)樗咦叩穆烦坛涕L，故故它的速速度一定定比經(jīng)過過D條路線線的空氣氣分子的的速度快快。根據(jù)據(jù)柏努利利定理，機(jī)翼上面的空氣壓力肯定要比下面的空氣壓力小，這

3、樣便產(chǎn)生了壓力差，也就是升力。一、升升力和阻阻力飛機(jī)和模型型飛機(jī)之之所以能能飛起來來，是因因?yàn)闄C(jī)翼翼的升力力克服了了重力。機(jī)機(jī)翼的升升力是機(jī)機(jī)翼上下下空氣壓壓力差形形成的。當(dāng)當(dāng)模型在在空中飛飛行時(shí)，機(jī)機(jī)翼上表表面的空空氣流速速加快，壓壓強(qiáng)減小小；機(jī)翼翼下表面面的空氣氣流速減減慢壓強(qiáng)強(qiáng)加大(伯努利利定律)。這是是造成機(jī)機(jī)翼上下下壓力差差的原因因。造成成機(jī)翼上上下流速速變化的的原因有有兩個(gè)：a、不對(duì)對(duì)稱的翼翼型；bb、機(jī)翼翼和相對(duì)對(duì)氣流有有迎角。翼翼型是機(jī)機(jī)翼剖面面的形狀狀。機(jī)翼翼剖面多多為不對(duì)對(duì)稱形，如如下弧平平直上弧弧向上彎彎曲(平凸型型)(圖1)和上上下弧都都向上彎彎曲(凹凸型型)。對(duì)稱稱翼

4、型則則必須有有一定的的迎角才才產(chǎn)生升升力(圖2)。圖一圖二升力的大小小主要取取決于四四個(gè)因素素：a、升力力與機(jī)翼翼面積成成正比；b、升力力和飛機(jī)機(jī)速度的的平方成成正比。同同樣條件件下，飛飛行速度度越快升升力越大大；c、升力力與翼型型有關(guān)，通通常不對(duì)對(duì)稱翼型型機(jī)翼的的升力較較大；dd、升力力與迎角角有關(guān)，小小迎角時(shí)時(shí)升力(系數(shù))隨迎角角直線增增長，到到一定界界限后迎迎角增大大升力反反而急速速減小，這這個(gè)分界界叫臨界界迎角。機(jī)翼和水平平尾翼除除產(chǎn)生升升力外也也產(chǎn)生阻阻力，其其它部件件一般只只產(chǎn)生阻阻力。二、平平飛水平勻速直直線飛行行叫平飛飛。平飛飛是最基基本的飛飛行姿態(tài)態(tài)。維持持平飛的的條件是是：

5、升力力等于重重力，拉拉力等于于阻力(圖3)。由于升力、阻阻力都和和飛行速速度有關(guān)關(guān)，一架架原來平平飛中的的模型如如果增大大了馬力力，拉力力就會(huì)大大于阻力力使飛行行速度加加快。飛飛行速度度加快后后，升力力隨之增增大，升升力大于于重力模模型將逐逐漸爬升升。為了了使模型型在較大大馬力和和飛行速速度下仍仍保持平平飛，就就必須相相應(yīng)減小小迎角。反反之，為為了使模模型在較較小馬力力和速度條條件下維維持平飛飛，就必必須相應(yīng)應(yīng)的加大大迎角。所所以操縱縱(調(diào)整)模型到到平飛狀狀態(tài)，實(shí)實(shí)質(zhì)上是是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)馬力和和飛行迎迎角的正正確匹配配。圖三圖四三、爬爬升前面提到模模型平飛飛時(shí)如加加大馬力力就轉(zhuǎn)為為爬升的的情況。爬

6、爬升軌跡跡與水平平面形成成的夾角角叫爬升升角。一一定馬力力在一定定爬升角角條件下下可能達(dá)達(dá)到新的的力平衡衡，模型型進(jìn)入穩(wěn)穩(wěn)定爬升升狀態(tài)(速度和和爬角都都保持不不變)。穩(wěn)定定爬升的的具體條條件是：拉力等等于阻力力加重力力向后的的分力(F=XX十Gsiin)；升力力等于重重力的另另一分力力(Y=GCoos)。爬升升時(shí)一部部分重力力由拉力力負(fù)擔(dān)，所所以需要要較大的的拉力，升升力的負(fù)負(fù)擔(dān)反而而減少了了(圖4)。和平飛相似似，為了了保持一一定爬升升角條件件下的穩(wěn)穩(wěn)定爬升升，也需需要馬力力和迎角角的恰當(dāng)當(dāng)匹配。打打破了這這種匹配配將不能能保持穩(wěn)穩(wěn)定爬升升。例如如馬力增增大將引引起速度度增大，升升力增大大，

7、使爬爬升角增增大。如如馬力太太大，將將使爬升升角不斷斷增大，模模型沿弧弧形軌跡跡爬升，這這就是常常見的拉拉翻現(xiàn)象象(圖5)。圖5圖6四、滑滑翔滑翔是沒有有動(dòng)力的的飛行?；钑r(shí)，模模型的阻阻力由重重力的分分力平衡衡，所以以滑翔只只能沿斜斜線向下下飛行?；柢壽E跡與水平平面的夾夾角叫滑滑翔角(圖6)。穩(wěn)穩(wěn)定滑翔翔(滑翔角角、滑翔翔速度均均保持不不變)的條件件是：阻阻力等于于重力的的向前分分力(XX=GSSin)；升力力等于重重力的另另一分(Y=GCoos)?；杞墙鞘腔柘栊阅艿牡闹匾椒矫??；杞窃皆叫?，在在同一高高度的滑滑翔距離離越遠(yuǎn)。滑滑翔距離離(L)與下降降高度(h)的的比值叫叫滑翔

8、比比(k)，滑翔翔比等于于滑翔角角的余切切滑翔比比，等于于模型升升力與阻阻力之比比(升阻比比)。Ctg=1/hh=k?；杷俣榷仁腔柘栊阅艿牡牧硪粋€(gè)個(gè)重要方方面。模模型升力力系數(shù)越越大，滑滑翔速度度越?。荒Ｐ鸵硪磔d荷越越大，滑滑翔速度度越大。調(diào)調(diào)整某一一架模型型飛機(jī)時(shí)時(shí)，主要要用升降降調(diào)整片片和重心心前后移移動(dòng)來改改變機(jī)翼翼迎角以以達(dá)到改改變滑翔翔狀態(tài)的的目的。五、力矩平平衡和調(diào)調(diào)整手段段調(diào)整模型不不但要注注意力的的平衡，同同時(shí)還要要注意力力矩的平平衡。力力矩是力力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作用。模型型飛機(jī)在在空中的的轉(zhuǎn)動(dòng)中中心是自自身的重重心，所所以重力力對(duì)模型型不產(chǎn)生生轉(zhuǎn)動(dòng)力力矩。其其它的力力只要不不通

9、重心心，就對(duì)對(duì)重心產(chǎn)產(chǎn)生力矩矩。為了了便于對(duì)對(duì)模型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行行分析，把把繞重心心的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)分解為為繞三根根假想軸軸的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，這三三根軸互互相垂直直并交于于重心(圖7)。貫穿穿模型前前后的叫叫縱軸，繞繞縱軸的的轉(zhuǎn)動(dòng)就就是模型型的滾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；貫穿穿模型上上下的叫叫立軸，繞繞立軸的的轉(zhuǎn)動(dòng)是是模型的的方向偏偏轉(zhuǎn)；貫貫穿模型型左右的的叫橫軸軸，繞橫橫軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)是模模型的俯俯仰。對(duì)于調(diào)整模模型來說說，主要要涉及四四種力矩矩；這就就是機(jī)翼翼的升力力力矩，水水平尾翼翼的升力力力矩；發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的拉力力力矩；動(dòng)力系系統(tǒng)的反反作用力力矩。機(jī)機(jī)翼升力力力矩與與俯仰平平衡有關(guān)關(guān)。決定定機(jī)翼升升力矩的的主要因因素有重重心縱向向位

10、置、機(jī)機(jī)翼安裝裝角、機(jī)機(jī)翼面積積。圖七圖八水平尾翼升升力力矩矩也是俯俯仰力矩矩，它的的大小取取決于尾尾力臂、水水平尾翼翼安裝角角和面積積。拉力線如果果不通過過重心就就會(huì)形成成俯仰力力矩或方方向力矩矩，拉力力力矩的的大小決決定于拉拉力和拉拉力線偏偏離重心心距離的的大小。發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)反反作用力力矩是橫橫側(cè)(滾轉(zhuǎn))力矩，它它的方向向和螺旋旋槳旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方向相相反，它它的大小小與動(dòng)力力和螺旋旋槳質(zhì)量量有關(guān)。俯仰力矩平平衡決定定機(jī)翼的的迎角：增大抬抬頭力矩矩或減小小低頭力力矩將增增大迎角角；反之之將減小小迎角。所所以俯仰仰力矩平平衡的調(diào)調(diào)整最為為重要。一一般用升升降調(diào)整整片、調(diào)調(diào)整機(jī)翼翼或水平平尾翼安安裝角、改

11、改變拉力力上下傾傾角、前前后移動(dòng)動(dòng)重心未未實(shí)現(xiàn)。方向力矩平平衡主要要用方向向調(diào)整片片和拉力力左右傾傾角來調(diào)調(diào)整。橫橫側(cè)力矩矩平衡主主要用副副翼來調(diào)調(diào)整。 利利用機(jī)翼翼飛行類類飛機(jī)的的特點(diǎn)主主要是在在動(dòng)力推推進(jìn)下有有一個(gè)至至幾個(gè)主主機(jī)翼來來產(chǎn)生升升力。如如我們的的神鷹11號(hào)、仿仿真飛機(jī)機(jī)系列、微微型飛機(jī)機(jī)系列等等。首先先我們來來對(duì)飛機(jī)機(jī)的各部部分作個(gè)個(gè)簡單的的認(rèn)識(shí)。 這這類飛機(jī)機(jī)在巡航航飛行時(shí)時(shí)有一個(gè)個(gè)穩(wěn)定的的飛行狀狀況，這這個(gè)穩(wěn)定定的狀況況包含有有三方面面的穩(wěn)定定在橫向軸上上的俯仰仰穩(wěn)定；在垂直軸上上的方向向穩(wěn)定；在縱向軸上上的橫側(cè)側(cè)穩(wěn)定；機(jī)俯仰運(yùn)動(dòng)動(dòng)的穩(wěn)定定前面講過機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生生升力的的原理，

12、其其實(shí)機(jī)翼翼的不同同迎角也也會(huì)產(chǎn)生生不同效效果。根根據(jù)風(fēng)洞洞測(cè)試不不同迎角角的機(jī)翼翼產(chǎn)生的的升力曲曲線如圖圖。在圖中我們們可以看看到，升升力從零零起呈直直線增加加，但當(dāng)當(dāng)迎角變變到188左右時(shí)時(shí)，升力力便忽然然變小了了，飛機(jī)機(jī)便下墜墜，這就就是失速速現(xiàn)象 飛機(jī)偏轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)穩(wěn)定在飛機(jī)左右右對(duì)稱，不不變形的的情況下下，飛機(jī)機(jī)的方向向偏轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)主要要受垂直直尾翼的的影響和和控制，它它就象飛飛標(biāo)的定定風(fēng)翼一一樣，一一直會(huì)對(duì)對(duì)正風(fēng)向向飛行。如如圖標(biāo)：當(dāng)飛機(jī)遇到到陣側(cè)風(fēng)風(fēng)時(shí)，飛飛機(jī)的尾部會(huì)受受到一個(gè)個(gè)向右的的推力，使飛機(jī)由原原來航向向偏轉(zhuǎn)對(duì)對(duì)陣側(cè)風(fēng)風(fēng)向飛行行。 鑒鑒于這點(diǎn)點(diǎn)，我們們便可以以通過調(diào)調(diào)整垂直

13、直尾翼來來控制飛飛機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎，如如使其盤盤旋。如如神鷹11號(hào)便是是通過舵舵機(jī)來調(diào)調(diào)整垂直直尾翼，實(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎彎和盤旋旋的。飛機(jī)橫側(cè)穩(wěn)穩(wěn)定老鷹在空中中遨翔時(shí)時(shí)，它的的一對(duì)翅翅膀是向向上翹起起的，其其實(shí)它雙雙翼翹起起的目的的是保持持身體的的平衡穩(wěn)穩(wěn)定。對(duì)對(duì)于飛機(jī)機(jī)來講，雙雙翼翹起起的角度度，我們們叫上反反角上上反角越越大，飛飛機(jī)的橫橫側(cè)穩(wěn)定定越好，但但太大的的上反角角會(huì)使飛飛機(jī)的有有效升力力面積減減小，使使翼荷載載變大，整整體升力力變差，并并且使飛飛機(jī)左右右飄擺，飛飛行性能能變壞飛機(jī)在向側(cè)側(cè)滑運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，它它受力示示意圖如如右?？煽梢悦黠@顯地看到到。 在在側(cè)滑時(shí)時(shí)，aa b角度，側(cè)滑方向M上反角ab故

14、左邊的機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生生的升力力側(cè)滑方向M上反角ab右邊的機(jī)翼翼所產(chǎn)生生的升力力F1，這這個(gè)升力差，會(huì)會(huì)使飛機(jī)機(jī)產(chǎn)生一一個(gè)如圖圖示的扭矩MM，從而而扶正飛飛機(jī)，達(dá)達(dá)到穩(wěn)定飛行。飛行中常見見的問題題調(diào)整下面是飛行行狀況的的基本調(diào)調(diào)整方式式（只針針對(duì)重心心適中的的飛機(jī)）飛行狀況11：飛機(jī)機(jī)出手后后,向上急急升后失失速落地地發(fā)生原因調(diào)整方式出手速度太太大放手時(shí),機(jī)機(jī)頭抬得得過高動(dòng)力推得太太大水平尾翼上上翹過多多減小出手速速度將飛機(jī)減少少抬頭角角度或水水平擲出出減小動(dòng)力將水平尾翼翼稍向下下調(diào)整好好飛行狀況22：飛機(jī)機(jī)出手后后,急速落落地發(fā)生原因調(diào)整方式出手速度太太小順風(fēng)擲出動(dòng)力太小或或低頭擲擲出水平尾翼后后

15、緣下翹翹適當(dāng)增大出出手速度度逆風(fēng)擲出加大動(dòng)力向水平尾翼翼后沿稍稍向上調(diào)調(diào)整飛行狀況33：飛行行右旋發(fā)生原因調(diào)整方式兩邊動(dòng)力不不平衡垂直尾翼偏偏右用遙控器上上的微調(diào)調(diào)將動(dòng)力力調(diào)平衡衡，使其其直飛將垂尾打正正或稍偏偏左飛行狀況44：飛行行左旋發(fā)生原因調(diào)整方式兩邊動(dòng)力不不平衡垂直尾翼偏偏左用遙控器上上的微調(diào)調(diào)將動(dòng)力力調(diào)平衡衡將垂尾打正正或稍偏偏右飛行前的準(zhǔn)準(zhǔn)備一、飛行環(huán)環(huán)境的選選擇初學(xué)者首先先要根據(jù)據(jù)周圍環(huán)環(huán)境，并并選好場(chǎng)場(chǎng)地。有有風(fēng)無風(fēng)風(fēng)對(duì)飛行行效果影影響很大大，風(fēng)的的大小可可根據(jù)下下表判斷斷：蒲福氏風(fēng)級(jí)級(jí)表風(fēng)級(jí)風(fēng)名說明風(fēng)速(m/s)0無風(fēng)煙垂直上升升00.221輕風(fēng)煙微偏斜,風(fēng)向標(biāo)標(biāo)不轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)0.

16、311.52輕風(fēng)人臉感覺有有風(fēng),樹枝有有微響,風(fēng)向標(biāo)標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)1.633.33微風(fēng)樹枝和微樹樹枝搖動(dòng)動(dòng)不息,旗面展展開3.455.44和風(fēng)能吹起地面面的塵土土和紙張張,樹的小小枝搖動(dòng)動(dòng)5.577.9A. 對(duì)于于神鷹1號(hào)、程序序彈射飛飛機(jī)、仿仿真飛機(jī)機(jī)，初學(xué)學(xué)者必須須在有002級(jí)級(jí)風(fēng)的環(huán)環(huán)境練習(xí)習(xí)；B. 對(duì)于于微型飛飛機(jī)，必必須在00級(jí)風(fēng)的的環(huán)境下下練習(xí)；C. 對(duì)于于大飛機(jī)機(jī)、仿真真飛機(jī)飛飛行的場(chǎng)場(chǎng)地要盡盡量地大大，并且且周圍不不可有高高大的建建筑物和和電線網(wǎng)網(wǎng)、大樹樹、水面面等，盡盡可能地地選擇草草地，不不可以在在馬路邊邊玩。二、飛行前前的準(zhǔn)備備檢查飛機(jī)各各零件是是否安裝裝好，特特別是飛飛機(jī)上的的

17、聯(lián)接釘釘是否已已上銷，機(jī)機(jī)翼、水水平尾翼翼、垂直直尾翼是是否變形形。檢查飛機(jī)和和遙控器器的電池池是否有有電。我們先要做做手?jǐn)S測(cè)測(cè)試，手手?jǐn)S測(cè)試試的原則則是： 手持飛飛機(jī)重心心部位，機(jī)機(jī)頭向上上約5度，用用適當(dāng)?shù)牡牧ζ綌S擲出去，出出手后，飛飛機(jī)的狀狀況是平平穩(wěn)地向向前滑翔翔。對(duì)于微型飛飛機(jī)，則則用如下下程序操操作：右右手拿住住飛機(jī)腰腰部，并并將飛機(jī)機(jī)舉過頭頭頂，左左手大拇拇指推動(dòng)動(dòng)油門至至中間位位置，右右手向前前將飛機(jī)機(jī)以0110輕輕推推出去，飛飛機(jī)在向向前飛時(shí)時(shí)，如有有左飛或或右飛的的現(xiàn)象，可可調(diào)整遙遙控器上上的微調(diào)調(diào)，使飛飛機(jī)保持持直飛狀狀態(tài)。手手?jǐn)S飛機(jī)機(jī)時(shí)，一一定要注注意飛機(jī)機(jī)的飛行行狀況

18、，以以便調(diào)整整飛機(jī)，有有時(shí)該動(dòng)動(dòng)作可能能要重復(fù)復(fù)多次才才能將飛飛機(jī)調(diào)整整好。飛行比賽規(guī)規(guī)則建議議學(xué)會(huì)飛行，伙伙伴之間間舉行飛飛行比賽賽，看看看誰的操操縱技巧巧最好，這這是一項(xiàng)項(xiàng)富有樂樂趣和挑挑戰(zhàn)的活活動(dòng)建建議采用用以下飛飛行比賽賽規(guī)則：比賽場(chǎng)地條條件：可可設(shè)在學(xué)學(xué)校的教教室內(nèi)或或其它事事宜的室室內(nèi)場(chǎng)所所，建議議比賽場(chǎng)場(chǎng)地能夠夠達(dá)到33030（米米）以上上，須盡盡量采取取避免明明顯的空空氣流動(dòng)動(dòng)的措施施。比賽賽場(chǎng)地也也可設(shè)置置在室外外，場(chǎng)地地盡量開開闊，例例如具有有200米跑跑道以上上的足球球場(chǎng)等。室室外比賽賽應(yīng)在風(fēng)風(fēng)速小于于每秒11米的氣氣象條件件下進(jìn)行行。視情設(shè)置若若干裁判判組；有有裁判組組確定本本組的起起飛線位位置。距距起飛線線5米處劃劃一直徑徑為1米的圓圓圈為著著陸區(qū)。比賽辦法：比賽分兩輪輪進(jìn)行，取取成績高高者作為為正式比比賽成績績。每輪比賽從從檢錄裁裁判員點(diǎn)點(diǎn)名始，至至進(jìn)入比比賽場(chǎng)地地完成準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作并申提提出“申請(qǐng)起起飛”，須在在2分