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科普航空常識(shí)資料匯總〔缺乏之處歡送大家補(bǔ)充〕升力是怎樣產(chǎn)生的任何航空器都必需產(chǎn)生大于自身重力的升力才能升空飛行,這是航空器飛行的根本原理。前面我飛艇等,其主要局部是一個(gè)大大的氣囊,中間充以比空氣密度小的氣體〔如熱空氣、氫氣等〕,這樣就如同我們小時(shí)候的玩具氫氣球一樣,可以依靠空氣的靜浮力升上空中。遠(yuǎn)在一千多年以前,了。然而,對(duì)于重于空氣的航空器如飛機(jī),又是靠什么力氣飛上天空的呢?的飛行原理。飛機(jī)的機(jī)翼包括固定翼和旋翼兩種,風(fēng)箏的升空原理與滑翔機(jī)有一些類似,都是靠曲同工之妙,都是靠旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向上的升力。機(jī)翼是怎樣產(chǎn)生升力的呢?讓我們先來(lái)做一個(gè)小拿到嘴前,沿著水平方向吹氣,看看會(huì)發(fā)生什么樣的狀況。哈,白紙不但沒(méi)有被吹開(kāi),垂下的一流淌快的大氣壓強(qiáng)較小,白紙上面的空氣被吹動(dòng),流淌較快,壓強(qiáng)比白紙下面不動(dòng)的空氣小,因來(lái)自于空氣的壓力差,由于足球在踢出后向前飛行的同時(shí)還繞自身的軸線旋轉(zhuǎn),因此在足球的兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于空氣的運(yùn)動(dòng)速度不同,所受到的空氣的壓力也不同,是空氣的壓力差蒙蔽了守門(mén)員。翼的氣流與河床中的流水類似,由于機(jī)翼一般是不對(duì)稱的,上外表比較凸,而下外表比較平,流過(guò)機(jī)翼上外表的氣流就類似于較窄地方的流水,流速較快,而流過(guò)機(jī)翼下外表的氣流正好相反,類似于較寬地方的流水,流速較上外表的氣流慢。依據(jù)流體力學(xué)的根本原理,流淌慢的大氣壓強(qiáng)較大,而流淌快的大氣壓強(qiáng)較小,這樣機(jī)翼下外表的壓強(qiáng)就比上外表的壓強(qiáng)高,換一句話說(shuō),就是大氣施加與機(jī)翼下外表的壓力(方向向上)比施加于機(jī)翼上外表的壓力(方向向下)力差便形成了飛機(jī)的升力?!卜Q為攻角或迎角〕壓力不全都,從而也會(huì)產(chǎn)生升力。附件:飛機(jī)的分類由于飛機(jī)構(gòu)造的簡(jiǎn)單性,飛機(jī)的分類依據(jù)也是五花八門(mén),我們可以按飛機(jī)的速度來(lái)劃分,也可以按構(gòu)造和外形來(lái)劃分,還可以依據(jù)飛機(jī)的性能年月來(lái)劃分,但最為常用的分類法為以下兩種:按飛機(jī)的用途分類:機(jī)則是泛指一切非軍事用途的飛機(jī)(如旅客機(jī)、貨機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)、運(yùn)動(dòng)機(jī)、搶救機(jī)以及試驗(yàn)爭(zhēng)論機(jī)等)。軍用機(jī)的傳統(tǒng)分類大致如下:奪取制空權(quán),還可以攔截?cái)撤降霓Z炸機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)和巡航。強(qiáng)擊機(jī):又稱攻擊機(jī),其主要用途是從低空和超低空對(duì)地面(水面)目標(biāo)(如防范工事、地面雷達(dá)、炮兵陣地、坦克艦船等)進(jìn)展攻擊,直接支援地面部隊(duì)作戰(zhàn)。轟炸機(jī):是指從空中對(duì)敵方前線陣地、海上目標(biāo)以及敵后的戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)展轟炸的軍用飛機(jī)。按其任務(wù)可分為戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī)和戰(zhàn)略轟炸機(jī)兩種。機(jī)和戰(zhàn)略偵察機(jī)。運(yùn)輸機(jī):是指特地執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)的軍用飛機(jī)。預(yù)警機(jī):是指特地用于空中預(yù)警的飛機(jī)。其它軍用飛機(jī):包括電子干擾機(jī)、反潛機(jī)、教練機(jī)、空中加油機(jī)、艦載飛機(jī)等等。糊,一種飛機(jī)完全可能同時(shí)執(zhí)行兩種以上的軍事任務(wù),如美國(guó)的F-117戰(zhàn)斗轟炸機(jī),既可以實(shí)施對(duì)地攻擊,又可以進(jìn)展轟炸,還有肯定的空中搏斗力量。按飛機(jī)的構(gòu)造分類:由于飛機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單,因此按構(gòu)造的分類就顯得種類繁多。比方我們可以按機(jī)翼的數(shù)量可以將飛機(jī)分為單翼機(jī)、雙翼機(jī)和多翼機(jī);也可以按機(jī)翼的外形分為平直翼飛機(jī)、后掠翼飛機(jī)和三角翼式分類法。附件:飛機(jī)的構(gòu)造飛機(jī)作為使用最廣泛、最具有代表性的航空器,其主要組成局部有以下五局部:()以及燃料。其主要功能是產(chǎn)生推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的推力(或拉力);定航線飛行;機(jī)體:我們所觀察的飛機(jī)整個(gè)外部都屬于機(jī)體局部,包括機(jī)翼、機(jī)身及尾翼等。機(jī)翼用來(lái)產(chǎn)體,形成一個(gè)飛行穩(wěn)定、易于操縱的氣動(dòng)外形;飛機(jī)的起飛降落時(shí)支撐整個(gè)飛機(jī),同時(shí)還能吸取飛機(jī)著陸和滑行時(shí)的撞擊能量并操縱滑行方向。機(jī)載設(shè)備:是指飛機(jī)所載有的各種附屬設(shè)備,包括飛行儀表、導(dǎo)航通訊設(shè)備、環(huán)境掌握、生命保障、能源供給等設(shè)備以及武器與火控系統(tǒng)(對(duì)軍用飛機(jī)而言)或客艙生活效勞設(shè)施(對(duì)民用飛機(jī)而言)。(),這就要求機(jī)體的構(gòu)造不但要輕,而且要有相當(dāng)高的強(qiáng)度。所以飛機(jī)的機(jī)體除了承受強(qiáng)度很高的金屬材料外,其構(gòu)造是一種中空的梁架構(gòu)造()輕飛機(jī)的重量,而且機(jī)翼中間還可以裝載燃油等物品。有些飛機(jī)的機(jī)翼和機(jī)身是一體的(術(shù)語(yǔ)稱為翼身融合技術(shù)),整個(gè)飛機(jī)就象一個(gè)大的飛翼(如B-2隱形轟炸機(jī))。飛機(jī)的尾翼一般包括水平尾翼(簡(jiǎn)稱平尾)和垂直尾翼(簡(jiǎn)稱立尾)。平尾中的固定局部稱為水平安定面,可偏轉(zhuǎn)的局部稱為升降舵(操縱它可以掌握飛機(jī)的升降,所以叫升降舵)(操縱它可以掌握飛機(jī))。安定面的作用是使飛機(jī)的飛行平穩(wěn)(術(shù)語(yǔ)叫靜穩(wěn)定性)。有些飛機(jī)沒(méi)有水平尾翼;有些飛機(jī)則把水平尾翼放在了機(jī)翼的前面,叫做鴨翼。飛機(jī)的飛行性能在對(duì)飛機(jī)進(jìn)展介紹時(shí),我們常常會(huì)聽(tīng)到或看到諸如“活動(dòng)半徑”飛多高、能飛多遠(yuǎn)以及飛機(jī)做一些機(jī)動(dòng)飛行〔如筋斗、盤(pán)旋、戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎等〕和起飛著陸的力量。速度性能最大飛行速度,通常簡(jiǎn)稱為最大速度。這是衡量飛機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。最小平飛速度:是指飛機(jī)在肯定的飛行高度上維持飛機(jī)定常水平飛行的最小速度。飛機(jī)的最小平飛速度越小,它的起飛、著陸和盤(pán)旋性能就越好。巡航速度:是指發(fā)動(dòng)機(jī)在每公里消耗燃油最少的狀況下飛機(jī)的飛行速度。這個(gè)速度一般為飛機(jī)最大平飛速度的70%~80程轟炸機(jī)和運(yùn)輸機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。機(jī)的損壞,而且消耗的燃油太多,所以一般只是在戰(zhàn)斗中使用,而飛機(jī)作長(zhǎng)途飛行時(shí)都是使用巡航速度。高度性能施攻擊,因此最大爬升率是衡量殲擊機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。的時(shí)間為無(wú)窮大,故稱為理論升限。有用升限:是指飛機(jī)在爬升率為5m/s時(shí)所對(duì)應(yīng)的飛行高度。升限對(duì)于轟炸機(jī)和偵察機(jī)來(lái)說(shuō)有相當(dāng)重要的意義,飛得越高就越安全。飛行距離航程:是指飛機(jī)在不加油的狀況下所能到達(dá)的最遠(yuǎn)水平飛行距離,發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率是打算飛機(jī)航程的主要因素。在肯定的裝載條件下,飛機(jī)的航程越大,經(jīng)濟(jì)性就越好〔對(duì)民用飛機(jī)〕,作戰(zhàn)性能就更優(yōu)越〔對(duì)軍用飛機(jī)。任務(wù)〔如空戰(zhàn)、投彈等〕程的一半,這一指標(biāo)直接構(gòu)成了殲擊機(jī)的戰(zhàn)斗性能。反潛機(jī)格外重要,飛得越久就意味著能更好地完成巡邏和搜尋任務(wù)。飛機(jī)起飛著陸的性能優(yōu)劣主要是看飛機(jī)在起飛和著陸時(shí)滑跑距離的長(zhǎng)短,距離越短則性能優(yōu)越。附件:飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性是飛機(jī)的重要戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)指標(biāo),是指飛機(jī)在肯定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變飛行速度、飛行高度和飛行方向的力量,相應(yīng)地稱之為速度機(jī)動(dòng)性、高度機(jī)動(dòng)性和方向機(jī)動(dòng)性。明顯飛機(jī)轉(zhuǎn)變肯定速度、優(yōu)勢(shì)。大的氣動(dòng)力以造成盡量大的加速度。因此可以說(shuō),飛機(jī)所能承受的過(guò)載越大,機(jī)動(dòng)性就越好。飛機(jī)為在短時(shí)間內(nèi)盡快轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所實(shí)施的飛行動(dòng)作稱為飛機(jī)的機(jī)動(dòng)動(dòng)作。飛機(jī)的機(jī)動(dòng)動(dòng)作包括盤(pán)旋、滾轉(zhuǎn)、俯沖、筋斗、戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎、急躍升等。為獲得盡量大的升力,飛機(jī)在機(jī)動(dòng)過(guò)程會(huì)失速。失速迎角的限制,進(jìn)展過(guò)失速機(jī)動(dòng)了。例如眼鏡蛇機(jī)動(dòng)、鐘擺機(jī)動(dòng)、鉤子機(jī)動(dòng)、榔頭機(jī)動(dòng)、赫布斯特機(jī)動(dòng)。飛機(jī)的穩(wěn)定性原始狀態(tài)的力量。假設(shè)飛機(jī)受到擾動(dòng)〔例如突風(fēng)〕回到初始狀態(tài),則稱飛機(jī)是穩(wěn)定的,反之則稱飛機(jī)是不穩(wěn)定的。飛機(jī)的穩(wěn)定性包括縱向穩(wěn)定性,反映飛機(jī)在俯仰方向的穩(wěn)定特性;航向穩(wěn)定性,反映飛機(jī)的方向穩(wěn)定特性;以及橫向穩(wěn)定性,反映飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定特性。峰上然后輕輕的推一下,小球就會(huì)離開(kāi)波峰掉入波谷,我們將小球處在波峰位置的狀態(tài)稱為不穩(wěn)定狀態(tài)。反之,假設(shè)我們將小球放在波谷并且輕輕地推一下,球在蕩漾一段時(shí)間之后,仍舊能夠回到谷底,我們稱小球處在波谷的狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)。飛機(jī)的穩(wěn)定與否對(duì)飛行安全尤為重要,假設(shè)飛機(jī)是穩(wěn)定的,當(dāng)遇到突風(fēng)等擾動(dòng)時(shí),飛行員可點(diǎn)擾動(dòng),飛行員都必需對(duì)飛機(jī)進(jìn)展操縱以保持平衡狀態(tài),否則飛機(jī)就會(huì)離初始狀態(tài)越來(lái)越遠(yuǎn)。不對(duì)飛機(jī)的操縱與飛機(jī)自身運(yùn)動(dòng)的相互干擾還簡(jiǎn)潔誘發(fā)飛機(jī)的振蕩,造成飛行事故。從現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)了。的飛機(jī),要轉(zhuǎn)變它的狀態(tài)就越困難,也就是說(shuō),飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性越差。所以如何協(xié)調(diào)飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性之間的關(guān)系,對(duì)于現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)是一個(gè)格外值得權(quán)衡的問(wèn)題。實(shí)際上為了獲得更大的穩(wěn)定性。附件:飛機(jī)的操縱性駛機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變飛機(jī)的飛行狀態(tài)。操縱主要通過(guò)駕駛桿和腳蹬等駕駛機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。駕駛員推拉駕駛桿和踩腳蹬的力氣被視為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量飛機(jī)的操縱品質(zhì)。操縱品質(zhì)常以輸入量和輸出量的比值(操縱性指標(biāo))來(lái)表示,這些比值不宜過(guò)小,也不易過(guò)大。假設(shè)比值太小,則操縱輸入量小,輸出量大,這種飛機(jī)對(duì)操縱過(guò)于敏縱動(dòng)作,駕駛桿力和桿位移都適當(dāng),并且飛機(jī)的反映也不過(guò)快或者過(guò)分的延遲,那么就認(rèn)為該飛機(jī)具有良好的操縱性。按運(yùn)動(dòng)方向的不同,飛機(jī)的操縱也分為縱向、橫向和航向操縱。轉(zhuǎn)變飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)(如俯仰)的操縱稱為縱向操縱,主要通過(guò)推、拉駕駛桿,使飛機(jī)的升降舵或全動(dòng)平尾向下或向上偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生俯仰力矩,使飛機(jī)作俯仰運(yùn)動(dòng)。使飛機(jī)繞機(jī)體縱軸旋轉(zhuǎn)的操縱稱為橫向操縱,主要由偏轉(zhuǎn)飛機(jī)的副翼來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)駕駛員向右矩,飛機(jī)向右滾;向左壓桿時(shí),狀況完全相反,飛機(jī)向左滾轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)變航向運(yùn)動(dòng)的操縱稱為航向操縱,由駕駛員踩腳蹬,使方向舵偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。踩右腳蹬時(shí),方向舵向右搖擺,產(chǎn)生向右偏航力矩,飛機(jī)機(jī)頭向右偏轉(zhuǎn);踩左腳蹬時(shí)正相反,機(jī)頭向左偏轉(zhuǎn)。縱常合稱為橫航向操縱。后,飛機(jī)的穩(wěn)定性很好,因此飛機(jī)抵抗飛行狀態(tài)變化的力和力矩會(huì)很大,飛機(jī)對(duì)飛行員操縱的響應(yīng)就會(huì)很慢,飛機(jī)的操縱性也就不好。反之,飛機(jī)的焦點(diǎn)靠前,穩(wěn)定性變差,飛機(jī)對(duì)操縱的響應(yīng)變得靈敏,操縱特性變好?,F(xiàn)代先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)為了獲得優(yōu)良的操縱性和機(jī)動(dòng)性,都將飛機(jī)設(shè)計(jì)稱為氣動(dòng)不穩(wěn)定的,而承受主動(dòng)掌握技術(shù)來(lái)掌握飛機(jī)的穩(wěn)定,從而實(shí)現(xiàn)好的操縱性。焦點(diǎn)重心之前則飛機(jī)是不穩(wěn)定的,焦點(diǎn)位于飛機(jī)重心之后則飛機(jī)是穩(wěn)定的。我們知道,當(dāng)飛機(jī)處于平衡狀態(tài)時(shí),作用在飛機(jī)上的全部氣動(dòng)力的作用點(diǎn)肯定與飛機(jī)的中心重合。當(dāng)飛機(jī)受到擾動(dòng)或其他緣由攻角發(fā)生轉(zhuǎn)變,作用在飛機(jī)上的氣動(dòng)力會(huì)發(fā)生變化,不僅是大小的變化,作用點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化。這時(shí),我們可以通過(guò)力的合成原理,將氣動(dòng)力分解成兩局部,作用點(diǎn)就是飛機(jī)的焦點(diǎn)。如圖,藍(lán)色的點(diǎn)就是飛機(jī)的焦點(diǎn)。飛機(jī)在受到一個(gè)使攻角增大的擾動(dòng)狀況下,增加的氣動(dòng)力就作以掌握,將導(dǎo)致飛行穩(wěn)定性的喪失直至發(fā)生飛行事故。焦點(diǎn)位置,相應(yīng)的,焦點(diǎn)在機(jī)身上的后極限位置被稱為后焦點(diǎn)位置,在九十多年飛機(jī)進(jìn)展的過(guò)程性大大提高,還提高的總升力,并且減小了配平阻力。附件:飛機(jī)著陸性能的裝置改進(jìn)飛機(jī)著陸性能的裝置的主要作用是用來(lái)減小飛機(jī)著陸時(shí)的速度,縮短飛機(jī)著陸滑跑的距離。這些裝置包括增升裝置(、機(jī)輪剎車(chē)、反推力裝置、減速傘〔阻力傘、減速板〔阻力板〕以及地面〔或艦船上〕減速裝置等等。機(jī)輪剎車(chē)的作用和我們尋常所見(jiàn)的汽車(chē)剎車(chē)一樣,而反推力裝置裝置。w減速傘減速傘也叫阻力傘,通常由主傘、引導(dǎo)傘和傘袋組成,其作用是通過(guò)增大飛機(jī)著陸時(shí)氣動(dòng)阻力的方法來(lái)使飛機(jī)減速。在不用時(shí),減速傘放在飛機(jī)尾部的傘艙內(nèi),并用鋼索、掛扣將減速傘的在氣流的作用下將傘袋拉出,于是主傘漸漸翻開(kāi),產(chǎn)生很大的氣動(dòng)阻力使飛機(jī)減速。飛機(jī)在整個(gè)著陸滑跑過(guò)程中都產(chǎn)生較大的減速度。減速傘可反復(fù)使用屢次,在滑跑的后段,為防止減速傘在地面拖壞,應(yīng)把減速傘拋掉,回收再用。w減速板或液壓來(lái)操縱。需要時(shí)駕駛員操縱作動(dòng)筒把它翻開(kāi),不用時(shí)收入機(jī)身或機(jī)翼內(nèi)。機(jī)翼上的減速板一般裝在機(jī)翼后緣,機(jī)身上的減速板則可裝在機(jī)身兩側(cè)或下部。減速板的面積較小,在著陸滑跑中減速作用不大。其主要作用是提高飛機(jī)飛行時(shí)的機(jī)動(dòng)性。由于飛行時(shí)速度較大,因此減速板產(chǎn)生的阻力也很大,可使飛機(jī)很快地減速。此外,機(jī)翼上的減速板翻開(kāi)時(shí),可使機(jī)翼升力減低,飛機(jī)對(duì)地面的壓力增大,因而加強(qiáng)了機(jī)輪剎車(chē)的效果,這對(duì)縮短著陸滑跑距離是有利的。w攔網(wǎng)裝置這是地面(艦上)前滑跑,飛機(jī)的動(dòng)能被作動(dòng)筒吸取,因而很快地便停頓前進(jìn)。這種裝置構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔,易于安裝到任意機(jī)場(chǎng)上,但吸取動(dòng)能有限,只適用于輕型飛機(jī)。面的根本措施是進(jìn)展垂直起落和短距起落飛機(jī)。附件:改進(jìn)飛機(jī)起飛性能的裝置起飛和著陸速度大為提高。起飛和著陸速度越高,就意味著需要更長(zhǎng)的跑道和更大的機(jī)場(chǎng),而對(duì)機(jī)的起飛和著陸性能,下面就介紹一下改進(jìn)飛機(jī)起飛性能的各種裝置??s短起飛滑跑距離。其中包括起飛、彈射器、加速車(chē)、以及斜臺(tái)放射裝置等。另外,增舉裝置如襟翼(linkstoknowledge/kno212.html)對(duì)改進(jìn)起飛性能也是有益的。w起飛起飛是使用固體或液體推動(dòng)劑()的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),也可稱為助飛火箭,它通常掛在機(jī)翼或機(jī)身下面。其特點(diǎn)是重量輕推力大,例如某種僅240公斤,但可產(chǎn)生2890公斤力的推力,能大大提高起飛滑跑速度,縮短飛機(jī)的起飛滑跑距離,因此目前得到廣泛的應(yīng)用。此外,它還具有工作時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn),飛機(jī)起飛后即可拋掉。高。這對(duì)于殲擊機(jī)在戰(zhàn)斗中快速占據(jù)有利高度來(lái)說(shuō)是很有用的。w起飛彈射裝置起飛彈射裝置就是一個(gè)獨(dú)立的起飛跑道,由拖車(chē)、車(chē)架、鋼索和動(dòng)力裝置等組成。起飛時(shí),飛機(jī)安放在拖車(chē)上,并點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。然后車(chē)架上的動(dòng)力裝置開(kāi)頭工作,通過(guò)傳動(dòng)鼓輪和鋼索牽引的減速裝置而停頓前進(jìn)。使用起飛彈射裝置不但可以用于機(jī)場(chǎng),而且可以把它拆開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn),較易滿足野戰(zhàn)要求,特別適用于殲擊機(jī)。有的彈射裝置特地裝在航空母艦上,用來(lái)使艦載飛機(jī)起飛。w起飛加速車(chē)起飛加速車(chē)是裝有一臺(tái)或幾臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的平板車(chē),當(dāng)飛機(jī)起飛時(shí),飛機(jī)就安放在車(chē)上,飛機(jī)本身和車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)開(kāi)動(dòng),以加大飛機(jī)的起飛推力。因此飛機(jī)便可快速到達(dá)離地速度而脫置小,轉(zhuǎn)移也便利些,因此更符合野戰(zhàn)的要求。同時(shí)還可用于重型飛機(jī)起飛。但是,在起飛滑跑過(guò)程中,加速車(chē)和飛機(jī)一道向前滑跑,一局部發(fā)動(dòng)機(jī)推力要用來(lái)使加速車(chē)本身加速,傳給飛機(jī)的推力削減,所以加速效果比彈射裝置要差一些。w斜臺(tái)放射裝置有斜向放射器。起飛時(shí),飛機(jī)上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭同時(shí)開(kāi)動(dòng),二者相加,構(gòu)成飛機(jī)的總推力。同機(jī)身不是平行、而是向下偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度的。這樣,起飛時(shí)飛機(jī)上的總推力的垂直分力,還可起升力作用。因此,飛機(jī)上的總升力較大,使得它不必加速到離地速度,只要滑動(dòng)身射架,速度值能保證舵面有效工作,即可騰空,接著飛行速度不斷加大,升力跟著加大,當(dāng)升力到達(dá)能抑制飛機(jī)總重的時(shí)候,飛機(jī)就轉(zhuǎn)入正常飛行狀態(tài)。斜臺(tái)放射裝置的優(yōu)點(diǎn)在于構(gòu)造簡(jiǎn)潔、長(zhǎng)度較小、便于轉(zhuǎn)運(yùn),需要的場(chǎng)地也不大,所以機(jī)動(dòng)性較好。其缺點(diǎn)是技術(shù)要求高,偽裝困難。件:前緣縫翼前緣縫翼是安裝在根本機(jī)翼前緣的一段或者幾段狹長(zhǎng)小翼〔如美制轟炸機(jī)B-1B機(jī)翼上有七段前緣縫翼,是靠增大翼型彎度來(lái)獲得升力增加的一種增升裝置。下面用前緣縫翼的一個(gè)剖面來(lái)看看它的工作原理(如下圖)。在前緣縫翼閉合時(shí)〔即相當(dāng)于沒(méi)有安裝前緣縫翼〕,隨著迎角的增大,機(jī)翼上外表的分別區(qū)氣流分別,避開(kāi)了大迎角下的失速,使得升力系數(shù)提高。因此,前緣縫翼的作用主要有兩個(gè):一是延緩機(jī)翼上的氣流分別,提高了飛機(jī)的臨界迎角,使得的。這種裝置在大迎角下,特別是接近或超過(guò)根本機(jī)翼的臨界迎角時(shí)才使用,由于只有在這種狀況下,機(jī)翼上才會(huì)產(chǎn)生氣流分別。從構(gòu)造上看,前緣縫翼有固定式和自動(dòng)式兩種:w固定式前緣縫翼:固定式前緣縫翼直接固定在機(jī)翼前緣上,與根本機(jī)翼之間構(gòu)成一條固定的狹劇增大,因此目前應(yīng)用不多,只有在早期低速飛機(jī)上使用。w自動(dòng)式前緣縫翼:自動(dòng)式前緣縫翼用滑動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)翼相連,它可以依據(jù)迎角的變化而自目前應(yīng)用格外廣泛。附件:特別襟翼機(jī)翼后緣的后緣襟翼以外,還有一些與一般后緣襟翼構(gòu)造有差異的特別襟翼,如位于機(jī)翼前緣的的噴氣襟翼。翼。前緣襟翼也可以看作是可偏轉(zhuǎn)的前緣。在大迎角下,它向下偏轉(zhuǎn),使前緣與來(lái)流之間的角度減小,氣流沿上翼面的流淌比較光滑,避開(kāi)發(fā)生局部氣流分別,同時(shí)也可增大翼型的彎度。的局部迎角增大,當(dāng)飛機(jī)以大迎角飛行時(shí),簡(jiǎn)潔導(dǎo)致機(jī)翼前緣上部發(fā)生局部的氣流分別,使飛機(jī)翼的增升效果,而且其本身也具有增升作用??唆敻窠笠恚号c前緣襟翼作用一樣的還有一種克魯格(Krueger襟翼。它一般位于機(jī)翼前緣根部,靠作動(dòng)筒收放。翻開(kāi)時(shí),伸向機(jī)翼下前方,既增大機(jī)翼面積,又增大翼型彎度,具有較好的增升效果,同時(shí)構(gòu)造也比較簡(jiǎn)潔。的壓縮空氣或燃?xì)饬?,通過(guò)機(jī)翼后緣的縫隙沿整個(gè)翼展向后下方以高速噴出,形成一片噴氣幕,從而起到襟冀的增升作用。這是超音速飛機(jī)的一種特別襟翼,其名稱來(lái)歷就是將“噴氣”和“襟翼”結(jié)合起來(lái)。噴氣襟翼一方面轉(zhuǎn)變了機(jī)翼四周的流場(chǎng),增加了上下壓力差;另一方面,噴氣的反作用力在垂直方向上的分力也使機(jī)翼升力大大增加。所以,這種裝置的增升效果極好。依據(jù)試驗(yàn)說(shuō)明,承受?chē)姎饨笠砜梢允股ο禂?shù)增大到12.4左右,約為附面層掌握系統(tǒng)增升效果的2~3倍。雖然噴氣襟翼的增升效果很好,但也有很多尚待解決的難題:發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣量太大,噴流能量的損失大;形成的噴氣幕對(duì)飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性有不良影響;機(jī)翼構(gòu)造簡(jiǎn)單,重量急劇增加;發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬鲿?huì)燒毀機(jī)場(chǎng)跑道等等。附件:后緣襟翼翼、分裂襟翼、開(kāi)縫襟翼和后退襟翼等等。一般的襟翼均位于機(jī)翼后緣,靠近機(jī)身,在副翼的內(nèi)側(cè)。當(dāng)襟翼下放時(shí),升力增大,同時(shí)阻力也增大,因此一般用于起飛和著陸階段,以便獲得較大的升力,削減起飛和著陸滑跑距離。緣的一局部,當(dāng)放下(即向下偏轉(zhuǎn))時(shí),相當(dāng)于增大了機(jī)翼翼型的彎度,從而使升力增大。當(dāng)它在50~60度時(shí),大約能使升力系數(shù)增大65%~75%。分裂襟翼:分裂襟翼〔也稱為開(kāi)裂襟翼〕。使用時(shí)放下(即向下旋轉(zhuǎn))作用,使氣流流速增大,從而增大了機(jī)翼上下外表的壓強(qiáng)差,使升力增大。除此之外,襟翼下放后,增大了機(jī)翼翼型的彎度,同樣可提高升力。這種襟翼一般可把機(jī)翼的升力系數(shù)提高75%~85%。流向上面,延緩氣流分別,從而到達(dá)增升目的。開(kāi)縫襟翼的增升效果較好,一般可使升力系數(shù)增85%~95%。后退襟翼:后退襟翼在下放前是機(jī)翼后緣的一局部,當(dāng)其下放時(shí),一邊向下偏轉(zhuǎn)一邊向后移動(dòng),既加大了機(jī)翼翼型的彎度,又增大了機(jī)翼面積,從而使升力增大。此外它還有開(kāi)裂襟翼的效果。這種襟翼的增升效果比前三種的增升效果都好,一般可使翼型的升力系數(shù)增加110%~140%。好,但同時(shí)構(gòu)造也更加簡(jiǎn)單。附件:地效飛機(jī)〔或地面〕實(shí)現(xiàn)高速航行的運(yùn)載工具。與一樣排水量的船艇相比,由于它在巡航飛行階段不與水面直接接觸,從而大大削減了航行阻力,提高了巡航速度;與常規(guī)的飛行器相比,它的載運(yùn)重量又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同級(jí)的飛機(jī)。因而地效飛行器將飛機(jī)空中面的飛行空檔。早在航空業(yè)進(jìn)展初期,飛行員們就覺(jué)察飛機(jī)〔尤其是小展弦比、下單翼、寬翼展飛機(jī)〕在著陸過(guò)程中,當(dāng)飛行高度與飛機(jī)翼弦長(zhǎng)度相近時(shí),會(huì)消滅一種附加升力,使飛機(jī)突然感到飄飄然,不太簡(jiǎn)潔完成著陸,這就是所謂的地面效應(yīng)作用。這種附加升力,只是簡(jiǎn)潔地給它起了一個(gè)“空氣墊”的名字。直到消滅誘導(dǎo)阻力理論后,人們才弄清楚這種現(xiàn)象的實(shí)質(zhì),對(duì)其進(jìn)展了更科學(xué)的分類,并冠之以“鄰近地面效應(yīng)”,亦稱“地面效所謂的地面效應(yīng)是飛行器由于地面或水面干擾的存在,飛行器升力面〔通常指機(jī)翼〕的下洗而增大了機(jī)翼升力,同時(shí)削減阻力〔即機(jī)翼誘導(dǎo)阻力因氣流流過(guò)的條件轉(zhuǎn)變而減小〕的二種空氣動(dòng)力特性。與氣墊船不同的是,它必需有前進(jìn)速度才能產(chǎn)生地效作用,所以也稱作動(dòng)力氣墊地效翼船〔艇。地效飛行器曾被稱作“兩不象”:假設(shè)說(shuō)它是飛機(jī),它卻不需要機(jī)場(chǎng)起降,而且能象船一樣在水上航行假設(shè)說(shuō)它是船,它卻又能象飛機(jī)一樣飛行。人類是從覺(jué)察地面效應(yīng)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)而考慮如何應(yīng)用這種附加升力的。從 1897年法國(guó)人最早進(jìn)展地面效應(yīng)飛行試驗(yàn)至今,人類對(duì)地效飛行器的理論爭(zhēng)論和實(shí)踐試驗(yàn)已有了上百年的歷史。不過(guò)因種種因素的制約很多國(guó)家在該領(lǐng)域所取得的成就遠(yuǎn)不如在水上和空中運(yùn)載工具方面那么明顯,目前在這方面獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的是俄羅斯。俄羅斯的專家們經(jīng)過(guò)幾十年困難不斷的努力,已經(jīng)解決了地效飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)、構(gòu)造強(qiáng)度、安全性和使用牢靠性問(wèn)題及其相應(yīng)的構(gòu)造材料、發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)載設(shè)備的保障問(wèn)題并成功地研制出不少最近幾年才被漸漸披露的具有各種用途的地效飛行器使世人對(duì)地效飛行器的性能特點(diǎn)有了更加全面的了解,同時(shí)也引起很多經(jīng)濟(jì)興旺國(guó)家的廣泛興趣。那么地效飛行器到底具有哪些獨(dú)特性能呢?高承載性與高速性地效飛行器的載運(yùn)量可達(dá)自重的5O%,而著名的波音747飛機(jī)載運(yùn)量2O%;它可完全脫離水面或地面航行,需要抑制的阻力只有水的1/8O0,因此其飛行速度比一般船艇速度高9-14倍,比大多數(shù)高速船也快2-4倍。高運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性與飛機(jī)相比,客運(yùn)地效飛行器單位公里耗油量根本上與現(xiàn)代先進(jìn)飛機(jī)相當(dāng),運(yùn)地效飛行器每千克負(fù)載以5OO公里/小時(shí)的航速運(yùn)送5000公里的運(yùn)輸費(fèi)用僅相當(dāng)于常規(guī)船40公里/小時(shí)航速的運(yùn)輸花費(fèi),即O.3—0.4美元而比900公里/小時(shí)速度的飛機(jī)的運(yùn)輸費(fèi)要少一半還多。多航態(tài)營(yíng)運(yùn)特性地效飛行器一般都具有低速排水航行、中速氣墊狀態(tài)航行和高速離水航行等特性。高耐波性與適航性由于地效飛行器承受動(dòng)力氣墊增升等技術(shù),大多都能在3級(jí)海情下順當(dāng)3米時(shí)穩(wěn)定安全地巡航航行。兩棲性地效飛行器不僅可在水面、冰面、雪地上低空掠行,且具有肯定的爬坡、登岸力量,它不受航道環(huán)境和碼頭條件限制,可以快速將人員和貨物運(yùn)往灘頭。良好的隱蔽性和突防力量地效飛行器通常都是貼水面或地面高速掠行,所以一般都處在敵雷達(dá)盲區(qū)內(nèi),很難被覺(jué)察。即使被覺(jué)察,它也能躲避敵艦載或陸基防空武器的攔截,突防力量很強(qiáng)。較強(qiáng)的作戰(zhàn)力量地效飛行器比現(xiàn)有的快艇速度要快、機(jī)動(dòng)性要好,可利用其高速性和突防力量對(duì)敵艦進(jìn)展有效的攻擊,而敵人的水雷、不會(huì)對(duì)其構(gòu)成威逼。多用途性在軍事領(lǐng)域,地效飛行器除可用于攻擊敵艦艇及實(shí)施登陸作戰(zhàn)外,也可用于執(zhí)行運(yùn)送武器裝備、快速布雷、掃雷等任務(wù),還可為海軍部隊(duì)供給緊急醫(yī)療搶救。在民用領(lǐng)域,地效飛行器不僅可用于客、貨運(yùn)輸,還可用于資源勘探、搜尋救援、旅游觀光、遠(yuǎn)洋漁船和鉆井平臺(tái)換員運(yùn)輸、通信保障與郵遞等。盡管地效飛行器使用前景寬闊,但至今進(jìn)展尚有不少技術(shù)障礙。常飛行狀態(tài),空氣動(dòng)力原理格外簡(jiǎn)單,特別對(duì)飛行器操穩(wěn)特性的掌握和操縱面的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的難度,因此這種飛行器的設(shè)計(jì)大量依靠風(fēng)洞試驗(yàn)和水面實(shí)際試航,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)錢(qián),還很難得到一般規(guī)律。此外,這種飛行器要常常從水面進(jìn)入大氣,又要從大氣進(jìn)入水面,這兩種介質(zhì)的交替使用會(huì)給機(jī)體造成特別大的沖擊載荷〔就像我們?cè)谔畷r(shí)不留神可能受“水拍”一樣〕,并使飛行器的氣動(dòng)力受到猛烈擾動(dòng),造成翻轉(zhuǎn)、猛烈顛簸,嚴(yán)峻的會(huì)破壞機(jī)體構(gòu)造折斷機(jī)翼、機(jī)身等。純水流,而是含有大量水氣的空氣,在貼海飛行時(shí)會(huì)吸入浪花,在貼地飛行時(shí)會(huì)吸入地面碎石和雜物。的結(jié)實(shí),又不能太重,還應(yīng)有更好的耐應(yīng)力疲乏性能。正是存在以上很多未知或不定的對(duì)安全性和舒適性有很大威逼的因素,給地效飛行器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn),但可以深信隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)展,以上問(wèn)題必將一一得到解決。附件:旋翼機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。但是除去這些外表上的全都性,旋翼機(jī)和直升機(jī)卻是兩種完全不同的飛機(jī)。旋翼機(jī)實(shí)際上是一種介于直升機(jī)和飛機(jī)之間的飛行器,它除去旋翼外,還帶有一副螺旋槳以系統(tǒng)相連,既能產(chǎn)生升力,又能供給飛行的動(dòng)力,象一臺(tái)電風(fēng)扇。由于旋翼為自轉(zhuǎn)式,傳遞到機(jī)身上的扭矩很小,因此旋翼機(jī)無(wú)需單旋翼直升機(jī)那樣的尾槳,但是一般裝有尾翼,以掌握飛行。在飛行中,旋翼機(jī)同直升機(jī)最明顯的分別為直升機(jī)的旋翼面對(duì)前傾斜,而旋翼機(jī)的旋翼則是向后傾斜的。需要說(shuō)明的是,有的旋翼機(jī)在起飛時(shí),旋翼也可通過(guò)“離合器”同發(fā)動(dòng)機(jī)連系,靠發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生舉力。這樣可以縮短起飛滑跑距離,幾乎以陡直地向上爬升,但還不能垂直上升,也不能在空中不動(dòng)〔。等升空后再松開(kāi)離合器隨旋翼在空中自由旋轉(zhuǎn)。旋翼機(jī)飛行時(shí),舉力主要由旋翼產(chǎn)生,固定機(jī)翼僅供給局部舉力。有的旋翼機(jī)甚至沒(méi)有固定機(jī)翼,全部舉力都靠旋翼產(chǎn)生。由于旋翼機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力是由飛機(jī)前進(jìn)而獲得。萬(wàn)一發(fā)動(dòng)機(jī)在空中停車(chē)螺旋槳不轉(zhuǎn)了,此時(shí)旋翼機(jī)據(jù)慣性連續(xù)維持前飛,并漸漸減低速度和高度,就在這高度下降的同時(shí),也就 有了自下而上的相對(duì)氣流,旋翼就能可自轉(zhuǎn)供給升力。這樣,旋冀機(jī)便可憑飛行員的操縱安全地滑翔降路。即使在行員不能操縱,旋翼機(jī)失去掌握的特別狀況下,也會(huì)像降落傘-樣的降落,雖然也是粗暴著陸,但不會(huì)消滅類似秤陀落地的狀況。狀態(tài),這個(gè)過(guò)渡要損失肯定高度。假設(shè)飛行高度不夠,那么直升機(jī)就可能來(lái)不及過(guò)渡而觸地。旋約束。由于旋翼機(jī)的旋翼是沒(méi)有動(dòng)力的,因此它沒(méi)有由于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋翼系統(tǒng)帶來(lái)的較大的振動(dòng)和噪音,也就不會(huì)因這種振動(dòng)和噪音而使旋翼、機(jī)體等的使用落命縮短或增加乘員的疲乏。旋翼機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)螺旋槳所造成的影響,明顯小得多。另外,旋翼機(jī)還有-個(gè)很貴重的特點(diǎn),就是它的著陸滑跑距離大大地短于起飛沿跑距離,甚至操縱得好可以不滑跑就地著陸,只要-塊比旋翼直徑大一些的地方就可降落,即使不怎么平也不要緊,甚至可在旅游船頂篷或甲板上降落。機(jī)身具有良好的俯仰穩(wěn)定性、滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和速度穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)起來(lái)的旋轉(zhuǎn)槳盤(pán)恰似個(gè)大慣性輪,且旋翼沒(méi)有周期變距等變化。又由于旋翼視的旋翼安裝角比直升機(jī)的要大些,所以具有較好的陀螺效應(yīng),穩(wěn)定性較高。-它滑跑的躍離,當(dāng)?shù)竭_(dá)足夠大的風(fēng)速時(shí),一般的旋翼機(jī)也可以垂直起飛。一般來(lái)說(shuō),旋翼機(jī)的抗風(fēng)力量強(qiáng)于同量級(jí)的固定翼飛機(jī),而大體與直升機(jī)的抗風(fēng)力量旋冀機(jī)可分為兩類,一類是需要滑跑起飛的,這種比較簡(jiǎn)潔,大量的是這一類。另-類是可垂直起飛的,其起飛方法有三種:一種是帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)它的旋翼;其次種是用預(yù)轉(zhuǎn)旋翼并使其到達(dá)正常飛行轉(zhuǎn)速的-定倍數(shù),然后突然脫開(kāi)離合器,同時(shí)使旋翼獎(jiǎng)葉變距而得到較大的升力跳動(dòng)起飛;第三種則是由旋翼翼尖小火箭驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)而供給升力來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直起非這種垂直起飛的過(guò)程,一般都是由自動(dòng)程序掌握來(lái)完成的。旋翼機(jī)的性能價(jià)格比是很高的,它有很多貴重性能,價(jià)格卻比較廉價(jià),約為同量級(jí)直升機(jī)的五分之-到格外之一,相當(dāng)子-輛中等偏上的小汽車(chē)的價(jià)錢(qián)。前面所提到的那種由小火筋驅(qū)動(dòng)旋翼而垂直起飛,由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳使其前-一般直升機(jī)中最廉價(jià)的三分之一。傳動(dòng)系統(tǒng)、主減速器等,構(gòu)造簡(jiǎn)潔,所以不僅價(jià)格低,而且故障率也低。此外使用維護(hù)簡(jiǎn)潔便利。所需費(fèi)用也低。旋翼機(jī)的駕駛比直升機(jī)簡(jiǎn)潔得多。國(guó)外一些旋翼機(jī)-運(yùn)行培訓(xùn)中心,對(duì)沒(méi)有飛過(guò)任何機(jī)種的手,一般通過(guò)兩天的訓(xùn)練和帶飛即可放單飛,而對(duì)有過(guò)訓(xùn)練的人一天就行了。旋翼機(jī)雖然古老,但它也是一種正在蓬勃進(jìn)展的年輕飛行器,其好用、安全、便利的特點(diǎn),使其在將來(lái)的航空器家族中仍將占有一席之地。機(jī)的阻力但凡懂得物理學(xué)問(wèn)的人都知道,飛機(jī)在飛行的過(guò)程中,機(jī)體上所受的力是平衡的。飛機(jī)的重力與飛機(jī)產(chǎn)生的升力平衡,而飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的作用則是抑制飛機(jī)所受的阻力,推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn),使得飛阻力的不同緣由來(lái)說(shuō),飛機(jī)所受的阻力可以分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力、干擾阻力、激波阻力等。摩擦阻力變?yōu)椤拔闪鬟吔鐚印钡哪且稽c(diǎn)叫做“轉(zhuǎn)捩點(diǎn)”。邊界層中的摩擦阻力大小與流淌狀況有很大關(guān)系,從大量的實(shí)踐證明,對(duì)于層流流淌,物體外表受到的摩擦阻力小,而紊流流淌對(duì)物面的摩擦阻力大的多。在一般的機(jī)翼外表,既有層流邊界層,又有紊流邊界層,所以為了減小摩擦阻力,人們就千方百計(jì)地使物體外表的流淌保持層流狀態(tài),例如通過(guò)在機(jī)翼外表上鉆孔,吸除紊流邊界層,這樣就可以到達(dá)減阻的目的。另外,提高面積也是一個(gè)有效的方法。固然前提條件是保證產(chǎn)生足夠的升力和掌握力。例如使用推力矢量技術(shù)的飛機(jī),由于有了發(fā)動(dòng)機(jī)推力直接用于飛行掌握,這樣飛機(jī)的尾翼就可以減小或者去除,這樣就可以大大的減小摩擦阻力。*邊界層分別粘處理的流體之間的這一局部流體就是邊界層。邊界層是一個(gè)薄層,它緊靠物面,沿物面法線方向存在著切向速度的梯度,并因此而產(chǎn)生了粘性應(yīng)力。粘性應(yīng)力對(duì)邊界層的流體來(lái)說(shuō)是阻力,所以隨著流體沿物面對(duì)后流淌,邊界層內(nèi)的流體會(huì)漸漸減速,增壓。由于流體流淌的連續(xù)性,邊界層會(huì)變厚以在同一時(shí)間內(nèi)流過(guò)更多的低速流體。因此邊界層內(nèi)存在著流向的逆壓梯度,流淌在逆壓梯度作用下,會(huì)進(jìn)一步減速,最終整個(gè)邊法連續(xù)貼著物面流淌而“溢出”—邊界層離開(kāi)了物面,它分別了。邊界層分別之后,它將從緊靠物面的地方抬起進(jìn)入主流,與主流發(fā)生參混。結(jié)果是整個(gè)參混區(qū)域的壓力趨于全都。是流體必需流過(guò)物面。邊界層分別假設(shè)發(fā)生在機(jī)翼上將產(chǎn)生很?chē)?yán)峻的后果,那就是失速。邊界層分別還會(huì)使機(jī)翼的阻力大大增加,機(jī)翼被設(shè)計(jì)成園頭尖尾的流線型就是為了減小阻力。在高亞音速飛機(jī)上承受的超臨界翼型,也是為了避開(kāi)邊界層的分別。航空科技人員為了抑制邊界層分別所做的努力,貫穿了近代航空的進(jìn)展歷程,始終是推動(dòng)航空科技進(jìn)展的重要?jiǎng)恿χ弧8郊?誘導(dǎo)阻力機(jī)翼同一般物體相像,也有摩擦阻力和壓差阻力。對(duì)于機(jī)翼而言,這二者合稱“翼型阻力”。機(jī)翼上除翼型阻力外,還有“誘導(dǎo)阻力”〔。這是機(jī)翼所獨(dú)有的一種阻力。由于這種阻力是伴隨著機(jī)翼上舉力的產(chǎn)生而產(chǎn)生的?;蛟S可以說(shuō)它是為了產(chǎn)生舉力而付出的一種代價(jià)。假設(shè)有一架飛機(jī)以某一正迎角a作水平飛行,它的機(jī)翼上面的壓強(qiáng)將降低,而下面的壓強(qiáng)將增高,加上空氣摩擦力,于是產(chǎn)生了舉力Y。這是氣流作用到機(jī)翼上的力,依據(jù)作用和反作用定律,必定有一個(gè)反作用力即負(fù)舉刀力〔Y,由機(jī)翼作用到氣流上,它的方向向下,所以使氣流向下轉(zhuǎn)折一個(gè)角度a度。這一速度叫做“下洗速〔w由試驗(yàn)可知:當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí),下翼面壓強(qiáng)大、上翼面壓強(qiáng)小。由于翼展的長(zhǎng)度是有限的,所,并產(chǎn)生了向下的下洗速〔w。下洗速在兩個(gè)翼尖處最大,向中心漸漸減小,在中心處減到最轉(zhuǎn)時(shí),越靠?jī)?nèi)圈,旋轉(zhuǎn)得越快,越靠外圈,旋轉(zhuǎn)得越慢。因此,離翼尖越遠(yuǎn),氣流垂直向下的下洗速就越小。圖示的就是某一個(gè)翼剖面上的下洗速度。它與原來(lái)相對(duì)速度vu。uv的a1。下洗角使得原來(lái)的沖角aY原來(lái)的函義,它應(yīng)與相對(duì)速度v垂直,可是氣流流過(guò)機(jī)翼以后,由于下洗速wv的方向轉(zhuǎn)變,向下轉(zhuǎn)折一個(gè)下a1uYa1uy1。此處下洗角很yy1一般可看成相等。回這時(shí)飛機(jī)仍沿原來(lái)v的方向前進(jìn)。y1既不同原來(lái)的速度v垂直,必定在其上有一投影為Q前進(jìn)。實(shí)際上是一種阻力。這種阻力是由舉力的誘導(dǎo)而產(chǎn)生的,因此叫做“誘導(dǎo)阻力”。它是由于氣流下洗使原來(lái)的舉力偏轉(zhuǎn)而引起的附加阻力,并不包含在翼型阻力之內(nèi)。圖中機(jī)翼前面的一排小箭頭表示原來(lái)的流速,后面的一排小箭頭則表示流過(guò)機(jī)翼后偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度的流速。誘導(dǎo)阻力同機(jī)翼的平面外形,翼剖面外形,展弦比,特別是同舉力有關(guān)。附件:壓差阻力“壓差阻力”的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)著的物體前后所形成的壓強(qiáng)差所形成的。壓強(qiáng)差所產(chǎn)生的阻力、用刀把一個(gè)物體從當(dāng)中剖開(kāi),正對(duì)著迎風(fēng)吹來(lái)的氣流的那塊面積就叫做“迎風(fēng)面積”。假設(shè)的物體的最大迎風(fēng)面積越大,壓差阻力也就越大。物體外形對(duì)壓差阻力也有很大的作用。把一塊圓形的平板,垂直地放在氣流中。它的前后會(huì)一。外形外,物體在氣流中的位置也影響到壓差阻力的大小。假設(shè)外形遠(yuǎn)離流線體的式樣,那么壓差阻力占主要局部,摩擦阻力則居次要位置,而且總的迎面阻力也較大。附件:激波阻力以音速或超音速運(yùn)動(dòng)時(shí),擾動(dòng)波的傳播速度等于或小于飛機(jī)前進(jìn)速度,這樣,后續(xù)時(shí)間的擾動(dòng)就會(huì)同已有的擾動(dòng)波疊加在一起,形成較強(qiáng)的波,空氣遭到猛烈的壓縮、而形成了激波。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)化所以就叫做“波阻“。從能量的觀點(diǎn)來(lái)看,波阻就是這樣產(chǎn)生的。從機(jī)翼上壓強(qiáng)分布的觀點(diǎn)來(lái)看,波阻產(chǎn)生的狀況大致如下;依據(jù)對(duì)機(jī)翼所作的試驗(yàn),在超音是很大,即阻力不是很大,其中包括翼型阻力和誘導(dǎo)阻力。局部的阻力就是波阻。由于它來(lái)自機(jī)翼前后的壓力差,所以波阻實(shí)際上是一種壓差阻力。固然,假設(shè)飛機(jī)或機(jī)翼的任何一點(diǎn)上的氣流速度不接過(guò)音速,是不會(huì)產(chǎn)生激波和波阻的。阻力對(duì)于飛機(jī)的飛行性能有很大的影響,特別是在高速飛行時(shí),激波和波阻的產(chǎn)生,對(duì)飛機(jī)速度在音速四周時(shí),依據(jù)計(jì)算,波阻可能消耗發(fā)動(dòng)機(jī)大約全部動(dòng)力的四分之三。這時(shí)阻力系數(shù)Cx急驟地增長(zhǎng)好幾倍。這就是由于飛機(jī)上消滅了激波和波阻的原因。由上面所說(shuō)的看來(lái),波阻的大小明顯同激波的外形有關(guān),而激波的外形在飛行 M數(shù)不變的狀況下又主要打算于物體或飛機(jī)的外形,特別是頭部的外形。按相對(duì)于飛行速度〔或氣流速度〕成垂直或成偏斜的狀態(tài),有正激波和斜激波兩種不同的外形。成垂直的是正激波,成偏斜的是斜激波。在飛行M數(shù)超過(guò)1時(shí)〔例如M等于,假設(shè)物體的頭部尖削,象矛頭或刀刃似的,形成的是斜激波;假設(shè)物體的頭部是方楞的或圓鈍的,在物體的前面形成的則是正激波。正激波沿著上下兩端漸漸傾斜,而在遠(yuǎn)處成為斜激波,最終漸漸減弱成為弱擾動(dòng)的邊界波。斜激波的狀況也是一樣的,到末端也漸漸減弱而轉(zhuǎn)化為邊界波。在正激波之后的一小塊空間,氣流穿過(guò)正激波,消耗的動(dòng)能很大,總是由超音速降低到亞音速,在這里形成一個(gè)亞音速區(qū)。M數(shù)的大小也對(duì)激波的外形有影響。當(dāng)M數(shù)等于1或稍大于1〔M=1.042〕時(shí),在尖頭〔如炮彈〕物體前面形成的是正激波。假設(shè)M數(shù)超過(guò)1相當(dāng)多〔例如M9的則是斜激波。大降低,動(dòng)能消耗很大,這說(shuō)明產(chǎn)生的波阻很大;相反的,斜激波對(duì)氣流的阻滯較小,氣流速度降低不多,動(dòng)能的消耗也較小,因而波阻也較小。斜激波傾斜的越厲害,波阻就越小。附件:干擾阻力飛機(jī)上除了摩擦阻力,壓差阻力和誘導(dǎo)阻力以外,還有一種“干擾阻力”值得我們留意,實(shí)踐說(shuō)明,飛機(jī)的各個(gè)部件,如機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等,單獨(dú)放在氣流中所產(chǎn)生的阻力的總和并不等于、而是往往小于把它們組成一個(gè)整體時(shí)所產(chǎn)生的阻力。所謂“干擾阻力”就是飛機(jī)各局部之間由于氣流相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。一個(gè)氣流的通道。在A處氣流通道的截面積比較大,到C點(diǎn)翼面最圓拱的地方,氣流通道收縮到最小,隨后到B處又漸漸擴(kuò)大。依據(jù)流體的連續(xù)性定理和伯努利定理,C處的速度大而壓強(qiáng)小,B處的速度小而壓強(qiáng)大,所以在CB一段通道中,氣流有從高壓區(qū)B回流到低壓區(qū)C的趨了氣流的堵塞現(xiàn)象,使得氣流開(kāi)頭分別,而產(chǎn)生了很多旋渦。這些旋渦說(shuō)明氣流的動(dòng)能有了消耗,因而產(chǎn)生了一種額外的阻力,這一阻力是氣流相互干擾而產(chǎn)生的,所以叫做“干擾阻力”。不但都可能產(chǎn)生。從干擾阻力產(chǎn)生的緣由來(lái)看,它明顯和飛機(jī)不同部件之間的相對(duì)位置有關(guān)。假設(shè)在設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí),認(rèn)真考慮它們的相對(duì)位置,使得它們壓強(qiáng)的增加不大也不急劇,干擾阻力就可減小。另外,漩渦的產(chǎn)生,也可削減“干擾阻力”。附件:飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的分類飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功用是為飛行器供給推動(dòng)動(dòng)力或支持力,是飛行器的心臟。自從飛機(jī)問(wèn)以推動(dòng)飛機(jī)以超音速飛行的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),還有運(yùn)載火箭上可以在外太空工作的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等,時(shí)至今日,飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)形成了一個(gè)種類繁多,用途各不一樣的大家族。飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的分類原則有兩種:按空氣是否參與發(fā)動(dòng)機(jī)工作和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推動(dòng)動(dòng)力的原理。按發(fā)動(dòng)機(jī)是否須空氣參與工作,飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)可分為兩類,大約如下所示:吸空氣發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī),它必需吸進(jìn)空氣作為燃料的氧化劑〔助燃劑〕,所以不能到稠密大氣層之外的空間工作,只能作為航空器的發(fā)動(dòng)機(jī)。一般所說(shuō)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)即指這類發(fā)動(dòng)沖壓噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和脈動(dòng)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等?;鸺龂姎馐桨l(fā)動(dòng)機(jī)是一種不依靠空氣工作的發(fā)動(dòng)機(jī),航天器由于需要飛到大氣層外,所以必需又分為化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等。動(dòng)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),火箭噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等。間接反作用力發(fā)動(dòng)機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛機(jī)的螺旋槳、直升機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)對(duì)空氣作功,使空氣加速向后〔向下〕流淌時(shí),空氣對(duì)螺旋槳〔旋翼〕產(chǎn)生反作用力來(lái)推動(dòng)飛行器。這類發(fā)動(dòng)機(jī)有活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)等。而渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)則既有直接反作用力,也有間接反作用力,但常將其劃歸直接反作用力發(fā)動(dòng)機(jī)一類,所以也稱其為渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。附件:活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)〔氣缸〕內(nèi)燃燒,膨脹作功的機(jī)械。活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)必需帶動(dòng)螺旋槳,由螺旋槳產(chǎn)生推〔拉〕力。所以,作為飛機(jī)的動(dòng)力裝置時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳是不能分割的。〔一〕活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要組成主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門(mén)機(jī)構(gòu)、螺旋槳減速器、機(jī)匣等組成。氣缸是混合氣〔汽油和空氣〕點(diǎn)燃混合氣的電火花塞〔俗稱電嘴〕,以及進(jìn)、排氣門(mén)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氣缸溫度很高,所以氣缸外壁上有很多散熱片,用以擴(kuò)大散熱面積。氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體〔機(jī)匣〕上的排列形式多為星形或V形。常見(jiàn)的星形發(fā)動(dòng)機(jī)有5個(gè)、7個(gè)、9個(gè)、14個(gè)、1824個(gè)氣缸不等。在單缸容積相桿將這種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿用來(lái)連接活塞和曲軸。曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的部〔如各種油泵、發(fā)電機(jī)等。氣門(mén)機(jī)構(gòu)用來(lái)掌握進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)定時(shí)翻開(kāi)和關(guān)閉?!捕郴钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理活塞頂部在曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置叫上死點(diǎn)、最近的位置叫下死點(diǎn)、從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的距離叫活塞沖程。活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)大多是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),即一個(gè)氣缸完成一個(gè)工作循環(huán),活塞在氣缸內(nèi)要經(jīng)過(guò)四個(gè)沖程,依次是進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)頭工作時(shí),首先進(jìn)入“進(jìn)氣沖程”,氣缸頭上的進(jìn)氣門(mén)翻開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉,活塞從穎的汽油和空氣的混合氣體,通過(guò)翻開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸內(nèi)。混合氣體中汽油和空氣的比例,一般是1比15即燃燒一公斤的汽油需要15公斤的空氣。進(jìn)氣沖程完畢后,開(kāi)頭了其次沖程,即“壓縮沖程”。這時(shí)曲軸靠慣性作用連續(xù)旋轉(zhuǎn),把活4OO度體的壓強(qiáng)大大提高,以便增加它燃燒后的做功力量。當(dāng)活塞處于下死點(diǎn)時(shí),氣缸內(nèi)的容積最大,在上死點(diǎn)時(shí)容積最小〔后者也是燃燒室的容積〕?;旌蠚怏w被壓縮的程度,可以用這兩個(gè)容積的比值來(lái)衡量。這個(gè)比值叫“壓縮比”。活塞航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比大約是58,壓縮比越大,氣體被壓縮得越厲害,發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率也就越大。壓縮沖程之后是“工作沖程”,也是第三個(gè)沖程。在壓縮沖程快完畢,活塞接近上死點(diǎn)時(shí),0.015秒;但是速度很快,大約到達(dá)每秒306O75個(gè)大氣壓,燃燒氣體的溫度到攝氏2023250O度。燃燒時(shí),局部溫度可能到達(dá)三、四千度,燃?xì)饧拥交钊系臎_擊力可達(dá)15噸?;钊谌?xì)獾膹?qiáng)大壓力作用下,向下死點(diǎn)快速運(yùn)動(dòng),推動(dòng)連桿也門(mén)下跑,連桿便帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)起來(lái)了。這個(gè)沖程是使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠工作而獲得動(dòng)力的唯一沖程。其余三個(gè)沖程都是為這個(gè)沖程作預(yù)備的。第四個(gè)沖程是“排氣沖程”。工作沖程完畢后,由于慣性,曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn),使活塞由下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門(mén)照舊關(guān)閉,而排氣門(mén)大開(kāi),燃燒后的廢氣便通過(guò)排氣門(mén)向外排出。 當(dāng)活塞到達(dá)上死點(diǎn)時(shí),絕大局部的廢氣已被排出。然后排氣門(mén)關(guān)閉,進(jìn)氣門(mén)翻開(kāi),活塞又由上死點(diǎn)下行,開(kāi)頭了的一次循環(huán)?;钊娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)要完成四沖程工作,除了上述氣缸、活塞、聯(lián)桿、曲軸等構(gòu)件外,還需要一些其他必要的裝置和構(gòu)件?!踩郴钊胶娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)心工作系統(tǒng)〔為了改善高空性能,在進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)常裝有增壓器,其功用是增大進(jìn)氣壓力〕〔主要包括高電壓磁電機(jī)、輸電線、火花塞〔一般為電動(dòng)起動(dòng)機(jī)附件:渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并不能產(chǎn)生向前的動(dòng)力,而是需要驅(qū)動(dòng)一副螺旋槳,使螺旋槳在空氣中旋轉(zhuǎn),以此推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。這種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)+螺旋槳的組合始終是飛機(jī)固定的推動(dòng)模式,很少有人提出過(guò)質(zhì)疑。到了三十年月末,尤其是在二戰(zhàn)中,由于戰(zhàn)斗的需要,飛機(jī)的性能得到了迅猛的進(jìn)展,飛行700-800公里每小時(shí),高度到達(dá)了10000米以上,但人們突然覺(jué)察,螺旋槳飛機(jī)似乎10002023千瓦甚至3000問(wèn)題就出在螺旋槳上,當(dāng)飛機(jī)的速度到達(dá)800公里每小時(shí),由于螺旋槳始終在高速旋轉(zhuǎn),槳尖局部實(shí)際上已接近了音速,這種跨音速流場(chǎng)的直接后果就是螺旋槳的效率急劇下降,推力下降,同時(shí),由于螺旋槳的迎風(fēng)面積較大,帶來(lái)的阻力也較大,而且,隨著飛行高度的上升,大氣變淡薄,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也會(huì)急劇下降。這幾個(gè)因素合在一起,打算了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)+螺旋機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。反的反作用力。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí),從前端吸入大量的空氣,燃燒后高速噴出,在此過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)向氣體施加力,使之向后加速,氣體也給發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)反作用力,推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。事實(shí)上,這一原理很早就被應(yīng)用于實(shí)踐中,我們玩過(guò)的爆竹,就是依靠尾部噴出火藥氣體的反作用力飛上天空的。早在1913年,法國(guó)工程師雷恩.洛蘭就獲得了一項(xiàng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的專利,但這是一種沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),在當(dāng)時(shí)的低速下根本無(wú)法工作,而且也缺乏所需的高溫耐熱材料。1930年,弗蘭克.惠特爾取得了他使用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)專利,但直到11年后,他的發(fā)動(dòng)機(jī)在完成其首次飛行,惠特爾的這種發(fā)動(dòng)機(jī)形成了現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的根底?,F(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管組成,戰(zhàn)斗機(jī)的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)仍屬于熱機(jī)的一種,就必需遵循熱機(jī)的做功原則:式發(fā)動(dòng)機(jī)是一樣的,都需要有進(jìn)氣、加壓、燃燒和排氣這四個(gè)階段,不同的是,在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中這4個(gè)階段是分時(shí)依次進(jìn)展的,但在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中則是連續(xù)進(jìn)展的,氣體依次流經(jīng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)局部,就對(duì)應(yīng)著活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)工作位置??諝馐紫冗M(jìn)入的是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道,當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí),可以看作氣流以飛行速度流向發(fā)動(dòng)機(jī),由于飛機(jī)飛行的速度是變化的,而壓氣機(jī)適應(yīng)的來(lái)流速度是有肯定的范圍的,因而進(jìn)氣道的功能就是通過(guò)可調(diào)管道,將來(lái)流調(diào)整為適宜的速度。在超音速飛行時(shí),在進(jìn)氣道前和進(jìn)氣道內(nèi)氣流速度減至亞音速,此時(shí)氣流的滯止可使壓力上升十幾倍甚至幾十倍,大大超過(guò)壓氣機(jī)中的壓力提高倍數(shù),因而產(chǎn)生了單靠速度沖壓,不需壓氣機(jī)的沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)氣道后的壓氣機(jī)是特地用來(lái)提高氣流的壓力的,空氣流過(guò)壓氣機(jī)時(shí),壓氣機(jī)工作葉片對(duì)氣流做功,使氣流的壓力,溫度上升。在亞音速時(shí),壓氣機(jī)是氣流增壓的主要部件。好等于壓氣機(jī)壓縮空氣所消耗的功以及傳動(dòng)附件抑制摩擦所需的功。經(jīng)過(guò)燃燒后,渦輪前的燃?xì)鈮簹鈾C(jī)進(jìn)口高很多,發(fā)動(dòng)機(jī)的推力就是這一局部燃?xì)獾哪芰慷鴣?lái)的。這一速度比氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的速度大得多,使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得了反作用的推力。但是,由于渦輪材料等的限制,目前只能到達(dá)1650K左右,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)有時(shí)需要短時(shí)間增加推燒,由于加力燃燒室內(nèi)無(wú)旋轉(zhuǎn)部件,溫度可達(dá)2023K,可使發(fā)動(dòng)機(jī)的推力增加至1.5倍左右。限的,低空不過(guò)十幾秒,多用于起飛或戰(zhàn)斗時(shí),在高空則可開(kāi)較長(zhǎng)的時(shí)間。隨著航空燃?xì)鉁u輪技術(shù)的進(jìn)步,人們?cè)跍u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的根底上,又進(jìn)展了多種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),如依據(jù)增壓技術(shù)的不同,有沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和脈動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī);依據(jù)能量輸出的不同,有渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)等。者,成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主流。件:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用。但假設(shè)用在對(duì)經(jīng)濟(jì)性有嚴(yán)格要求的亞音速民用運(yùn)輸機(jī)上卻是不行承受的。要提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率,首先要知道什么式發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。發(fā)動(dòng)機(jī)的效率實(shí)際上包括兩個(gè)導(dǎo)致在空氣中損失的動(dòng)能增加,這樣又降低了推動(dòng)效率。由于熱效率和推動(dòng)效率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)參數(shù)沖突的要求,致使渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率難以得到較大的提升。度又至少不增加排氣速度呢?答案就是承受渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的的進(jìn)入壓氣機(jī)〔內(nèi)涵道〔外涵道。由于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)一局部的燃?xì)饽芰勘挥脕?lái)帶動(dòng)前端的風(fēng)扇,因此降低了排氣速度,提高了推動(dòng)效率,而且,假設(shè)推動(dòng)效率不再?zèng)_突,只要構(gòu)造和材料允許,提高渦輪前溫度總是有利的。目前航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要分兩類,即不加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)和加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。前者主要用于高亞音速運(yùn)輸機(jī),后者主要用于殲擊機(jī),由于用途不同,這兩類發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造參數(shù)也大不一樣。不加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)不僅渦輪前溫度較高,而且風(fēng)扇直徑較大,涵道比可達(dá)8以上,線客機(jī)、軍用運(yùn)輸機(jī)等最大速度為M0.9風(fēng)扇直徑大,空氣流量就大,因而推力也較大。同時(shí)由于排氣速度較低,這種發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音也較小。動(dòng)機(jī),但為了追求高的推重比和減小阻力,這種發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比一般在1.0以下。在高速飛行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的加力翻開(kāi),外涵道的空氣和渦輪后的燃?xì)庖煌M(jìn)入加力燃燒室噴油后再次燃燒,使推力可大幅度增加,甚至超過(guò)了加力式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),而且隨著速度的增加,這種發(fā)動(dòng)機(jī)的加力比還會(huì)上升,并且耗油率有所下降。加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)由于具有這種低速時(shí)較油耗低,開(kāi)加力時(shí)推重比大的特點(diǎn),目前已在一代殲擊機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。附件:脈動(dòng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)脈動(dòng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,可用于靶機(jī),或航空模型上。德國(guó)納粹在其次次世界大戰(zhàn)的后期,曾用它來(lái)推動(dòng)V-1,轟炸過(guò)倫敦。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造如下圖,它的前部裝有單向活門(mén),之后是含有燃油噴嘴和火花塞的燃燒室,最終是特別設(shè)計(jì)的長(zhǎng)長(zhǎng)的尾噴管。慣性作用,雖然燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)同外面大氣的壓強(qiáng)相等,仍會(huì)連續(xù)向外噴,所以在燃燒室內(nèi)造成空氣淡薄的現(xiàn)象,使壓強(qiáng)顯著降低到小于大氣壓,于是空氣再次翻開(kāi)單向活門(mén)流入燃燒室,噴油燒、排氣的循環(huán)過(guò)程進(jìn)展得很快,一秒鐘大約可達(dá)40~50次。脈動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)在原地可以起動(dòng),構(gòu)造簡(jiǎn)潔,重量輕,造價(jià)廉價(jià)。這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。但它只適于低速飛行〔速度極限約為每小時(shí)0~0公里短,加上振動(dòng)猛烈,燃油消耗率大等缺點(diǎn),使得它的應(yīng)用受到限制。渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)距起落飛機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)于195112月開(kāi)頭裝在直升機(jī)上,作第一次飛行。那時(shí)它屬于渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī),并沒(méi)有自成體系。以后隨著直升機(jī)在軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)上使用越來(lái)越普遍,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)才獲得獨(dú)立的地位。在工作和構(gòu)造上,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)同渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)根相近。它們都是由渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的原理演化而來(lái),只不過(guò)后者將風(fēng)扇變成了螺旋槳,而前者將風(fēng)扇變成了直升機(jī)的旋翼。除此之外,渦()且主要用在直升機(jī)和垂直/短距起落飛機(jī)上。在構(gòu)造上,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也有進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室和尾噴管等燃?xì)獍l(fā)生器根本構(gòu)造,但它一般都裝有自由渦輪,如下圖,前面的是兩級(jí)一般渦輪,它帶動(dòng)壓氣機(jī),維持發(fā)動(dòng)機(jī)工作,后面的二級(jí)是自由渦輪,燃?xì)庠谄渲凶鞴Γㄟ^(guò)傳動(dòng)軸特地用來(lái)帶動(dòng)直升機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn),使它升空飛行。此外,從渦輪番出來(lái)的燃?xì)?,?jīng)過(guò)尾噴管?chē)姵觯僧a(chǎn)生肯定的推力,由于噴速不大,這種推力很小,如折合為功率,大約僅占總功率的格外之一左右。有時(shí)噴速過(guò)小,甚至不產(chǎn)生什么推力。為了合理地安排直升機(jī)的構(gòu)造,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口,可以向上,向下或向兩側(cè),不象渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)那樣非向后不行。這有利于直升機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的總體安排。渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)是用于直升機(jī)的,它與旋翼協(xié)作,構(gòu)成了直升機(jī)的動(dòng)力裝置。依據(jù)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的理論,從理論上講,旋翼的直徑愈大愈好。同樣的核心發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生同樣的循環(huán)功率,所協(xié)作的旋翼直徑愈大,則在旋翼上所產(chǎn)生的升力愈大。事實(shí)上,由于在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中有損失,過(guò)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的500-1000倍。同渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和直升機(jī)常用的另一種動(dòng)力裝置——活塞發(fā)動(dòng)機(jī)采相比,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的功率重量比要大得多,在2.5以上。而且就發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率來(lái)說(shuō),渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也大得多,目前使用中的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率,最高可達(dá)600010000馬力,活塞發(fā)動(dòng)則相差很遠(yuǎn)。在經(jīng)濟(jì)性上,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率略高于最好的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),但它所用的航空煤重更大的減速齒輪系統(tǒng),有時(shí)它的重量竟占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量一半以上。附件:渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)一般來(lái)說(shuō),現(xiàn)代不加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比是有著不斷加大的趨勢(shì)的。由于對(duì)于渦輪風(fēng)高,這也要求相應(yīng)地增大涵道比。對(duì)于一架低速〔500~600km/h〕的飛機(jī)來(lái)說(shuō),在肯定的渦輪前溫度下,其適當(dāng)?shù)暮辣葢?yīng)為50以上,這明顯是發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造所無(wú)法承受的。為了提高效率,人們干脆便拋去了風(fēng)扇的外涵殼體,用螺旋槳代替了風(fēng)扇,便形成了渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)稱渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)由螺旋槳和燃?xì)獍l(fā)生器組成,螺旋槳由渦輪帶動(dòng)。由于螺旋槳的直徑較大,轉(zhuǎn)速要遠(yuǎn)比渦輪低,只有大約1000轉(zhuǎn)/分,為使渦輪和螺旋槳都工作在正常的范圍內(nèi),需要在它們之間安裝一個(gè)減速器,將渦輪轉(zhuǎn)速降至格外之一左右后,才可的總重,作為發(fā)動(dòng)機(jī)整體的一個(gè)部件,減速器在設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)中占有相當(dāng)重要的地位。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳后的空氣流就相當(dāng)于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的外涵道,由于螺旋槳的直徑比發(fā)動(dòng)機(jī)大很多,氣流量也遠(yuǎn)大于內(nèi)涵道,因此這種發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上相當(dāng)于一臺(tái)超大涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。同,渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功率輸出方式為螺旋槳的軸功率,而尾噴管?chē)姵龅娜細(xì)馔屏ξ⑿。徽伎偼屏Φ?%2~6級(jí)?!补β?重量〕也大,最大功率可超過(guò)10000馬力,功重比為4以上;而活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)最大不過(guò)三四千馬力,功重比2左右。其次,由于削減了運(yùn)動(dòng)部件,尤其是沒(méi)有做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞,渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好,噪音小,工作壽命長(zhǎng),修理費(fèi)用也較低。而且,由于核心局部承受燃?xì)獍l(fā)生器,渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的適用高度和速度范圍都要比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高很多。在耗油率方面,二者相差不多,但渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的煤油要比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油廉價(jià)。由于涵道比大,渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)在低速下效率要高于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),但受到螺旋槳效率的影響,它的適用速度不能太高,一般要小于900km/h。目前在中低速飛機(jī)或?qū)Φ退傩阅苡袊?yán)格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機(jī)中的到廣泛應(yīng)用。附件:螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是一種介于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)之間的一種發(fā)動(dòng)機(jī)形式,其目標(biāo)是將前者的高速性能和后者的經(jīng)濟(jì)性結(jié)合起來(lái),目前正處于爭(zhēng)論和試驗(yàn)階段。螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造見(jiàn)圖,它由燃?xì)獍l(fā)生器和一副螺槳-風(fēng)扇〔由于實(shí)在無(wú)法給這個(gè)又象螺旋槳又象風(fēng)扇的東東起個(gè)名字,只好叫它螺槳-風(fēng)扇〕組成。螺槳-風(fēng)扇由渦輪驅(qū)動(dòng),無(wú)涵道外〔一般有6~8葉,葉片又薄又寬,而且前緣后掠,這些又有些類似于風(fēng)扇葉片。了涵道的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)盡管效率較高,但由于螺旋槳的速度限制無(wú)法應(yīng)用于M0.8~M0.95的現(xiàn)代高亞音速大型寬體客機(jī),螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的概念則應(yīng)運(yùn)而生。M0.8時(shí),帶動(dòng)的空氣量約為內(nèi)涵空氣流量的100倍,相當(dāng)于涵道比為100,這是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)所望塵莫及的,將其應(yīng)用于飛機(jī)上,可將高空巡航耗油率較目前高涵道比輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)降低15%左右。效率就急劇下降,因此裝有渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)速度限制在M0.6~M0.65左右;而螺槳-風(fēng)扇的既寬且薄、前緣鋒利并帶有后掠的葉型則類似于超音速機(jī)翼的剖面外形,這種葉型的跨音速性能就要好的多,在飛行速度為M0.8時(shí)仍有良好的推動(dòng)效率,是目前型發(fā)動(dòng)機(jī)中最有期望的一種。有嚴(yán)格要求的客機(jī)來(lái)講是一個(gè)難題。另外,暴露在空氣中的螺槳-風(fēng)扇的氣動(dòng)設(shè)計(jì)也是目前爭(zhēng)論的難點(diǎn)所在。螺槳風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)附件:沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)。它通常由進(jìn)氣道〔又稱擴(kuò)壓器、燃燒室、推動(dòng)噴管三部組成。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有壓氣機(jī)〔也就不需要燃?xì)鉁u輪〕,所以又稱為不帶壓氣機(jī)的空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣的方法,是靠飛行器高速飛行時(shí)的相對(duì)氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道中減速,將動(dòng)能轉(zhuǎn)變成壓力能〔例如進(jìn)氣速度為3倍音速時(shí),理論上可使空氣壓力提高37倍。沖壓發(fā)室與燃油〔一般為煤油〕混合燃燒,將溫度提高到20232200℃甚至更高,高溫燃?xì)怆S后經(jīng)推動(dòng)噴管膨脹加速,由噴口高速排出而產(chǎn)生推力。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與進(jìn)氣速度有關(guān),如進(jìn)氣速3倍音速時(shí),在地面產(chǎn)生的靜推力可以超過(guò)2OO千牛。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造簡(jiǎn)潔、重量輕、推重比大、本錢(qián)低。但因沒(méi)有壓氣機(jī),不能在靜止的條件力裝置的飛行器,在起飛時(shí)開(kāi)動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),待飛行速度足夠使沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的時(shí),再使用沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)而關(guān)閉與之協(xié)作工作的發(fā)動(dòng)機(jī);在著陸階段,當(dāng)飛行器的飛行行器的動(dòng)力裝置單獨(dú)使用時(shí),則這種飛行器必需由其他飛行器攜帶至空中并具有肯定速度時(shí),才機(jī)上。按應(yīng)用范圍劃分,沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分為亞音速、超音速、超群音速三類。一、亞音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)亞音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)使用集中形進(jìn)氣道和收斂形噴管,以航空煤油為燃料。飛行時(shí)增壓比不超過(guò)1.89,飛行馬赫數(shù)小于O.5時(shí)一般不能正常工作。亞音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在亞音速航空器上,如亞音速靶機(jī)。二、超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)承受超音速進(jìn)氣道〔燃燒室入口為亞音速氣流〕管,用航空煤油或烴類燃料。超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)速度為亞音速~6倍音速,用于超音速靶機(jī)和地對(duì)空〔一般與固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相協(xié)作〕。三、超群音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)這種發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒在超音速下進(jìn)展,使用碳?xì)淙剂匣蛞簹淙剂希w行馬赫數(shù)高達(dá) 5~16,目前超群音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)正處于研制之中。由于超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室入口為亞音速氣流,也有將前兩類發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)稱為亞音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī),而將第三種發(fā)動(dòng)機(jī)稱為超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)。附件:火箭發(fā)動(dòng)機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)勞動(dòng)人民首先制造出來(lái)的。早在唐代初年(約在七世紀(jì)〕火藥就消滅了,南宋時(shí)代火藥用來(lái)制造煙火,其中包括“起花”。大約在十三世紀(jì)制成火箭。我國(guó)古代制造的火箭和起花所用的是黑色火藥。它們的工作原理和現(xiàn)代的固體燃料火箭是一樣的。同空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比較,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)是:它自身既帶燃料,又帶氧化劑,靠氧化劑來(lái)助燃,不需要從四周的大氣層中吸取氧氣。所以它不但能在大氣層內(nèi),也可在大氣層之外的宇宙真空中工作。這是任何空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都做不到的。目前放射的人造衛(wèi)星、 月球飛船以及各種宇宙飛行器所用的推動(dòng)裝置,都是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。加氧化劑的合稱。一、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為使用固體推動(dòng)劑的化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。固體推動(dòng)劑有聚氨酯、聚丁二烯、端羥基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由藥柱、燃燒室、噴管組件和點(diǎn)火裝置等組成。藥柱是由推動(dòng)劑與少量添加劑制成的中空?qǐng)A柱體〔中空局部為燃燒面,其橫截面外形有圓形、星形等〔一般即為發(fā)動(dòng)機(jī)殼體〕中。在推動(dòng)劑燃燒時(shí),燃燒室須承受2500~3500度的高溫順102~2×107帕的高壓力,所以須用高強(qiáng)度合金鋼、鈦合金或復(fù)合材料制造,并在藥柱與燃燒內(nèi)壁間裝備隔熱襯。〔裝黑火藥或煙火劑〕熱絲點(diǎn)燃黑火藥,再由黑火藥點(diǎn)火燃藥拄。件。該系統(tǒng)能轉(zhuǎn)變?nèi)細(xì)鈬娚浣嵌?,從而?shí)現(xiàn)推力方向的轉(zhuǎn)變。藥柱燃燒完畢,發(fā)動(dòng)機(jī)便停頓工作。在燃燒到中常備待用和操縱便利牢靠等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是“比沖”小〔也叫比推力,是發(fā)動(dòng)機(jī)推力與每秒消耗推動(dòng)劑重量的比值,單位為秒〕。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)比沖在250~300秒,工作時(shí)間短,加速度大導(dǎo)致推力不易掌握,重復(fù)起動(dòng)困難,從而不利于載人飛行。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要用作火箭彈、和探空火箭的發(fā)動(dòng)機(jī),以及航天器放射和飛機(jī)起飛的助推發(fā)動(dòng)機(jī)。二、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是指液體推動(dòng)劑的化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。常用的液體氧化劑有液態(tài)氧、四氧化二氮等,燃燒劑由液氫、偏二甲肼、煤油等。氧化劑和燃燒劑必需儲(chǔ)存在不同的儲(chǔ)箱中。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一般由推力室、推動(dòng)劑供給系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)掌握系統(tǒng)組成。推力室是將液體推動(dòng)劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成推動(dòng)力的重要組件。它由推動(dòng)劑噴嘴、燃燒室、噴管組件等組成,見(jiàn)圖。推動(dòng)劑通過(guò)噴注器注入燃燒室,經(jīng)霧化,蒸發(fā),混合和燃燒等過(guò)成生成燃燒產(chǎn)物,以高速〔25005000米/秒〕從噴管中沖出而產(chǎn)生推力。燃燒室內(nèi)壓力可達(dá)2O0大氣壓〔20OMPa300O~4000℃,故需要冷卻。推動(dòng)劑供給系統(tǒng)的功用是按要求的流量和壓力向燃燒室輸送推動(dòng)劑。按輸送方式不同,有擠壓式〔氣壓式〕和泵壓式兩類供給系統(tǒng)。擠壓式供給系統(tǒng)是利用高壓氣體經(jīng)減壓器減壓后〔氧化劑、燃燒劑的流量是靠減壓器調(diào)定的壓力掌握〕進(jìn)入氧化劑、燃燒劑貯箱,將其分別擠壓到燃燒液壓泵輸送推動(dòng)劑。發(fā)動(dòng)機(jī)掌握系統(tǒng)的功用是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作程序和工作參數(shù)進(jìn)展調(diào)整和掌握。工作程序包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、工作。關(guān)機(jī)三個(gè)階段,這一過(guò)程是按預(yù)定程序自動(dòng)進(jìn)展的。工作參數(shù)主要指推力大小、推動(dòng)劑的混合比。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是比沖高〔25O~5OO秒〔單臺(tái)推力在1克力~700噸力、能反復(fù)起動(dòng)、能掌握推力大小、工作時(shí)間較長(zhǎng)等。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要用作航天器放射、姿勢(shì)修正與掌握、軌道轉(zhuǎn)移等。三、其他能源的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)〔一〕電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)不同,這種發(fā)動(dòng)機(jī)的能源和工質(zhì)是分開(kāi)的。電能由飛行器供給,一般由太陽(yáng)能、核能、化學(xué)能經(jīng)轉(zhuǎn)換裝置得到。工質(zhì)有氫、氮、氬、汞、氨等氣體。電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由電源、電源交換器、電源調(diào)整器、工質(zhì)供給系統(tǒng)和電推力器組成。電源和電用是將電能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的動(dòng)能,使其產(chǎn)生高速噴氣流而產(chǎn)生推力。按加速工質(zhì)的方式不同,電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)有電熱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、靜電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和電磁火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的三種類型。電熱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)利用電能加熱〔電阻加熱或電弧加熱〕工質(zhì)〔氫、胺、肼等〕,使其氣化;經(jīng)噴管膨脹加速后,由噴口排出而產(chǎn)生推力。靜電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)〔汞、銫、氫等〕從貯箱輸入電離室被電離成離子,然后在電極的靜電場(chǎng)作用下加速成高速離子流而產(chǎn)生推力。電沖〔70O~250O秒、極長(zhǎng)的壽命〔可重復(fù)起動(dòng)上萬(wàn)次、累計(jì)工作可達(dá)上萬(wàn)小時(shí)〕。但產(chǎn)生的推10ON。這種發(fā)動(dòng)機(jī)僅適用于航天器的姿勢(shì)掌握、位置保持等。〔二〕核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的核反響堆、冷卻噴管、工質(zhì)輸送系統(tǒng)和掌握系統(tǒng)等組成。在核反響堆中,核能轉(zhuǎn)變成熱能以加熱工質(zhì),被加熱的工質(zhì)經(jīng)噴管膨脹加速后,以6500~1100O米/秒的速度從噴口排出而產(chǎn)生推力。核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖高〔250~1000秒〕壽命長(zhǎng),但技術(shù)簡(jiǎn)單,只適用于長(zhǎng)期工作的題未能解決,至今仍處于試驗(yàn)之中。此外,太陽(yáng)加熱式和光子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尚處于理論探究階段。附件:噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是熱機(jī)的一種。熱機(jī)是連續(xù)不斷地將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動(dòng)力裝置。熱機(jī)的熱效率為輸出的機(jī)械能與輸入的熱能的比值。依據(jù)熱力學(xué)其次定律,這個(gè)比值應(yīng)小于1。A-B為定溫加熱膨脹過(guò)程,參加的熱量q1全部對(duì)外做功;C-D為定溫放熱收縮過(guò)程,外界做功全部轉(zhuǎn)化為熱量q2B-CD-A過(guò)程相互抵消。因此,一個(gè)循環(huán)的做功輸出:W=q1-q2即為陰影局部的面積。那么,卡諾循環(huán)熱機(jī)的熱效率:n=W/q1=1-T2/T1T1,或降低低溫?zé)嵩吹臏囟萒2。燒室進(jìn)入到渦輪前的溫度,這樣才能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。附件:噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和發(fā)動(dòng)機(jī)的凈重之比,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。了構(gòu)造方面的設(shè)計(jì)水平。目前,高性能的加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比可達(dá)8~10。推動(dòng)效率發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給飛行器的推動(dòng)功率與其產(chǎn)生的總機(jī)械功率之比,即:推動(dòng)效率=傳給飛行器的推動(dòng)功率/進(jìn)排氣的機(jī)械能之差依據(jù)計(jì)算可知,發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)效率僅與進(jìn)氣速度〔等于飛機(jī)飛行速度〕和排氣速度有關(guān):推動(dòng)效率=2/1+排氣速度/進(jìn)氣速度由此可見(jiàn),噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)效率由排氣速度和飛行速度的比值打算,比值越大,推動(dòng)效率越低。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比在構(gòu)造上,通常將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪叫做核心發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)生器。涵道比,也叫流量比。航空相關(guān)技術(shù)主動(dòng)掌握技術(shù)主動(dòng)掌握技術(shù)〔ely,是由美國(guó)領(lǐng)先提出的一種飛機(jī)設(shè)計(jì)和掌握系統(tǒng)對(duì)總體設(shè)計(jì)的影響,充分發(fā)揮飛行掌握系統(tǒng)潛力的一種飛行掌握技術(shù)。F-16是世界上第一架承受主動(dòng)掌握思想設(shè)計(jì)的飛機(jī)。承受主動(dòng)掌握技術(shù)的設(shè)計(jì)方法和常規(guī)設(shè)計(jì)方法有什么不同呢?我們就從常規(guī)的飛機(jī)設(shè)計(jì)方面作出讓步或犧牲,例如為實(shí)現(xiàn)更好的氣動(dòng)穩(wěn)定性就必需在尾翼的重量和阻力方面付出代價(jià)。折衷之后就確定了飛機(jī)的構(gòu)形,再經(jīng)過(guò)風(fēng)洞吹風(fēng)后,對(duì)飛機(jī)的各分系統(tǒng)〔其中包括飛行掌握系統(tǒng)〕進(jìn)展姿勢(shì)航跡掌握。常規(guī)設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟他分系統(tǒng)提出設(shè)計(jì)要求。這樣就可以放寬對(duì)氣動(dòng)、構(gòu)造和發(fā)動(dòng)機(jī)方面的限制,依靠掌握系統(tǒng)主動(dòng)潛力,因而稱這種技術(shù)為主動(dòng)掌握技術(shù)。承受主動(dòng)掌握技術(shù)的設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)步驟因素來(lái)考慮,所以這種技術(shù)又被稱作隨控布局技術(shù)〔ControlConfiguredVehicle。飛機(jī)變成進(jìn)展機(jī)動(dòng)性好的空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī),正是提高飛機(jī)機(jī)動(dòng)性的努力使主動(dòng)掌握技術(shù)走向航空科技的前緣;其次個(gè)是現(xiàn)代自動(dòng)飛行掌握技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的快速進(jìn)展,為主動(dòng)掌握技術(shù)的實(shí)現(xiàn)奠定了物質(zhì)根底。從掌握的角度來(lái)說(shuō),主動(dòng)掌握技術(shù)實(shí)際上是自動(dòng)掌握系統(tǒng)的反響原理的應(yīng)用和進(jìn)展。飛機(jī)上最早的應(yīng)用就是自動(dòng)駕駛儀,但早期的自動(dòng)駕駛儀主要是為減輕駕駛員保持姿勢(shì)、了增穩(wěn)系統(tǒng)造成人工阻尼來(lái)解決,由于增穩(wěn)系統(tǒng)所阻尼的是頻率較高的短周期振動(dòng),這是駕駛員來(lái)不及反響并進(jìn)展手操縱的,因此增穩(wěn)系統(tǒng)的功能是駕駛員無(wú)法取代的。增穩(wěn)系統(tǒng)的承受,減輕系統(tǒng)來(lái)進(jìn)展掌握,然而在越南戰(zhàn)斗中,美軍被擊落的飛機(jī)中有30%是被地面炮火擊中機(jī)械操縱技術(shù)的物質(zhì)載體。承受主動(dòng)掌握技術(shù)的飛機(jī)可以具有以下一些功能:放寬靜穩(wěn)定度實(shí)現(xiàn)直接力掌握掌握機(jī)動(dòng)載荷掌握突風(fēng)載荷掌握機(jī)體顫振承受綜合火控/飛行/推力掌握系統(tǒng)承受主動(dòng)掌握技術(shù)之后,對(duì)飛機(jī)的性能有很大提高,主要表現(xiàn)在:減小飛機(jī)尺寸,減輕構(gòu)造重量,降低巡航阻力,增大航程;提高戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性和完成作戰(zhàn)任務(wù)的效率;削減構(gòu)造疲乏損壞,延長(zhǎng)使用壽命,改善乘座品質(zhì)和著陸性能,減輕駕駛員工作負(fù)擔(dān);降低制造本錢(qián)和維護(hù)費(fèi)用;國(guó)外的第三代戰(zhàn)斗機(jī)都廣泛承受了主動(dòng)掌握技術(shù),例如F-16,F(xiàn)-18,Su-27,Mig-29等等。民航機(jī)也有承受主動(dòng)掌握技術(shù)的,例如波音777A320等等。附件:變后掠翼技術(shù)機(jī)翼是飛機(jī)上一個(gè)極其重要的部件,飛機(jī)的升力根本上都是由機(jī)翼產(chǎn)生的。從1903年萊速度根本上每十年便翻一番,從最初的每小時(shí)幾十公里到如今的超音速飛行,在這中間,機(jī)翼扮演了一個(gè)重要的角色。機(jī)翼材料強(qiáng)度不夠,因此只能給飛機(jī)裝上兩層乃至三層機(jī)翼,這樣的機(jī)翼阻力太大,固然沒(méi)有方法飛得快。機(jī)翼就必需設(shè)計(jì)成能夠產(chǎn)生大升力、小阻力的外形。機(jī)翼的主要參數(shù)有翼展lb、前緣后掠角χ、展弦比λ等〔如下圖。翼展是指機(jī)翼左右翼尖之間的長(zhǎng)度;翼弦是指機(jī)翼沿機(jī)身方向的弦長(zhǎng),除了矩形機(jī)翼外,機(jī)翼不同地方的翼弦是不一樣的;前緣后掠角是指機(jī)翼前緣與機(jī)身軸線的垂線之間的夾角;展弦比λl和平均翼弦的比值。時(shí)則應(yīng)當(dāng)承受后掠翼;超音速飛行時(shí)就必需承受小展弦比的機(jī)翼(如三角翼)以便減小由于超音速而急劇增加的阻力。而且每次飛行總需要起飛和降落。這就產(chǎn)生了一個(gè)難題,到底按哪個(gè)速度范圍設(shè)計(jì)機(jī)翼呢?變后掠翼技術(shù)便是為解決這一問(wèn)題而提出的,它可以使飛機(jī)在飛行過(guò)程中依據(jù)飛行速度的大小自動(dòng)改變機(jī)翼的后掠角,這樣既可以滿足高速飛行的需要,也可以使飛機(jī)有良好的低速性能和起飛滑跑力量-23-27-24、圖-160F-111、F-14A、B-1B(Tornado)等等。圖中是F-14A“雄貓”艦載超音速戰(zhàn)斗機(jī)的解剖圖,可見(jiàn)變后掠翼由固定的內(nèi)翼和可動(dòng)的外翼組成,二者用轉(zhuǎn)動(dòng)樞紐聯(lián)接。此外機(jī)翼前面還增設(shè)了可伸縮的小翼,用來(lái)改善變后掠翼的操縱性。在飛行中,F(xiàn)-14A的機(jī)翼前緣后掠角可以從2068度;而在艦上停放時(shí),后掠角最大可達(dá)75度,可以削減在航空母艦上所占的面積。此外,由于在航空母艦上起飛和著陸距離較短,因此要求艦載機(jī)有良好的起飛著陸性能,否則就要一頭扎進(jìn)大海了,F(xiàn)-14A承受變后掠翼技術(shù)正好能滿足這一要求。所降低。附件:電傳操縱技術(shù)從飛機(jī)制造直到現(xiàn)在,飛機(jī)的操縱系統(tǒng)仍舊主要是機(jī)械式的操縱系統(tǒng)。機(jī)械操縱系統(tǒng)在操縱裝置〔操縱桿、腳蹬〕和飛機(jī)的舵機(jī)之間存在著一套相當(dāng)簡(jiǎn)單的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置和液壓管路,飛行員操縱操縱桿和腳蹬,通過(guò)上述聯(lián)動(dòng)裝置掌握舵機(jī)位置,從而使飛機(jī)到達(dá)期望的姿勢(shì)和航向。去拉動(dòng)舵面感到困難,于是作為駕駛員關(guān)心操縱裝置的液壓助力器安裝在操縱系統(tǒng)中。它由一個(gè)用。到作動(dòng)器的伺服閥上,不再與操縱面發(fā)生直接機(jī)械聯(lián)系。使用全助力操縱的主要緣由是在跨音速飛行中非線性力的影響,由于這種操縱方法不再需要飛行員的體力去轉(zhuǎn)變舵面狀態(tài),使得飛行員雖然在移動(dòng)操縱面時(shí)不需要,但在操縱飛機(jī)時(shí)給飛行員供給適當(dāng)?shù)牟倏v品質(zhì)還是必要的,人工桿力的設(shè)計(jì)可以使人的操縱感覺(jué)從亞音速飛行平滑地過(guò)渡到超音速飛行階段。隨著飛機(jī)尺寸的連續(xù)增加和性能的進(jìn)一步提高,增加穩(wěn)定性幫助飛行員操縱變得格外迫切,通過(guò)傳感器反響的飛機(jī)狀態(tài),在程序掌握下自動(dòng)掌握舵機(jī)偏轉(zhuǎn),以保證飛機(jī)靜穩(wěn)定性。這種增穩(wěn)系統(tǒng)與駕駛桿或腳蹬是相互獨(dú)立的,因而增穩(wěn)系統(tǒng)的工作不影響駕駛員的操縱。從增穩(wěn)系統(tǒng)進(jìn)展到電傳操縱〔FBW〕系統(tǒng)只是很小的一步,通過(guò)加上一個(gè)離合器或其它使機(jī)械系統(tǒng)在不使用時(shí)斷開(kāi)的方法便可以實(shí)現(xiàn),“協(xié)和”超音速客機(jī)上就裝有這種系統(tǒng)。把電傳操縱系統(tǒng)中的機(jī)械備份完全去掉就變成了全電傳操縱〔FFBW〕系統(tǒng)。在這里我們已經(jīng)能夠給電傳操縱系統(tǒng)下一個(gè)定義了:電傳操縱〔FlyingByWire〕系統(tǒng)是去掉了傳統(tǒng)的飛機(jī)操縱系統(tǒng)中布滿飛機(jī)內(nèi)部的從操縱桿到舵機(jī)之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置和液壓管路。電傳操縱系統(tǒng)的主要組成局部包括運(yùn)動(dòng)傳感器、中心計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器和電源,它相當(dāng)于動(dòng)物的感覺(jué)器官、大腦和肌肉。由飛機(jī)操縱系統(tǒng)的進(jìn)展我們可以體會(huì)到,任何事物的進(jìn)展都是由需要和可能這兩個(gè)因素打算的,電傳操縱系統(tǒng)的進(jìn)展也是如此。它是隨著飛機(jī)〔包括某些飛行器〕的飛行掌握技術(shù)的不斷提高以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展而漸漸進(jìn)展起來(lái)的。電傳操縱的重要性在于打破了飛機(jī)設(shè)計(jì)中需

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