航空航天技術概論實驗報告

試驗一、飛行原理試驗(一) 試驗目的生疏風洞的功用和典型構造；通過煙風洞試驗觀看模型的氣流流淌狀況；通過低速風洞的吹風試驗了解升力與迎角、相對速度之間的關系;通過對不同的飛機模型進展吹風試驗把握飛機的穩(wěn)定性和操縱性?！捕吃囼瀮热萦^看翼型模型或飛機模型在煙風洞中的氣流流淌狀況;觀看飛機模型的迎角大小和相對速度對升力的影響規(guī)律；觀看飛機模型在受到擾動失衡之后如何自動恢復到平衡狀態(tài)；觀看飛機模型通過操縱設備來轉變飛機的哪些飛行狀態(tài)?！踩吃囼炘O備圖1-1.1—發(fā)煙器；2—管道；3-梳狀管；4-試驗段;5—沉淀槽；6—煙量開關；7—煙速調整紐；8-模型迎角調整紐；9—發(fā)煙器及照明開關圖1-1 煙風洞構造示意圖煙風洞一般由風洞本體、發(fā)煙器、風扇電動機和照明設備等組成。風洞的剖面呈矩形，為閉口直流式。煙從發(fā)煙器1產生,23(很多并列的細管)，煙霧通過梳狀4流過試驗段后流人沉淀槽5，最終流到風洞的外面。發(fā)煙器底部裝有電加熱器，把注入的礦油點燃而發(fā)煙。為了看得更清楚或便利攝影，風洞試驗段后壁常漆成黑色,并用管狀的電燈來照明。如圖1-2所示是一種簡潔的直流式風洞的構造示意圖,風扇由電動機帶動，調整電動機的轉速,可以轉變風洞中氣流的流速。1—電動機；2-風扇；3—防護網；4—支架；5—模型；6—銅絲網；7-整流格；8-天平；9—空速管；10—空速表；11—收斂段;12-試驗段；13—集中段圖1—2 直流式低速風洞12過收斂段11，使氣流收縮，速度增大.氣流通過整流格，使渦流減小,并在試驗段的進口處到達期望的流速，然后再以平穩(wěn)的速度通過試驗段12.飛機或機翼模型就放在試驗段的支架4上進展試驗.氣流從試驗段流過集中段13.最終氣流通過防護3流出風洞之外。進展風洞試驗還需要一些周密的儀器設備，如測量模型上的空氣動力大小的天平8、測量氣流速度的空速表10和空速管9，以及溫度汁、氣壓計和濕度計等，另外，還需要模型外表壓力分布的壓力計、數據采集和處理設備以及掌握風洞運行的其他設備等。(四〕試驗步驟〔以直流低速風洞為例〕連上電源線〔，接通操作面板上的電源開關〔按綠色按鈕；首先轉動電壓調整羅盤至零位,然后翻開電壓和電流開關，觀看電壓表和電流表指示是否正常;固定好；〔4)轉動電壓調整羅盤,漸漸提高電動機功率〔功率不高于140)；并記錄試驗結果；〔按紅色按鈕)，關閉電源，并將翼型模型或飛機模型放回原處。試驗方法將飛機模型或翼型模型置于試驗段的固定位置,調整電動機功率，使試驗段氣流到達預定風速。分別測量在某幾個迎角〔取a=15o,20o，25o，30o〕時升力系數Cx、阻力系數Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并將測量數據記錄于下表。a升力系數Cx阻力系數Cy升阻比K=Cx/Cy

15o 20o 25o 30o試驗數據記錄記錄試驗時翼型模型或飛機模型的迎角的角度;〔2)記錄試驗時電動機功率的大小和氣流的流速；(3)記錄試驗現象或試驗結果.〔五) 思考題風洞試驗有何作用？答:風洞試驗的作用:是利用人造氣流來進展飛機空氣動力試驗測試.風洞是進展航空航天事業(yè)的關鍵設備,能，如速度、高度等,除飛機重量、發(fā)動機推力等要素外，最重要的因素是作用于飛機的空就可以確定作用于飛機的空氣動力并推算飛行性能.但是,這個工作只能做在最前，不能在飛機造出來以后.故風洞試驗主要用于確定飛機空氣動力的試驗測試。影響飛機升力的因素有哪些?〔〕機翼面積的影響；相對速度的影響；空氣密度的影響；機翼剖面外形和迎角的影響。什么是飛機的穩(wěn)定性？飛機包括哪幾個方向上的穩(wěn)定性？狀態(tài)，在擾動消逝后，不經飛行員操縱，飛機能自動恢復到原來平衡狀態(tài)的特性?！?〕飛機的縱向穩(wěn)定性；〔2〕飛機的方向穩(wěn)定性；(3〕飛機的橫向穩(wěn)定性。什么是飛機的操縱性？駕駛員如何操縱飛機的俯仰、偏航和滾轉運動？答：飛機的操縱性是指駕駛員通過操縱設備〔〕來轉變飛機飛行狀態(tài)的力量.駕駛員如何操縱飛機的俯仰：飛機在飛行過程中，操縱升降舵，飛機就會圍著橫軸轉動，產生俯仰運動。飛行員向后拉駕駛桿，經傳動機構傳動,升降舵便向上偏轉,這時，水平尾翼上的向下附加升力就產生使飛機抬頭的力矩，使飛機上仰；向前推駕駛桿，則升降舵向下偏轉,使機頭下俯。駕駛員如何操縱飛機偏航：在飛機飛行過程中,操縱方向舵，飛機則繞立軸轉動，產生偏航運動。飛行員向前蹬左矩，使機頭向左偏轉；向前蹬右腳蹬，飛機產生向右的偏航力矩，使機頭向右偏轉。駕駛員如何操縱飛機的滾轉運動：飛機在飛行過程中，操縱副翼,飛機便圍著縱軸轉動，產生滾動運動.向左壓駕駛桿，左動力矩，使飛機向左傾轉；向右壓駕駛桿，則右副翼向上偏轉,左副翼向下偏轉,產生右滾的滾動力矩,飛機便向右偏轉。〔六)試驗收獲〔心得體會。通過本次飛行原理試驗,使我生疏了風洞的功用和典型構造，生疏到風洞試驗對進展航空航天事業(yè)的重要性。由于航空器、航天器，包括像先進的空中武器裝備,比方，比方作為進展中國家，要進展大飛機，要進展軍用飛行器,必需要有與之相關的專家。作為當代大學生，我們應努力把握相關方面的學問,為祖國的強大與進展做出自己的奉獻。試驗二、發(fā)動機構造試驗〔一〕試驗目的生疏航空發(fā)動機的功用和典型構造；通過試驗把握燃氣渦輪發(fā)動機各個部件的組成、功用.〔二〕試驗內容觀看燃氣渦輪發(fā)動機各個部件的組成，并了解和分析各局部的功用。(三)試驗設備試驗設備主要包括：活塞式航空發(fā)動機、渦噴六燃氣渦輪發(fā)動機.如圖2-1所示是活塞式航空發(fā)動機示意圖.活塞式航空發(fā)動機是一種燃燒汽油的往復式內燃機，可帶動螺旋槳高速轉動而產生推力，主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、進氣活門和排氣,并將燃料燃燒后的內能轉變?yōu)榛钊\動的機械能.連桿將活塞和曲軸連接在一起，用于傳遞活塞和曲軸之間的運動。曲軸將活塞的往復運動變成自身的旋轉運動，并帶動螺旋槳轉動，使發(fā)動機產生推力。2—1活塞式航空發(fā)動機構造示意圖如圖2-2所示為渦輪噴氣發(fā)動機構造示意圖。渦輪噴氣發(fā)動機由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管等部件組成。渦輪噴氣發(fā)動機的工作過程如下:空氣首先由進氣道進入(可高達30倍以上〕.具有較高壓力的空氣進入燃燒室，與從噴嘴噴出的燃料充分混合，經速旋轉的渦輪產生氣械能,帶動壓氣機和其他附件工作。渦輪出口燃氣直接在噴管中膨脹，使燃氣可用能量轉變?yōu)楦咚賴娏鞯膭幽芏a生反作用力?！菜摹吃囼灧椒?/p>

圖2—2 渦輪噴氣發(fā)動機構造示意圖試驗時承受教師表達、學生提問、教師和學生溝通爭論的方式進展。〔五〕思考題進氣道的作用是什么？答：燃氣渦輪發(fā)動機進氣道的作用：〔1〕沖壓恢復，盡可能多地恢復氣流總壓?！?)流經進氣道時具有盡可能小的流淌損失.〔3)常工作.〔4)進氣道引起的飛行阻力必需盡可能的小。試述軸流式壓氣機的主要組成和它的增壓原理.答:軸流式壓氣機的主要組成：進口、收縮器、導向葉片〔導葉、動葉片、轉子、擴壓器、出口。增壓原理：伯努利方程，氣體從進口流入壓氣機,經收縮器時流速得到初步提高，進口導向葉片使氣流改為軸向，同時還起擴壓管的作用，使壓力有所提高.轉子在外力作用下作高速轉動，固裝在轉子上的動葉片推動氣流，使氣流獲得很高的流速.高速氣流進入導葉，氣流淌能降低而壓力上升,相鄰導葉葉片間的通道相當于一個擴壓管。氣體流經每一級連續(xù)進展類似的過程，使氣體壓力漸漸上升。3。試述噴氣發(fā)動機燃燒室的主要組成及各局部的功用。答:火焰筒、燃燒室外套:火焰筒和燃燒室外套之間流小股空氣冷卻火焰筒壁。噴嘴:提高燃料的霧化質量，以便使燃料與空氣充分混合。渦流器：使空氣產生渦流，以便與燃料均勻混合，并在適當部位形成點火源。4。渦輪的作用是什么？答:渦輪的功用是將燃燒室出口的高溫、高壓氣體轉換為機械能.輪葉片通道的外形與壓氣機葉片的通道正好相反.5。加力燃燒室的作用是什么？為什么加力燃燒室不宜長時間工作？答:加力燃燒室的作用：在燃氣渦輪發(fā)動機中，向渦輪或風扇后的氣流中噴油并燃燒,使氣流溫度大幅度增加，并從噴管高速排出以獲得額外推力的裝置。加力燃燒室不宜長時間工作緣由：使用加力燃燒室時，燃油消耗率很大，溫度也很高,因此不宜長時間工作。6. 尾噴管的形式有哪些?什么時候承受收斂-集中形噴管？答：尾噴管的形式：簡潔收斂式尾噴管、拉瓦爾噴管