民航基礎(chǔ)知識(shí)教案內(nèi)容

長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案PAGE 第1頁(yè)共5頁(yè)飛行基本原理第一節(jié)氣流特性氣流和相對(duì)氣流空氣流動(dòng)簡(jiǎn)稱為氣流。空氣與物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就有相對(duì)氣流。流線和流線譜：空氣經(jīng)過(guò)空間任意一點(diǎn)的速度、壓力和密度都不隨時(shí)間而變化的氣流叫穩(wěn)定氣流，穩(wěn)定氣流中空氣質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)的路線叫流線。許多流線所組成的反映空氣流動(dòng)全貌的圖形叫流線譜。飛機(jī)的翼型和迎角都會(huì)對(duì)流線譜產(chǎn)生影響。機(jī)翼的剖面形狀簡(jiǎn)稱為翼型。如果機(jī)翼在相對(duì)氣流中的關(guān)系位置改變了，流線譜就會(huì)改變，機(jī)翼的壓力分布也就隨之而變。

迎角對(duì)于流線譜也有變化影響。飛機(jī)是重于空氣的飛行器，當(dāng)飛機(jī)飛行在空中，就會(huì)產(chǎn)生作用于飛機(jī)的空氣動(dòng)力，飛機(jī)就是靠空氣動(dòng)力升空飛行的。在了解飛機(jī)升力和阻力的產(chǎn)生之前，我們還要認(rèn)識(shí)空氣流動(dòng)的特性，要引用低速氣流的兩個(gè)定理：氣流連續(xù)性原理和伯努利定律。二、氣流的連續(xù)性原理我們知道，在河道寬而深的地方，河水流得比較慢；而在河道窄而淺的地方，卻流得比較快。夏天乘涼時(shí)，我們總喜歡坐在兩座房屋之間的過(guò)道中，因?yàn)槟抢锍Ｓ小斑^(guò)堂風(fēng)”。在山區(qū)你可以感到山谷中的風(fēng)經(jīng)常比平原開(kāi)闊的地方來(lái)得大。這些現(xiàn)象都是流體“連續(xù)性定理”在自然界中的表現(xiàn)。氣流的連續(xù)性原理：當(dāng)氣流連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過(guò)一個(gè)粗細(xì)不等的管道時(shí)，由于管道中任何一部分的氣流都不能中斷或擠壓起來(lái)，因此在同一時(shí)間內(nèi)，流進(jìn)任一切面的氣流的質(zhì)量和從另一切面流出的氣流質(zhì)量是相等的。

氣流連續(xù)性方程式：M=PVA質(zhì)量=密度*速度*面積三、伯努利定律氣流連續(xù)性定理闡述了低速氣流在流動(dòng)中流速和管道切面之間的關(guān)系。低速氣流在流動(dòng)中，不僅流速和管道切面相互聯(lián)系，而且流速和壓力之間也相互聯(lián)系。伯努利定理就是要闡述流低速氣流在流動(dòng)中流速和壓力之間的關(guān)系。伯努利定理基本內(nèi)容：流體在一個(gè)管道中流動(dòng)時(shí)，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。同連續(xù)性定理一樣，伯努利定理的應(yīng)用也是有條件的，它只適應(yīng)于：(1)理想流體、(2)不可壓縮流、(3)定常流動(dòng)、(4)在所考慮的范圍內(nèi)，沒(méi)有能量的交換、(5)在同一條流線上或同一根流管上。氣流連續(xù)性定理和伯努利定理是空氣動(dòng)力學(xué)中兩個(gè)最基本的定理，它們說(shuō)明了流管截面積、氣流速度和壓力這三者之間的關(guān)系。綜合這兩個(gè)定理，我們可以得出如下結(jié)論：低速定常流動(dòng)的氣體（不可壓定常流動(dòng)），流過(guò)的截面積大的地方，速度小，壓強(qiáng)大；而截面積小的地方，流速大，壓強(qiáng)小。這一結(jié)論是解=釋低速飛機(jī)機(jī)翼上空氣動(dòng)力產(chǎn)生的根據(jù)。需要再次強(qiáng)調(diào)的是，在這里得出氣體的連續(xù)性定理和伯努利定理只適用于低速，即氣流不可壓縮、密度不變的流動(dòng)情況，不能推廣到高速流動(dòng)的氣體。第二節(jié)升力、阻力、側(cè)力的產(chǎn)生和變化飛機(jī)在空氣中運(yùn)動(dòng)或者空氣流過(guò)飛機(jī)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生作用于飛機(jī)的空氣動(dòng)力，飛機(jī)各部分所受到的空氣動(dòng)力的總和，叫總空氣動(dòng)力，通常用R表示。升力的產(chǎn)生與變化升力的產(chǎn)生從流線譜可以看出：空氣流到機(jī)翼前緣，分成上、下兩股，分別沿機(jī)翼上、下表面流過(guò)，而在機(jī)翼后緣重新匯合向后流去。在機(jī)翼上表面，由于比較凸出，流管變細(xì)，說(shuō)明流速加快，壓力降低。在機(jī)翼下表面，氣流受到阻擋作用，流管變粗，流速減慢，壓力增大。于是，機(jī)翼上、下表面出現(xiàn)了壓力差，垂直于相對(duì)氣流方向的壓力差的總和，就是機(jī)翼的升力。影響升力大小的因素迎角、飛行速度、空氣密度、機(jī)翼面積、翼型迎角的變化規(guī)律：參見(jiàn)書59頁(yè)圖4—12.小于臨界迎角，迎角和升力成正比；達(dá)到臨界迎角，升力最大；大于臨界迎角，升力與迎角成反比。飛行速度的關(guān)系：升力與飛行速度的平方成正比。橫側(cè)平衡。俯仰平衡飛機(jī)的俯仰平衡是指作用于飛機(jī)的各俯仰力矩之和為零。飛機(jī)取得平衡后，不繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)，迎角保持不變。方向平衡飛機(jī)的方向平衡是指作用于飛機(jī)的左偏力矩和右偏力矩之和為零。飛機(jī)取得方向平衡后，不繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)滑角不變或沒(méi)有側(cè)滑角。橫側(cè)平衡飛機(jī)的橫側(cè)平衡是作用于飛機(jī)的各滾轉(zhuǎn)力矩之和為零。飛機(jī)取得橫側(cè)平衡后，不繞縱軸滾轉(zhuǎn)，坡度不變或沒(méi)有坡度。作用于飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)力矩，主要有兩翼升力對(duì)重心形成的力矩。飛機(jī)的安定性飛機(jī)的安定性就是飛行中，當(dāng)飛機(jī)受微小擾動(dòng)（如陣風(fēng)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作不均衡、舵面的偶爾偏轉(zhuǎn)等）而偏離原來(lái)的平衡狀態(tài)，并在擾動(dòng)消失后，不經(jīng)飛行員操縱，飛機(jī)自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)平衡狀態(tài)的特性。飛機(jī)的安定性包括：俯仰安定性、方向安定性和橫側(cè)安定性。

飛機(jī)安定性的的強(qiáng)弱，一般由擺動(dòng)衰減時(shí)間、擺動(dòng)幅度、擺動(dòng)次數(shù)來(lái)衡量。當(dāng)飛機(jī)受到擾動(dòng)后，恢復(fù)原來(lái)平衡狀態(tài)時(shí)間越短，擺動(dòng)幅度越小，擺動(dòng)次數(shù)越少，飛機(jī)的安定性就越強(qiáng)。飛機(jī)的俯仰安定性：指飛機(jī)受微小擾動(dòng)迎角發(fā)生變化，自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)迎角的特性。飛機(jī)是通過(guò)水平尾翼產(chǎn)生的附加升力，對(duì)機(jī)場(chǎng)重心形成機(jī)頭下俯或上仰的安定力矩來(lái)獲得迎角安定性的。此外，飛機(jī)的重心位置對(duì)迎角安定性有較大影響，所以，飛機(jī)的配載是很重要的。

飛機(jī)的方向安定性：指飛機(jī)受到擾動(dòng)使方向平衡遭到破壞，擾動(dòng)消失后，飛機(jī)又趨向于恢復(fù)原來(lái)的方向平衡狀態(tài)。飛機(jī)的方向安定力矩是在側(cè)滑中產(chǎn)生的。飛機(jī)的側(cè)滑是指飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向同收音機(jī)的對(duì)稱面不平衡，相對(duì)氣流是側(cè)前方（左、右側(cè)）流向飛機(jī)的飛行狀態(tài)。飛機(jī)主要依靠垂直尾翼的作用、產(chǎn)生一個(gè)對(duì)飛機(jī)重心的安定力矩使機(jī)頭左、右偏轉(zhuǎn)來(lái)消除飛機(jī)側(cè)滑的。

飛機(jī)的橫側(cè)安定性：是指在飛行中，飛機(jī)受到擾動(dòng)以致橫側(cè)平衡狀態(tài)遭到破壞，而在擾動(dòng)消失后，飛機(jī)又趨向于恢復(fù)原來(lái)的橫側(cè)平衡狀態(tài)。飛機(jī)的橫側(cè)安定性主要靠機(jī)翼上的反角、后掠角和垂直尾翼的作用產(chǎn)生的。飛機(jī)的操縱性飛機(jī)除應(yīng)有必要的安定性外，還應(yīng)有良好的操作性，這樣才能保證飛行員有意識(shí)的飛行。飛機(jī)的操作性是只指飛機(jī)在飛行員操縱升降舵、方向舵和副翼下改變其飛行狀態(tài)的特性。操縱動(dòng)作簡(jiǎn)單、省力，飛機(jī)反應(yīng)快，操作性就好，反之則不。飛機(jī)的操縱性同樣包括俯仰操縱性、方向操縱性和橫側(cè)操縱性。飛機(jī)的俯仰操縱性是飛行員操縱駕駛桿使升降舵偏轉(zhuǎn)之后，飛機(jī)繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)而改變迎角等飛行狀態(tài)的特性。在直線飛行中，飛行員向后拉駕駛桿，升降舵向上偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，在水平尾翼上產(chǎn)生向下的附升力，對(duì)飛機(jī)重心形成俯仰操作力矩，迫使機(jī)頭上仰，迎角增大。駕駛桿前后的每個(gè)位置對(duì)應(yīng)著一個(gè)迎角或飛行速度。飛機(jī)的方向操縱性，就是在飛行員操縱方向舵后，飛機(jī)繞立軸偏轉(zhuǎn)而改變其側(cè)滑角等飛行特性。與俯仰角相似，在直線飛行中，每一個(gè)腳蹬位置，對(duì)應(yīng)著一個(gè)側(cè)滑角，蹬右舵，飛機(jī)產(chǎn)生左側(cè)滑；蹬左舵，飛機(jī)產(chǎn)生右側(cè)滑。飛機(jī)的橫側(cè)操縱性是指在飛行員操縱副翼后，飛機(jī)繞縱軸滾轉(zhuǎn)而改變滾轉(zhuǎn)角速度、