民航概論飛行基本原理

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1民航概論飛行基本原理5/9/2024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。2民航概論飛行基本原理5/9/20241、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3民航概論飛行基本原理5/9/20241、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4民航概論飛行基本原理5/9/20241、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5民航概論飛行基本原理5/9/20242、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6民航概論飛行基本原理5/9/2024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7民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—伯努力定理在大氣中的使用人壓強(qiáng)大安全線地鐵V壓強(qiáng)小VPVP第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生8民航概論飛行基本原理5/9/20242、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9民航概論飛行基本原理5/9/20242、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。煙風(fēng)洞翼型繞流實(shí)驗(yàn)第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生10民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力翼弦---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。RelativeWindChordline第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生11民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力翼型---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。迎角(攻角)---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12民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力相同的時(shí)間，相同的起點(diǎn)和終點(diǎn)，小狗的速度和人的速度哪一個(gè)更快？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13民航概論飛行基本原理5/9/20242、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14民航概論飛行基本原理5/9/20242、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，稱為吸力。當(dāng)機(jī)翼表面壓強(qiáng)高于大氣壓，稱為壓力。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生15民航概論飛行基本原理5/9/2024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。2、伯努力定理的應(yīng)用—機(jī)翼上的升力StallStallingangleSlope2л

第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生16民航概論飛行基本原理5/9/20242、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17民航概論飛行基本原理5/9/20242、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18民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力壓強(qiáng)高于環(huán)境氣壓壓強(qiáng)低于環(huán)境氣壓壓強(qiáng)低于環(huán)境氣壓氣動(dòng)中心前半部分合力后半部分合力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生19民航概論飛行基本原理5/9/20242、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20民航概論飛行基本原理5/9/20242、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21民航概論飛行基本原理5/9/20242、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22民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力飛機(jī)阻力按物理成因可分為：摩擦阻力壓差阻力干擾阻力誘導(dǎo)阻力激波阻力其中激波阻力只有高速飛行才會(huì)遇到第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生23民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力摩擦阻力---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。Boundarylayer99%v第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生24民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力壓差阻力---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25民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力干擾阻力---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)生減小它的方法是：在結(jié)合部位加整流罩或做成融合式的。26民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力RelativeWindLDidownwashInduceddrag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27民航概論飛行基本原理5/9/20242、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28民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—飛機(jī)上作用的力翼尖小翼（winglet）加裝翼尖小翼可以減小誘導(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29民航概論飛行基本原理5/9/2024對(duì)于低速飛機(jī)，根據(jù)阻力的形成原因，可將阻力分為：摩擦阻力(SkinFrictionDrag)壓差阻力(FormDrag)干擾阻力(InterferenceDrag)誘導(dǎo)阻力(InducedDrag)廢阻力(ParasiteDrag)粘性升力第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生30民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題音速是微弱擾動(dòng)傳播的速度，音速表征了空氣的傳播和壓縮特性。V=0a3a4a2aa3a4a2aV<aV2V3V4Va3a4a2aV=aMachcore第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生31民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生32民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題馬赫數(shù)---飛行速度與音速的比值稱為馬赫數(shù).用M表示.

M小于0.4的飛機(jī)一般稱為低速飛機(jī)M在0.4~0.9的飛機(jī)稱為亞音速飛機(jī)，其中0.75~0.9之間,稱為高亞音速飛機(jī)M在0.9~1.2的范圍時(shí)稱為跨音速區(qū)域,沒有飛機(jī)專門在這個(gè)區(qū)域飛行M在1.3以上飛行的飛機(jī)稱為超音速飛機(jī)第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生33民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題激波---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。急劇增大的阻力稱為激波阻力，也叫音障。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生34民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題臨界馬赫數(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)。第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生35民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題怎么樣能讓飛機(jī)飛得盡可能快但又可以避開激波阻力？第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生36民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問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37民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題翼尖先失速？？第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生38民航概論飛行基本原理5/9/2024后掠翼飛機(jī)改善翼尖先失速的措施2、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題翼刀第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生39民航概論飛行基本原理5/9/2024阻力相關(guān)資料典型飛機(jī)阻力構(gòu)成阻力名稱亞音速運(yùn)輸機(jī)超音速戰(zhàn)斗機(jī)單旋翼直升機(jī)摩擦阻力45%23%25%誘導(dǎo)阻力40%29%25%干擾阻力7%6%40%激波阻力3%35%5%其他阻力5%7%5%第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)升力的產(chǎn)生40民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題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41民航概論飛行基本原理5/9/20242、伯努力定理的應(yīng)用—高速飛行的問題波音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42民航概論飛行基本原理5/9/2024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43民航概論飛行基本原理5/9/20241、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44民航概論飛行基本原理5/9/20241、飛機(jī)的平衡——俯仰平衡繞橫軸（OZ軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)稱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45民航概論飛行基本原理5/9/20241、飛機(jī)的平衡——方向平衡獲得方向平衡的條件繞立軸（OY軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為偏航第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制46民航概論飛行基本原理5/9/20241、飛機(jī)的平衡——橫側(cè)平衡繞縱軸（OX軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為滾轉(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47民航概論飛行基本原理5/9/20241、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48民航概論飛行基本原理5/9/2024LTGDGLD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49民航概論飛行基本原理5/9/20242、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)negative(b)neutral(a)positive第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制50民航概論飛行基本原理5/9/20242、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51民航概論飛行基本原理5/9/20242、飛機(jī)的穩(wěn)定性—縱向穩(wěn)定性（繞橫軸的穩(wěn)定性）氣動(dòng)中心在焦點(diǎn)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52民航概論飛行基本原理5/9/2024瞬間受擾機(jī)頭上抬擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)消失迎角恢復(fù)原值平尾附加升力俯仰穩(wěn)定力矩第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制53民航概論飛行基本原理5/9/20242、飛機(jī)的穩(wěn)定性—方向穩(wěn)定性（繞立軸的穩(wěn)定性）方向穩(wěn)定力矩主要是在飛機(jī)出現(xiàn)側(cè)滑時(shí)由垂尾產(chǎn)生的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54民航概論飛行基本原理5/9/2024第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制55民航概論飛行基本原理5/9/2024第二章第二節(jié)飛行基本原理——飛機(jī)的飛行控制影響飛機(jī)方向穩(wěn)定性的因素垂直尾翼的位置（越靠后越強(qiáng)）垂直尾翼的面積（越大越強(qiáng)）相對(duì)氣流相對(duì)氣流擾動(dòng)擾動(dòng)穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩較小側(cè)力（面積小）