飞行原理重点知识

1. 请解释下列术语：（1）相对厚度（厚弦比）（2）相对弯度（中弧曲度）（3）展弦比（4）后掠角
（1）翼型最大厚度与弦长的比值，用百分比表示；（2）最大弧高与翼弦的比值，用百分比表示；（3）机翼翼展与平均弦长的比值；（4）机翼四分之一弦线与机身纵轴垂直线之间的夹角。

2. 请叙述国际标准大气规定。

国际标准大气（International Standard Atmosphere），简称ISA，就是人为地规定一个不变的大气环境，包括大气压温度、密度、气压等随高度变化的关系，得出统一的数据，作为计算和试验飞机的统一标准。

国际标准大气由国际民航组织ICAO制定，它是以北半球中纬度地区大气物理特性的平均值为依据，加以适当修订而建立的。

3. 实际大气与国际标准大气如何换算？
确定实际大气与国际标准大气的温度偏差，即ISA偏差，ISA偏差是指确定地点的实际温度与该处ISA标准温度的差值，常用于飞行活动中确定飞机性能的基本已知条件。

1. 解释迎角的含义
相对气流方向与翼弦之间的夹角，称为迎角。

2. 说明流线、流管、流线谱的特点。

流线的特点：该曲线上每一点的流体微团速度与曲线在该点的切线重合。

流线每点上的流体微团只有一个运动方向。

流线不可能相交，不可能分叉。

流管的特点：流管表面是由流线所围成，因此流体不能穿出或穿入流管表面。

这样，流管好像刚体管壁一样把流体运动局限在流管之内或流管之外。

流线谱的特点：流线谱的形状与流动速度无关。

物体形状不同，空气流过物体的流线谱不同。

物体与相对气流的相对位置（迎角）不同，空气流过物体的流线谱不同。

气流受阻，流管扩张变粗，气流流过物体外凸处或受挤压，流管收缩变细。

气流流过物体时，在物体的后部都要形成涡流区。

3. 利用连续性定理说明流管截面积变化与气流速度变化的关系。

当流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的流体质量始终相等。

因此，当流管横截面积减小时，流管收缩，流速增大；当流管横截面积增大时，流管扩张，流速增大。

4. 说明伯努利方程中各项参数的物理意义。

并利用伯努利定理说明气流速度变化与气流压强变化的关系。

动压，单位体积空气所具有的动能。

这是一种附加的压力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。

静压，单位体积空气所具有的压力能。

在静止的空气中，静压等于当时当地的大气压。

总压（全压），它是动压和静压之和。

总压可以理解为，气流速度减小到零之点的静压。

气流速度增加，动压增加，为了保持总压不变，气流压强即静压必需减小。

5. 解释下列术语（1）升力系数（2）压力中心
（1）升力系数与机翼形状、机翼压力分布有关，它综合的表达了机翼形状、迎角等对飞机升力的影响。

（2）机翼升力的着力点，称为压力中心。

6.机翼的升力是如何产生的？利用翼型的压力分布图说明翼型各部分对升力的贡献。

在机翼上表面的压强低于大气压，对机翼产生吸力；在机翼下表面的压强高于大气压，对机翼产生压力。

由上下表面的压力差，产生了垂直于（远前方）相对气流方向的分量，就是升力。

机翼升力的产生主要是靠机翼上表面吸力的作用，尤其是上表面的前段，而不是主要靠下表面正压的作用。

7. 写出飞机的升力公式，并说明公式各个参数的物理意义。

飞机的升力系数，飞机的飞行动压，机翼的面积。

8. 解释下列术语（1）阻力系数（2）分离点
（1）阻力系数与机翼形状、机翼压力分布有关，它综合的表达了机翼形状、迎角等对飞机阻力的影响。

（2）附面层内的气流发生倒流，开始脱离物体表面的点称为分离点。

9. 附面层是如何形成的？附面层内沿物面的法线方向气流的速度和压强变化各有何特点？
空气流过机翼时，由于空气本身具有粘性，导致紧贴机翼表面的一层空气的速度恒等于零，同时该层空气又作用于其上一层空气并使其减速。

机翼表面对空气的影响由于粘性的作用就这样一层一层传递开去并逐渐减弱为零，从而形成的很薄的空气流动层，就好像粘在机翼表面一样。

附面层内，沿机翼物面的法线方向，气流速度从物面处速度为零逐渐增加到99%主流速度，并且速度呈抛物线型分布；而气流压强不发生变化，等于法线方向的主流压强。

10. 附面层气流分离是如何产生的？涡流区的压强有何特点？
附面层分离的内因是空气具有粘性，外因是物体表面弯曲形成的逆压梯度。

在顺压梯度段，虽然附面层内空气粘性使气流减速，但是顺压使得附面层内气流加速的影响更大，气流仍然加速流动；进入逆压梯度段以后，在粘性和逆压共同作用下气流减速并出现倒流。

倒流而上的气流与顺流而下的气流相遇后，使附面层气流拱起并脱离机翼表面被主流卷走，于是形成大的漩涡使附面层气流产生分离。

涡流区内各处的压强几乎相等，并且等于分离点的速度。

11. 飞机的摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力是如何产生的？
由于紧贴飞机表面的空气受到阻碍作用而流速降低到零，根据作用力与反作用力定律，飞机必然受到空气的反作用。

这个反作用力与飞行方向相反，称为摩擦阻力。

空气与飞机的接触面积越大，摩擦阻力越大；飞机表面粗糙度越大，摩擦阻力越大。

绕流飞机的气流受粘性和逆压梯度的影响，在机翼的后缘部分产生附面层分离，形成涡流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样机翼前后缘就产生了压力差，从而产生压差阻力。

飞机飞行时，迎角越大，气流分离点越靠前，压差阻力越大。

当气流流过飞机的各个部件结合部时，如：机翼、机身；在结合部中段，由于机翼和机身表面都向外凸出，流管收缩，流速加快，压强降低；在结合部后段，由于机翼和机身表面都向内弯曲，流管扩张，流速减小，压强增大；导致结合部逆压梯度增大，促使气流分离点前移，涡流区扩大，产生额外的干扰阻力。

结合部之间过渡越突兀，干扰阻力越大。

12. 飞机的诱导阻力是如何产生的？
由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，使得机翼产生的升力方向向后偏移。

升力在平行于相对气流方向的分量，起着阻碍飞机前进的作用，这就是诱导阻力。

13. 写出飞机的阻力公式，并说明公式各个参数的物理意义。

飞机的阻力系数，飞机的飞行动压，机翼的面积。

14. 解释下列术语（1）最小阻力迎角（2）临界迎角（3）升阻比
（1）在飞机的升阻比曲线中，当升阻比达到最大值时所对应的迎角称为最小阻力迎角。

（2）在飞机的升力系数曲线中，当升力系数达到最大值时所对应的迎角称为临界迎角。

（3）相同迎角下，飞机的升力系数与阻力系数之比。

15. 简述升阻比随迎角变化的规律。

从零升迎角到最小阻力迎角，升力增加较快，阻力增加缓慢，因此升阻比增大。

在最小阻力迎角处，升阻比最大。

从最小阻力迎角到临界迎角，升力增加缓慢，阻力增加较快，因此升阻比减小。

超过临近迎角，
压差阻力急剧增大，升阻比急剧减小。

16. 地面效应是如何影响飞机的气动性能的？ 飞机贴近地面飞行时，流经机翼下表面的气流受到地面的阻滞，流速减慢，压强增大，形成所谓的气垫现象；而且地面的阻滞，使原来从下翼面流过的一部分气流改道从上翼面流过，是上翼面前段的气流加速，压强降低，于是上下翼面的压强差增大，升力系数增大。

同时，由于地面的作用，使流过机翼的气流下洗减弱，下洗角减小，诱导阻力减小，使飞机阻力系数减小。

另外，由于地面效应使下洗角减小，水平尾翼的有效迎角增大(负迎角绝对值减小)，平尾产生向上的附加升力，对飞机重心形成附加的下俯力矩。

17. 画出飞机的升力系数曲线。

说明升力系数随迎角变化的原因。

当迎角小于临界迎角时，升力系数随迎角增大而增大。

当迎角等于临界迎角时，升力系数达到最大。

当迎角小于临界迎角时，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。

18. 画出飞机的阻力系数曲线。

说明阻力系数随迎角变化的原因。

19. 画出飞机的极曲线，并在曲线上注明主要的气动性能参数。

见附图20. 简述前缘缝翼、前缘襟翼、后缘简单襟翼、开缝襟翼、后退开缝襟翼的增升原理。

前缘缝翼打开时，一方面，下翼面的高压气流流过缝隙后，贴近上翼面流动,给上翼面气流补充了能量，降低了逆压梯度，延缓气流分离，达到增大升力系数和临界迎角的目的；另一方面，气流从压强较高的下翼面通过缝隙流向上翼面，减小了上下翼面的压强差，又具有减小升力系数的作用。

超音速飞机一般采用前缘削尖，相对厚度小的薄机翼。

在大迎角飞行时，机翼上表面就开始产生气流分离，最大升力系数降低。

如放下前缘襟翼，一方面可以减小前缘与相对气流之间的夹角，使气流能够平顺地沿上翼面流动，延缓气流分离；另一方面也增大了翼型弯度。

这样就使得最大升力系数和临界迎角得到提高。

大迎角下放后缘简单襟翼，升力系数及最大升力系数增加，阻力系数增加，升阻比降低（即空气动力性能降低），临界迎角降低。

后缘开缝襟翼在下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，使最大升力系数增加更多，而临界迎角降低不多。

后退开缝 1、解释下列术语 平均空气动力弦
平均空气动力弦是一个假想矩形机翼的翼弦。

这个假想的矩形机翼的机翼面积、空气动力及俯仰力矩等特性都与原机翼相同。

2、说明常规布局飞机获得俯仰平衡的基本原理。

一般常规布局的飞机，压力中心在飞机重心之后，机翼升力对飞机重心产生下附力矩；平尾迎角一般为负迎角，平尾负升力对重心形成上仰力矩，机翼力矩、平尾产生的俯仰力矩和拉力力矩之和为零，飞机就取得了俯仰平衡。

3.解释下列术语（1）静稳定性（2）动稳定性（3）焦点（4）侧滑（5）稳定力矩（6）阻尼力矩
（1）受扰后出现稳定力矩，具有回到原平衡状态的趋势，称为物体是静稳定的。

静稳定性研究物体受扰后的最初响应问题。

（2）扰动运动过程中出现阻尼力矩，最终使物体回到原平衡状态，称物体是动稳定的。

动稳定性研究物体受扰运动的时间响应历程问题。

（3）飞机迎角改变时附加升力的着力点称为焦点。

（4）侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。

（5） 物体受扰偏离原平衡状态后，自动出现的、力图使物体回到原平衡状态的、方向始终指向原平衡位置的力矩，称为稳定力矩。

（6）
物体受扰后的运动过程中，
自动出现的、力图使物体最终回到原平衡状态的、方向始终与运动方向相反的力矩，称为阻尼力矩。

4. 利用焦点与重心的位置关系说明飞机获得俯仰稳定性的原理。

当焦点位于重心之后时，如果有小扰动使飞机迎角增加，则作用在焦点上的附加正升力对重心形成低头力矩，使飞机有回到原平衡状态的趋势。

反之，当焦点位于重心之前时，飞机不具有俯仰稳定性。

5. 简述机翼上反角、后掠角产生横侧稳定性的原理。

飞机受扰左滚，产生左侧滑，左翼是前翼。

由于上反角的原因，左翼的迎角大于右翼，升力大于右翼；由于后掠角的原因，左翼的有效相对气流速度大于右翼，升力大于右翼。

综上所述，由于左翼升力大于右翼，所以飞机有向右滚转回到原平衡状态的趋势。

6. 简述垂尾产生方向稳定性的原理。

飞机受扰左偏，产生右侧滑，垂尾在右方来流的作用下，产生向左的侧力，对重心形成右偏力矩，使飞机有回到原平衡状态的趋势。

7. 飘摆是什么原因造成的？简述飘摆时飞机的动态变化。

飞机的横侧稳定性过强而方向稳定性过弱，易产生飘摆。

飞机受扰左倾斜→左侧滑，若横侧稳定性强→飞机迅速改平坡度；方向稳定性弱→飞机左偏的速度慢，未等左侧滑消除，飞机又带右坡度→右侧滑。

8.说明直线飞行中升降舵偏角与迎角、速度的关系。

小速度、大迎角时，升降舵上偏；随着速度增大，迎角减小，升降舵上偏角逐渐减小到零；再增大速度，升降舵转为下偏，并逐渐增大下偏角。

9.在直线飞行中，为什么一个方向舵的位置对应一个侧滑角？
在没有侧滑的直线飞行中，飞行员蹬舵产生的方向操纵力矩使机头偏转形成侧滑，当侧滑引起的方向稳定力矩与偏转方向舵导致的方向操纵力矩相等时，侧滑角保持不变。

舵量越大，平衡操纵力矩需要的稳定力矩就越大，侧滑角也就越大。

故直线飞行中，每个脚蹬位置，对应一个侧滑角。

10.在无侧滑的滚转中，为什么一个副翼偏角对应一个稳定滚转角速度？
飞行员压盘时，飞机在横侧操纵力矩作用下开始滚转，由于无侧滑，所以滚转只产生横侧阻尼力矩；随滚转角速度的增大，横侧阻尼力矩逐渐增大，当增大到与横侧操纵力矩平衡时，飞机保持一定的角速度滚转。

压盘量越大，与之平衡的横侧阻尼力矩就越大，滚转角速度越大。

因此，无侧滑时，一个压盘位置（副翼偏角）对应一个滚转角速度。

11.飞机的方向操纵与横侧操纵有什么关系？
飞机的方向操纵性与横侧操纵性是耦合的，既相互联系，又相互影响。

例如，蹬左舵，机头左偏，导致右侧滑，侧滑前翼升力大于侧滑后翼升力（即横侧稳定力矩），会使飞机左滚；压左盘，飞机左滚，导致左侧滑，垂尾附加侧力（即方向稳定力矩）会使机头左偏。

可见，只蹬舵，飞机不仅绕立轴偏转，同时还会绕纵轴滚转；只压盘，飞机不仅绕纵轴滚转，同时还会绕立轴偏转。

也就是说，无论蹬舵或压盘，都能造成飞机的偏转和滚转。

利用这种关系，在飞行操纵时盘舵可相互支援，以提高飞机的侧向操纵性。

12.地面效应怎样影响飞机的操纵性？
地面效应会对飞机产生附加的下附力矩，主要影响飞机着陆时的操纵性。

飞机接地时，迎角大，升降舵上偏角大；加之，地面效应使气流下洗角减小，平尾负迎角减小，对飞机产生附加下附力矩，保持同样迎角，需要更大的升降舵上偏角和拉杆力。

13.调整片有哪些作用？
1）减小乃至消失杆力 2）辅助操纵
14.为什么要限制飞机重心位置？
重心前移，所需升降舵上偏角增大（下偏角减小），所需拉杆力增大（推杆力减小）；增大同样迎角，所需的升降舵偏角增大；重心前移过多，所需升降舵上偏角越大，可能出现在着陆时拉杆到底也不能获得所需迎角的情况，故需限制重心前限。

重心后移，俯仰稳定性变差，杆位移小，杆力变轻，俯仰操纵性增强，若后移过多，则导致飞机过于灵敏，难以控制；若重心移到焦点或焦点之后，飞机就丧失了俯仰稳定性，因此飞机位置应有一个后限。

15.简述驾驶杆力的产生原理。

下以拉杆力的产生为例说明。

飞行员向后拉杆，升降舵向上偏一个角度，升降舵上产生一个向下的升力，对升降舵铰链形成一个铰链力矩，这个力矩迫使升降舵和杆回到中立位置，为保持升降舵和杆的位置不变，飞行员必须用一定的力拉杆，以平衡铰链力矩的作用，这个力就是拉杆力。

推杆力和蹬舵力的产生与此类似。

1. 解释下列术语（1）指示空速（2）真速（3）平飞最大速度（4）平飞最小速度（5）最小阻力速度（6）最小功率速度（7）剩余拉力（8）剩余功率
（1）指示空速（亦称指示表速）其缩写形式为IAS。

指示空速是根据动压的大小换算而来的。

空速表指针是根据所感受的动压转动的，空速表刻度则是按海平面标准大气的密度ρ０制定的。

动压不变则指示空速不变。

（2）真速是飞机相对于空气的真实速度，以VT表示，其缩写形式为TAS。

由式计算出的（或由飞机上组合空速表细指针指示的空速）为真速。

（3）平飞最大速度是指飞机在满油门条件下保持平飞能达到的稳定飞行速度。

（4）平飞最小速度是指飞机平飞所能保持的最小稳定速度。

（5）最小阻力速度是指平飞所需拉力最小的飞行速度。

（6）最小功率速度是指平飞所需功率最小的速度。

（7）剩余拉力是指同一速度下，飞机的可用拉力与平飞所需拉力之差。

（8）剩余功率是指同一速度下，飞机的可用功率与平飞所需功率之差。

2. 说明指示空速与真速的区别和关系。

当外界空气密度等于国际标准大气海平面密度值时，指示空速等于真空速。

随高度增加，相同指示空速条件下，真速会增大。

3. 简述平飞所需拉力（即平飞阻力）随平飞速度变化的规律，并说明变化的原因。

随着平飞速度的增大，平飞所需拉力先减小，随后又增大。

这是因为：平飞速度增大，其对应的迎角减小，在临界迎角到有利迎角的范围内，迎角减小，升阻比增大，则平飞所需拉力减小；在小于有利迎角的范围内，迎角减小，升阻比减小，则平飞所需拉力增大。

以有利迎角平飞，升阻比最大，则平飞所需拉力最小。

4. 飞行高度、飞行重量、气温对平飞最大速度和平飞最小速度有何影响？
随飞行高度的增高，平飞最大指示空速将减小，平飞最大真速也将减小；平飞最小指示空速将增大，而平飞最小真速则增大更多。

飞行重量增大，平飞最大指示空速和真速将减小，平飞最小指示空速将增大。

气温增高，平飞最大速度减小。

5. 飞机直线飞行时，如何操纵飞机加减速？
飞机在平飞时改变速度的操纵方法是:要增大平飞速度,必须增大油门,并随速度的增大相应的向前推驾驶盘;要减小平飞速度,则必须减小油门,并随速度的减小相应的向后拉驾驶盘.此外,对于螺旋桨飞机还必须修正因加减油门而引起的螺旋桨副作用。

6. 解释下列术语（1）公里燃油消耗量（2）小时燃油消耗量
（1）飞机相对地面飞行一公里所消耗的燃油量，叫公里燃油消耗量。

（2）小时燃油消耗量是指飞机空中飞行一小时发动机所消耗的燃油量。

7. 解释下列术语（1）上升梯度（2）上升率（3）陡升速度（4）快升速度
（1）上升梯度是飞机上升高度与前进的水平距离之比。

（2）上升率是指飞机上升中单位时间所上升的高度。

（3）与最大上升角和最大上升梯度相对应的速度称为陡升速度。

（4）快升速度是指能获得最大上升率的速度。

8. 影响上升角和上升梯度的因素主要有哪些？怎样才能获得最大的上升角和上升梯度？
1）飞行重量重量增加，上升角和上升梯度减小。

当起飞上升的上升梯度要求高，而飞机的上升梯度满足不了要求时，应减轻重量以达到要求。

）飞行高度同一指示空速上升，上升角和上升梯度减小。

3）气温气温增高，飞机的上升角和上升梯度减小。

9. 说明影响上升率大小的因素有哪些？怎样才能获得最大的上升率？
1）飞行重量飞行重量增大则上升所需功率增大，剩余功率减小，飞机的上升率降低。

相反，飞行重量减轻则上升率增大。

2）飞行高度飞行高度增加，因为空气密度的降低使发动机有效功率降低，可用功率降低；而飞机同一指示空速下的所需功率因真速的增大而增大，导致剩余功率随高度增大而减小，上升率减小。

3）气温气温增高，发动机有效功率降低，上升所需功率增大，剩余功率减小，上升率减小。

相反气温降低这上升率增大。

10. 说明飞行重量、气温、风对上升性能的影响。

1）风对上升性能的影响有风的情况下，飞机除了与空气相对运动外，还随空气一起相对地面移动。

此时，飞机的上升率、空速、迎角、仰角与无风一样，但飞机的地速却发生了变化，飞机相对地面的上升轨迹发生了变化。

顺风上升，上升角和上升梯度减小；逆风上升，上升角和上升梯度增大。

在垂直气流中上升，上升角和上升率都要改变。

在上升气流中上升，上升角和上升率增大；在下降气流中上升，上升角和上升率减小。

2）重量和气温增加，会使飞机的上升梯度和上升率均减小，上升性能变差。

11. 说明影响下降角大小的因素有哪些？在零拉力的情况下，怎样才能获得最小的下滑角？当飞机拉力不为零下降时，飞机的下降角和下降距离不仅决定于升阻比，还决定于拉力和飞行重量。

正拉力大则下降角减小，下降距离增大。

负拉力增大则下降角增大，下降距离缩短。

零拉力下滑时，飞机下滑角的大小决定于飞机升阻比的大小；下降距离的大小决定于下降高度和升阻比的大小，在下降高度一定时，下降距离只决定于升阻比的大小。

当升阻比增大时，下降角减小，下降距离增长，以最小阻力速度下滑，飞机的升阻比最大，则下降角最小，下降距离最长。

12. 说明飞行重量、气温、风对下降性能的影响。

1）飞行重量飞行重量增大，零拉力下滑时同迎角下的升阻比不变，下滑角不变，下滑距离不变，但由于下滑速度增大使下滑率增大。

正拉力下降时，飞行重量增大，飞机的下降角和下降率都增大，下降距离缩短。

2）气温气温增高，同迎角对应的升阻比不变，故零拉力下滑的下滑角不变，但气温增高使空气密度减小，同指示空速的真速增大，下滑率增大。

正拉力下降时，气温增高，下降角增大。

3）风顺风下降，下降角减小，下降距离增长，下降率不变；逆风下降，下降角增大，下降距离缩短，下降率不变。

上升气流中下降，下降角和下降率都减小，下降距离增长；下降气流中下降，下降角和下降率都增大，下降距离缩短。

有风时，最大下降距离将不在最小阻力速度获得。

顺风下降，适当减小速度，增长下降时间，风的影响增大，可以增长下降距离；逆风下降，适当增大速度则可以增长下降距离。

1. 正常盘旋时飞机所受的力有哪些？
升力、重力、拉力和阻力。

2. 解释载荷因数的定义。

载荷（除飞机本身重量以外的其它作用力，包括发动机推力和气动力）与飞机重力的比值。

通常指立轴方向的载荷与重力之比，也就是升力与重力之比。

3. 飞机盘旋的载荷因数与坡度有何关系？载荷因数等于坡度的余弦的倒数，坡度越大，载荷因数越大。

4. 盘旋所需速度与平飞所需速度的关系是什么？
盘旋所需速度是相同条件下平飞所需速度与过载的平方根的乘积。

5. 解释下列术语（1）内侧滑（2）外侧滑（1）转弯同方向的侧滑称为外侧滑。

（2）转弯反方向的侧滑称为外侧滑。

6. 侧滑的种类以及产生的原因。