航天器飞行力学0

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航天器飞行力学试卷及答案

航天器飞行力学试卷及答案一、名词解释（20分）1、平太阳2、过载3、二体轨道4、轨道摄动5、星下点6、太阳同步轨道7、逆行轨道8、轨道机动9、弹道再入10、配平攻角二、简述（20分）1、直接反作用原理2、刚化原理3、瞬时平衡假设4、开普勒三大定律三、简答题（40分）1、变质量系统在运动时受哪些力和力矩作用？写出各自的计算公式。

2、火箭姿态控制系统的功能、组成？并画出控制系统原理框图、写出控制方程。

3、研究自由飞行段的运动时，常作哪些基本假设？自由飞行段的运动有哪些基本特征？4、轨道要素有哪些，其意义和作用是什么？5、卫星轨道的摄动因素有那些？6、Hohmann轨道机动的特征速度的确定方法？7、说明运用状态转移矩阵的双脉冲轨道机动的过程？并写出特征速度的求解方法。

8、再入段的运动有什么特点？四、推导题（20分）1、推导变质量质点基本方程（密歇尔斯基方程）2、推导近距离相对运动C-W方程参考答案一、名词解释（20分，每题2分）1、平太阳：设想一个假太阳，它和真太阳一样以相同的周期和运行方向绕地球作相对运动。

但有两点不同：（1）它的运动平面是赤道面而不是黄道面；（2）它的运行速度是真太阳的平均速度。

这个假太阳就是平太阳。

2、过载：把火箭飞行中除重力以外作用在火箭上的所有其他外力称作过载。

3、二体轨道：在卫星轨道的分析问题中，常假定卫星在地球中心引力场中运动，忽略其他各种摄动力的因素（如地球形状非球形、密度分布不均匀引起的摄动力和太阳、月球的引力等）。

这种卫星轨道称为二体轨道。

4、轨道摄动：航天器的实际运动相对于理想轨道（即Kepler 轨道）运动的偏差称为轨道摄动。

5、星下点：就是卫星位置矢量与地球表面的交点。

6、太阳同步轨道：如选择轨道半长轴和倾角使得，则轨道进动方向和速率与地球绕太阳周年转动的方向和速率相同，此特定设计的轨道称为太阳同步轨道。

0.9856/d ΔΩ=D 7、逆行轨道：如轨道倾角，则90i >D 0Ω> ，为东进轨道，又称为逆行轨道。

火箭运动的力学分析与优化

火箭运动的力学分析与优化火箭作为一种载人航天器和人造卫星发射工具，已经成为现代航天事业的重要组成部分。

在火箭工程领域，力学分析和优化是非常重要的研究内容，它能够有效提高火箭的运行效率和载荷能力。

本文将从力学的角度对火箭运动进行分析与优化。

首先，我们来看一下火箭的基本原理。

火箭运动是通过质量喷射原理实现的。

当火箭引擎喷出高速燃气时，由于动量守恒定律，喷出气体的反冲力会推动火箭向前运动。

这个过程涉及到力和加速度的关系。

根据牛顿第二定律，火箭所受到的推力等于其质量乘以加速度，推力与火箭质量的比值被称为比冲，是衡量火箭推进器性能的重要指标。

然而，火箭的运动受到多种因素的影响。

首先是重力的作用。

重力产生的阻力对火箭的加速度有所影响，我们需要优化火箭的结构和降低其质量才能减小重力的阻力。

其次是空气动力学的影响。

高速飞行中，空气的阻力会对火箭产生阻碍，因此我们需要考虑火箭的空气动力学性能，包括减小火箭的阻力系数和优化火箭的外形等。

此外，火箭燃料的选择以及火箭的运行轨迹等因素也会对火箭的运动产生重要影响。

为了解决这些问题，我们可以运用力学原理进行优化。

首先，我们可以通过优化火箭的结构和材料，减小其质量，以降低重力的影响。

在减重的同时，还需要保持火箭的结构稳定和强度。

其次，通过改变火箭的运行轨迹，可以减小空气动力学阻力。

例如，采用弧线轨迹绕过大气层的稠密部分，可以减小阻力的影响。

此外，优化火箭的外形，减小阻力系数，也是一种有效的方法。

最后，对火箭燃料和推进系统进行优化，可以提高火箭的比冲，从而提高火箭的推进能力。

另外，我们还可以运用数学模型进行火箭运动的力学分析。

通过建立火箭的数学模型，可以研究火箭的运动规律和参数变化规律。

在模型中，我们可以考虑到重力、空气阻力和推力等因素，进一步分析它们之间的相互作用。

利用数学方法，可以求解出火箭的运动方程和关键参数，从而对火箭的力学性能进行定量分析和优化。

最后，我们还需要注意火箭的安全性。

航天科技应用的物理学原理

航天科技应用的物理学原理1.力学：力学是研究物体运动和相互作用的物理学分支，对于航天器的轨道计算和飞行控制至关重要。

牛顿运动定律是力学的基础，其中最重要的是第二定律：物体的加速度等于受到的净外力除以质量。

在航天器中，利用力学定律计算加速度、速度和位置变化，从而实现航天器的轨道控制和航行。

2.电磁学：电磁学研究电荷和电磁场之间的相互作用。

在航天科技应用中，电磁学的原理被广泛应用于电力系统、通信系统和导航系统中。

例如，电力系统中利用电磁学原理，通过电力传输和控制实现航天器的电力供应和控制。

通信系统则利用电磁学原理，通过电磁波传播实现航天器与地面站的通信。

导航系统中的卫星导航利用电磁波的传播和接收原理，实现航天器的定位和导航。

3.热学：热学研究热量和能量之间的转化和传递。

在航天科技应用中，航天器在太空中的工作环境与地球上的环境差异很大，需要进行热平衡控制。

热学原理包括传热、热辐射、热传导等，这些原理被应用于航天器的热量分配和冷却系统设计，以保证航天器各部件的工作温度在安全范围内，并合理利用热量资源。

4.光学：光学研究光的传播、反射、折射和干涉等现象。

在航天科技应用中，光学原理广泛应用于制造望远镜、光电子设备和激光技术等方面。

望远镜利用光学原理收集和聚焦远处的星体光线，实现观测和探测。

光电子设备则利用光学原理，将光能转化为电信号，用于图像传感、通信等应用。

激光技术则利用光学原理实现精确的测量、定位和通信。

此外，还有其他物理学原理在航天科技应用中起着重要作用，如量子力学、相对论、磁学等。

这些原理与航天器的设计、制造和操作密切相关，为实现航天科技应用提供了重要的理论和技术支持。

航天科技的不断发展和创新离不开物理学原理的应用和进一步研究，有助于推动航天科技的进步和发展。

航空飞行器飞行动力学

航空飞行器飞行动力学航空飞行器飞行动力学是研究飞行器在空气中运动的力学原理和规律的学科。

它涉及到飞行器的姿态稳定、操纵性能、飞行性能以及空气动力学等方面的内容。

本文将从航空飞行器的基本原理、力学模型、飞行动力学方程和相关应用等方面进行介绍。

一、航空飞行器的基本原理航空飞行器的基本原理是以牛顿运动定律为基础的。

根据牛顿第一定律，飞行器如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动。

而根据牛顿第二定律，飞行器所受的合力等于质量乘以加速度，即F=ma。

根据牛顿第三定律，任何作用力都会有相等大小、方向相反的反作用力。

二、航空飞行器的力学模型航空飞行器的力学模型可以分为刚体模型和弹性模型。

刚体模型假设飞行器是一个刚体，不考虑其变形和挠曲；弹性模型考虑飞行器的变形和挠曲，可以更准确地描述飞行器的运动。

三、飞行动力学方程飞行动力学方程是描述飞行器运动的重要工具。

常用的飞行动力学方程包括牛顿定律、欧拉角运动方程、质心动力学方程等。

牛顿定律可以描述飞行器的平动运动，欧拉角运动方程可以描述飞行器的转动运动，质心动力学方程可以描述飞行器的整体运动。

四、航空飞行器的飞行性能航空飞行器的飞行性能包括速度性能、高度性能、加速性能等。

其中速度性能是指飞行器的最大速度、巡航速度和爬升速度等；高度性能是指飞行器的最大飞行高度、最大升限和最大下降高度等；加速性能是指飞行器的爬升率、加速度和制动性能等。

五、航空飞行器的操纵性能航空飞行器的操纵性能是指飞行器在各种操作条件下的控制性能。

它包括飞行器的稳定性、操纵性和敏感性等。

稳定性是指飞行器在受到扰动后能够自动恢复到平衡状态的能力；操纵性是指飞行器在操纵杆或操纵面的控制下实现各种机动动作的能力；敏感性是指飞行器对操纵输入的敏感程度。

六、航空飞行器的空气动力学航空飞行器的空气动力学是研究飞行器在空气中运动的力学学科。

它涉及到飞行器的升力、阻力、侧向力和滚转力等。

升力是飞行器在垂直方向上的支持力，阻力是飞行器在运动过程中受到的阻碍力，侧向力是飞行器在横向方向上的支持力，滚转力是飞行器的转动力。

飞行力学部分作业答案(1)

+
Lga
−D
C

−L
+
0 0 mg

cosθ cosψ
Lgb
=

cosθ
sinψ
− sinθ
sinθ sinφ cosψ − cosφ sinψ sinθ sinφ sinψ + cosφ cosψ
sinφ cosθ
sinθ cosφ cosψ + sinφ sinψ
补充：试解释飞行包线的形状？最大平飞速度：
Vmax =
2Ta CD ρ S
Ta 、 ρ 、 CD 都随高度变化
航空飞行器飞行动力学
对于跨音速飞机：可用推力随高度的增加而降低，其主导作用，这样组合参
数
Ta CD ρ
随高度的增加而降低，因而Vmax
随高度的增加一直减小；
对于超音速飞机：通常在对流层内Vmax 随高度的增加而增大，在平流层中则随高度的增加而减小。原因：对流层中，音速降低，使同一速度所对应的 M
Ta
=
D
=
CD
1 2
ρV
2S
= 13133N
航空飞行器飞行动力学
补充：跃升时间的计算：
dH = V sin γ dt
dt
=
V
dH sin
γ
∫ 积分： ∆t = H1 dH 通过数值积分求
H0 V sin γ
sin θ
cosφ
sinψ
− sinφ
cosψ

cosφ cosθ

Lga
=
ccoossθθaa
cosψ a sinψ a
− sinθa

载人航天飞船飞行原理

载人航天飞船飞行原理一、引言载人航天飞船是人类探索宇宙的重要工具之一。

其飞行原理是基于牛顿力学和空气动力学原理，通过推进剂的喷射和机身的气动力作用实现飞行。

本文将详细介绍载人航天飞船的飞行原理。

二、牛顿力学与载人航天飞船牛顿第三定律指出，任何物体都会对其他物体施加相等而反向的作用力。

在载人航天飞行中，推进剂喷射产生反作用力，使得飞船产生向前的加速度。

根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于其质量乘以加速度，因此推进剂喷射产生的反作用力越大，加速度就越大。

三、推进系统与载人航天飞船推进系统是载人航天飞船最关键的部分之一。

其基本原理是利用化学反应产生高温高压气体，并将其喷出以产生反作用力。

常见的推进剂有液态燃料和固态燃料两种。

1. 液态燃料推进系统液态燃料推进系统包括燃料和氧化剂两个部分。

燃料和氧化剂在推进器内混合后，通过喷嘴喷出，产生高速的气流。

由于牛顿第三定律的作用，喷出的气体会产生反向的作用力，从而推动飞船向前飞行。

2. 固态燃料推进系统固态燃料推进系统是将固体燃料和氧化剂混合后压缩成颗粒或块状，并在点火后产生高温高压气体，从而推动飞船向前飞行。

相比于液态燃料推进系统，固态燃料推进系统具有结构简单、容易控制等优点。

四、空气动力学与载人航天飞船空气动力学是关于流体（空气）在物体表面流动时所产生的力学效应的学科。

载人航天飞行中，空气动力学起着至关重要的作用。

当飞船在大气层内运动时，会受到来自空气分子碰撞的阻力和升力。

1. 阻力阻力是指物体运动时受到来自介质的摩擦力和压力阻力的总和。

载人航天飞行中，飞船在大气层内运动时，会受到空气分子碰撞产生的摩擦力和压力阻力的影响。

为了减小阻力，飞船通常采用流线型设计，并利用热保护材料来降低表面温度。

2. 升力升力是指物体在流体中运动时所受到的垂直于运动方向的向上的合外力。

在载人航天飞行中，升力可以帮助飞船克服重力并保持稳定飞行。

为了增加升力，飞船通常采用翼型设计，并利用控制面来调整升降平衡。

航天的原理

航天的原理
航天技术是指人类利用航天器在地球大气层之外进行探索、科研、应用和开发的领域。

而实现航天的原理主要涉及以下几个关键方面：
1. 空气动力学原理：航天器的离地运行需要战胜地球引力，并在大气层外进行飞行。

利用空气动力学原理，通过提供足够的推力，航天器能够克服重力并建立加速度，将自身推向太空。

2. 火箭推进原理：航天器通常采用火箭发动机作为主要推进装置。

火箭发动机通过排放燃料和氧化剂的喷射，根据牛顿第三定律反作用原理提供巨大的推力。

燃料和氧化剂的燃烧释放了大量的热能和高速气体，产生巨大的喷射速度。

3. 物体运动定律：航天器运动的基本原理符合牛顿运动定律。

航天器在太空中运动时，受到引力、空气阻力等外力的作用，同时也具有自身的惯性。

借助这些力和动量的平衡，航天器可以在空间中保持稳定的飞行轨迹。

4. 轨道力学原理：为了实现航天任务，航天器需要进入特定的轨道。

航天器的运行必须满足天体力学中的几个基本定律，例如开普勒定律和牛顿引力定律。

通过合理调整航天器的初始速度和方向，可以使其进入特定的轨道，实现各种科学探测和运输任务。

综上所述，航天的实现离不开空气动力学、火箭推进、物体运
动定律和轨道力学等基本原理。

通过合理应用这些原理，人类可以征服太空，实现太空探索和利用。

关于航空航天的资料

关于航空航天的资料航空航天是现代科技的重要组成部分，涉及很多领域。

以下是关于航空航天的一些基本知识和有趣的事实。

一、航空技术航空技术是用于设计和制造飞机、导弹、火箭等航空器的技术，它包括以下几个主要部分：1.飞行力学：与航空器在空中运动有关的力学原理，如空气动力学、飞行控制等。

2.材料科学：研究不同材料的特性、性能和用途，用于机身、引擎、螺旋桨等部件的制造。

3.制造技术：制造航空器所需的各种零部件、系统和设备，包括机身、发动机、舱门等。

4.电子技术：用于航空器的导航、控制、通信等方面，如雷达、GPS等。

二、航天技术航天技术是用于设计、制造和操作人造卫星、载人航天器和火箭等飞行器的技术，它包括以下几个主要部分：1.航天动力学：与航天器在轨道上运动有关的力学原理，如万有引力、轨道计算等。

2.材料科学：与航天器在太空中遭受各种环境影响下的材料性能有关，如高温、低温、辐射等。

3.制造技术：用于制造各种空间器和航天器部件的技术，跨越了很多领域，如电子技术、机械技术等。

4.控制技术：用于控制轨道运动和发射的各种设备和系统，如航天器姿态控制、火箭推进系统等。

三、航空航天的发展历程航空和航天技术的发展历程是一个漫长而充满创新的过程。

以下是一些重要的历史事件：1.1903年，莱特兄弟为飞机的发明做出了突出的贡献。

2.1957年，苏联发射了第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”。

3.1961年，苏联宇航员加加林成为第一个进入太空的人类。

4.1969年，美国宇航员阿姆斯特朗踏上了月球。

5.1986年，挑战者号航天飞机发生事故，造成7名宇航员死亡。

6.2019年，中国成功发射“长征五号”运载火箭和嫦娥四号探测器。

航空和航天领域有许多值得追溯和研究的事件和故事，这些故事中蕴藏着人类的智慧和勇气。

飞行器飞行力学绪论

飞行力学是一门系统的学科，在综合空气动力学、发动机、飞行控制、结构强度、人机工程各学科的知识基础上，系统地研究飞行器的运动特性
广泛应用于飞行器的设计、研制、生产、试验、使用、训练各部门
南京航空航天大学空气动力学系
六、相关学科
飞行力学
空气动力学
飞行控制
1) 与空气动力学的关系
动力工程
飞行器外力中气动力最为复杂，飞行器运动规律（飞行轨迹及姿态）主要由气动力特性决定。
L
A

D

f (H，Ma，，，
)
C
南京航空航天大学空气动力学系
常规航空飞行器飞行轨迹及姿态控制主要通过气动力控制来实现。
轨迹控制
气动力控制
舵
角度控制
面气动力控
制
气动力对飞行器运动特性影响最大，所以飞行力学与空气动力学是一个学科方向。
南京航空航天大学空气动力学系
升限等
航程，航时，作战半径等
加减速指标，最小盘旋半径，
最大过载等
南京航空航天大学空气动力学系
起飞、着陆距离离地、接地速度起飞、着陆时间
2)飞行品质
飞行品质
稳定性操纵性
飞机受到扰动后，恢复原稳定状态的能力
飞在操纵作用下，改变飞行状态的能力
飞行品质反映了驾驶员操纵飞机完成各种飞行任务时，任务完成的精确程度及驾驶员的工作负荷
↑ 升力，克服重力 ↓ ↓ 阻力，发动机推力要求 ↑ 推力，克服阻力
飞行力学则研究在外力作用下“怎么飞” 的问题。
南京航空航天大学空气动力学系
飞行力学研究的特殊性：
刚体六自由度运动或弹性体多自由度运动

航空航天工程师的航天器空气动力学和飞行力学

航空航天工程师的航天器空气动力学和飞行力学航空航天工程师是从事航宇领域工作的专业人士，负责设计、研发和测试航天器。

在这个领域，航空航天工程师需要掌握航天器的空气动力学和飞行力学知识，这是确保航天器安全和性能的重要因素。

本文将介绍航天器空气动力学和飞行力学的基本概念和应用。

一、航天器空气动力学航天器空气动力学是研究航天器在大气中飞行时与空气相互作用的科学。

空气动力学主要包括气动力学和空气动力学两个部分。

1. 气动力学气动力学研究力和物体之间的关系。

在航空领域，研究的对象主要是空气对航空器的作用力，如升力和阻力。

而在航天领域，研究的对象是推进剂排放所产生的作用力。

航天器在大气中飞行时会受到阻力的影响。

掌握空气动力学的原理可以帮助工程师优化航天器的设计，减少阻力，提高飞行效率。

2. 空气动力学空气动力学是研究航空器在空气作用下产生的力和运动的科学，其中最重要的概念是升力和阻力。

升力是垂直向上的力，使得航空器能够在空中飞行。

它是通过翼面产生的，而翼面的形状和倾斜角度决定了升力的大小。

阻力是航天器在飞行过程中受到的阻碍运动的力。

减小阻力可以提高航天器的速度和效率。

航空航天工程师需要研究和优化航天器的外形、尺寸和材料，以降低阻力。

二、航天器飞行力学航天器飞行力学研究航天器在空中飞行时的运动和控制。

它包括航向动力学、纵向动力学和侧向动力学三个方面。

1. 航向动力学航向动力学研究航天器在水平面上的运动和控制。

航向动力学涉及航天器的转弯半径、转弯速度和飞行路径等概念。

在航天器的设计中，航向动力学的分析和优化对飞行过程的安全和稳定性至关重要。

2. 纵向动力学纵向动力学研究航天器在纵向方向上的运动和控制。

纵向动力学涉及航天器的上升力、下降力和姿态控制等概念。

航空航天工程师需要掌握纵向动力学的原理，以确保航天器的高度和速度控制在安全范围内。

3. 侧向动力学侧向动力学研究航天器在侧向方向上的运动和控制。

它涉及航天器的侧向力、滚转和偏航等概念。

飞行力学与飞行控制PPT精品文档

机身：容纳人员、货物或其他载重和设备；要求流线；飞翼式飞机取消机身。起落架：起飞降落（机轮、滑撬、浮桶）
2020/10/7
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操纵系统：动力装置：机载设备：
2020/10/7
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第二章飞机的一般运动方程
一、常用坐标体系、飞机运动参数定义及坐标系转换
常用坐标体系（全部为右手直角坐标系）地面坐标系Axdydzd：地面坐标系是相对地球表面固定不动的，它的原点A 位于地面的任意选定的某固定点，而Axd 轴位于地平面内并选定的任一指定的方向，Ayd轴铅垂向上，Azd位于水平面内,地轴系常用在表示飞机在空间的位置和飞行轨迹。
微型扑翼飞机
200mm，总重11.5克，微型电
机驱动
2020/10/7
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该微型旋翼飞行器基本尺寸为10cm，重 316g，其中发动机为微型柴油发动机，重 37g，燃油重132g。上部装旋翼，下部装照相机，采用GPS自动驾驶，留空时间 30min。可携带大约100g的设备。
美国洛克尼克的“克里扑里”微型旋翼飞行器
2020/10/7
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导弹：大气层外的弹道导弹、装有翼面在大气层内飞行地空导弹、巡航导弹等（和飞机很相似！），一次性使用；（航空发动机，火箭发动机作为动力）
飞机的分类：有人驾驶飞机、无人驾驶飞机
有人驾驶飞机：歼击机（战斗机）、截击机、歼击轰炸机、强击机（攻击机）、轰炸机、反潜机、侦察机、预警机、电子干扰机、军用运输机、空中加油机、舰载飞机等；旅客机、货机、公务机、农业机、体育运动机、救护机等
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机体坐标轴系Oxtytzt ：机体坐标轴系是固连与飞机并随飞机一起运动的一种动坐标系。其原点位于飞机的重心，Oxt 轴与机翼的平均空气动力弦线或机身轴平行，指向机头的方向为正，Oyt轴位于飞机的对称面内垂直于Oxt轴，向上为正，而Ozt轴则垂直与飞机的对称面，向右为正气动力矩的三个分量即滚转力Mx，偏航力矩My

航天器飞行力学考点

一、名字解释1、自转公转转移进动章动：自转：地球的自转是绕地轴进行的公转：地球绕太阳的转动进动：太阳和月球经常对地球赤道隆起部分施加引力，这是一种不平衡的力，由于地球自转的存在，上述作用力不会使地轴趋于黄轴，而是以黄轴为轴作期性的圆锥运动，这就是地轴的进动。

2、真太阳日、平太阳、平太阳日：真太阳日：太阳相继两次通过观察者所在子午圈所经历的时间间隔为一个真太阳日。

平太阳:设想一个“假太阳”，它和真太阳一样，以相同的周期及同一方向与地球作相对运动。

但有两点不同：（1）它的运动平面是赤道平面而不是黄道平面；（2）运动速度是均匀的，等于“真太阳”在黄道平面内运动速度的平均值。

平太阳：设想一个“假太阳”，它和真太阳一样，以相同的周期及同一方向与地球作相对运动。

但有两点不同：（1）它的运动平面是赤道平面而不是黄道平面；（2）运动速度是均匀的，等于“真太阳”在黄道平面内运动速度的平均值；平太阳日：将“假太阳”两次过地球用一子午线的时间间隔为一个太阳日，这个太阳日就称为“平太阳日”3、重力：如地球外一质量为的质点相对于地球是静止的，该质点受到地球的引力为，另由于地球自身在以角速度旋转，故该质点还受到随同地球旋转而引起的离心惯性力，将该质点所受的引力和离心惯性力之和称为该质点所受的重力。

4、比冲：发动机在无限小时间间隔t δ内产生的冲量p t δ与该段时间间隔内消耗的推进剂重量0 m&g δt之比。

5、过载：我们把火箭飞行中除重力以外作用在火箭上的所有其他外力称作过载。

6、三个宇宙速度：7、二体问题：在卫星轨道的分析问题中，常假定卫星在地球中心引力场中运动，忽略其他各种摄动力的因素（如地球形状非球形、密度分布不均匀引起的摄动力和太阳、月球的引力等）。

这种卫星轨道称为二体轨道，分析这种轨道的特性称为二体问题。

8、升交点、降交点、交点线：卫星轨道与赤道的交点9、星下点、星下点轨迹：星下点：卫星星下点是卫星向径与地球表面交点的地心经、纬度星下点轨迹：星下点轨迹是卫星星下点在地球表面通过的路径，是卫星轨道运动和地球自转运动的合成。

航空航天概论第2章飞行器飞行原理 ppt课件

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3、伯努利定理
伯努利定理是描述流体的压强和速度之间的关系可以用实验说明。如图在粗细不均的管道中在不同截面积处安装三根一样粗细的玻璃管，首先把容器和管道的进口和出口开头都关闭，此时管道中的流体没有流动，不同截面处（A-A、B-B、CC）的流体流速均为零，三根玻璃管中的液面高度同容器中的液面高度一样。这表明，不同截面处的流体的压强都是相等的。现在把进口和出口的开头同时都打开，使管道中的流体稳定地流动，并保持容器中的液面高度不变。此时三根玻璃管中的液面高度都降低了，且不同截面处的液面高度各不相同，这说明流体在流动过程中，不同截面处的压强也不相同。
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2.1.2 大气的物理特性与标准大气
1、大气的物理特性
（4）可压缩性
• 气体的可压缩性是指当气体的压强改变时其密度和体积改变的性质。不同状态的物质可压缩性也不同。液体对这种变化的反应很小，因此一般认为液体是不可压缩的；而气体对这种变化的反应很大，所以一般来讲气体是可压缩的物质。
（5）声速
y
yf
O
x c
ppt课件 yl
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3、作用在飞机上的空气动力
空气动力：空气流过物体或物体在空气中运动时，空气对物体的作用力。飞机上的空气动力R包括升力Y和阻力Q两部分。
（1）升力
空气流过机翼的流线谱如图，这样机翼上、下表面产生压力差。垂直于相对气流方向的压力差的总和，就是升力。机翼升力的着眼点，即升力作用线与翼弦的交点叫压力中心。
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3、伯努利定理
• 通过以上实验我们可以得到一个数学表达式来表示：
• 因当注意，以上定理在下述条件下才成立： • （1）气流是连续的、稳定的。 • （2）流动中的空气与外界没有能量交换。 • （3）气流中没有摩擦，或变化很小，可以忽略不计。 • （4）空气的密度没有变化，或变化很小，可以认为不变。

航空航天工程师的飞行力学知识

航空航天工程师的飞行力学知识航空航天工程师是一个综合性较强的职业，需要具备相关的专业知识和技能。

其中，飞行力学是航空航天工程师所必备的核心知识之一。

本文将介绍航空航天工程师在飞行力学方面需要了解的内容，以及其在工程设计和飞行控制中的应用。

一、飞行原理飞行力学研究的基础是飞行原理。

在航空航天领域，飞行原理包括气动力学、重力学和运动学等方面的知识。

气动力学研究空气对飞机的作用力和运动产生的影响，重力学研究地球引力对飞机的作用力，而运动学则研究飞机的运动状态和路径。

二、飞行力学模型为了研究飞行器的运动，需要建立相应的力学模型。

常用的飞行力学模型有单刚体模型和多刚体模型等。

单刚体模型适用于研究简单、对称的飞行器，如常见的飞机。

多刚体模型适用于研究非对称、复杂的飞行器，如卫星和航天飞机等。

根据实际需求，航空航天工程师可以选择合适的模型进行分析和计算。

三、飞行力学方程为了描述飞行器的运动，需要建立相应的运动方程。

在飞行力学中，最常用的方程是牛顿第二定律和欧拉运动方程。

牛顿第二定律描述了物体的质量和加速度之间的关系，欧拉运动方程描述了物体的力矩和角加速度之间的关系。

通过这些方程，可以计算飞行器在不同飞行状态下的运动轨迹和力学参数。

四、飞行器稳定性与操纵性飞行器的稳定性与操纵性是设计飞行器的重要考虑因素。

稳定性是指飞行器在受到干扰后能够自动恢复到平衡状态的能力，而操纵性是指飞行器在操纵员的控制下能够按照预期进行操纵的能力。

航空航天工程师需要通过飞行力学的知识，设计出满足稳定性和操纵性要求的飞行器结构和控制系统。

五、飞行动力学飞行动力学研究飞行器的动力学特性，包括加速度、速度、高度和姿态等方面的运动。

通过飞行动力学的分析，可以优化飞行器的设计，提高其性能和安全性。

此外，飞行动力学还研究飞行器的机动性能和航迹控制等问题，为飞行员提供飞行操作指导。

六、飞行力学在航空航天工程中的应用飞行力学在航空航天工程中有广泛的应用。

飞行物体的运动对飞行物体的力学分析

飞行物体的运动对飞行物体的力学分析1.引言飞行物体的运动一直以来都是人们关注的焦点之一。

无论是日常生活中的飞行器还是航天器，在其飞行过程中都受到力学原理的支配。

本文将对飞行物体的运动进行力学分析，从其中揭示出影响其运动的力量和参数。

2.飞行物体的受力情况无论是静止还是运动中的飞行物体，都受到多种力的作用。

其中，最主要的两种力是重力和推力。

重力是指地球对飞行物体的吸引力，作用于物体的质心。

推力则是飞行器内部产生的推进力，使得飞行物体能够克服重力，并产生运动。

3.牛顿三大运动定律在飞行物体上的应用3.1 第一定律：惯性定律牛顿第一定律指出，物体在没有外力作用时将保持匀速直线运动或保持静止。

在飞行物体中，当推力与重力平衡时，物体将保持匀速飞行。

当外界有其他力作用时，飞行物体将按照施加的力产生相应的加速度或改变运动状态。

3.2 第二定律：作用力与运动状态的关系牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用于物体的力的关系。

对于飞行物体来说，推力与重力之间的平衡决定了其加速度。

如果推力大于重力，飞行物体将获得正向加速度；反之，如果推力小于重力，飞行物体将产生负向加速度。

3.3 第三定律：作用力与反作用力牛顿第三定律指出，作用在物体上的力会导致物体对外施加相等大小、方向相反的反作用力。

在飞行物体中，推力产生的反作用力将推动物体向前移动，从而实现飞行。

4.飞行物体的运动参数4.1 速度和加速度速度是指单位时间内物体位移的变化量，是描述物体运动快慢的重要参数。

飞行物体的速度通常与其推力大小、质量以及阻力相关。

加速度则是速度的变化率，与推力和质量之间的关系密切。

4.2 轨迹和运动路径飞行物体的运动轨迹通常根据其力的作用和作用点进行描述。

常见的轨迹有直线运动、曲线运动、圆周运动等。

运动路径则是描述飞行物体从起点到终点的运动路径，可能包括直线、弧线等。

5.力的平衡与不平衡飞行物体的力平衡指推力与阻力、重力之间的平衡关系。

当推力与阻力、重力平衡时，飞行物体将保持稳定的飞行状态；当推力不足以克服阻力和重力时，飞行物体将下降或停止。

航空航天专业的教材

航空航天专业的教材
航空航天专业的教材通常包括以下几个方面的内容：
1. 飞行原理与空气动力学：介绍飞行器的运行原理、空气动力学和力学性能分析等内容。

常用教材有《飞行动力学》、《飞行力学与飞行控制》等。

2. 航空航天材料与结构：介绍航空航天器的结构设计和材料性能，包括金属、复合材料、陶瓷等，同时介绍结构分析和设计方法。

常用教材有《航空航天材料与结构》、《结构力学》等。

3. 航空航天系统与设备：介绍航空航天器的系统组成结构，包括推进系统、航电系统、控制系统等，并阐述其工作原理和设计方法。

常用教材有《航空航天推进学》、《航空宇航仪表》等。

4. 航天航空器设计与制造：介绍航天器的设计流程、制造工艺、试验验证和质量控制等内容。

常用教材有《航天器系统设计与工程实践》、《航天器制造工艺》等。

5. 航空航天工程与管理：介绍航空航天工程项目管理的基本原理、方法和技术，包括工期控制、成本控制、质量管理等。

常用教材有《航天航空工程项目管理》、《航空航天工程管理》等。

除了上述教材之外，还有一些经典的教材和参考书籍，如《航空航天概论》、《航空航天工程导论》、《航空航天器设计基
础》等，这些书籍可以帮助学生建立起航空航天领域的基础知识和理论基础。

此外，一些最新的研究论文和期刊也是航空航天专业学生了解最新进展和研究方向的重要参考资料。

数学在航空航天领域中的重要性与应用

数学在航空航天领域中的重要性与应用航空航天是现代科技的重要领域之一，数学在该领域的重要性不可忽视。

数学的应用为航空航天的设计、制造、飞行等方面提供了必要的支持和解决方案。

本文将探讨数学在航空航天领域中的重要性，并介绍一些数学在航空航天中的具体应用。

一、数学在航空航天中的重要性1. 精确测量与导航航空航天中精确测量与导航是非常重要的环节。

飞行器需要准确定位和导航，以确保航线的准确性和安全性。

而精确测量和导航都离不开数学的支持。

数学中的几何学和三角学等知识可以精确计算地理位置和方向，帮助飞行员进行精确导航。

2. 飞行力学飞行力学是研究飞行器在空气中的运动规律的学科，也是航空航天领域中的重要学科。

飞行力学需要大量的数学运算和分析，以确定飞行器在各种条件下的飞行性能和稳定性。

涉及到的数学知识包括微积分、矩阵论、微分方程等，这些数学工具为飞行力学的建模和仿真提供了可靠的基础。

3. 结构分析与优化航空航天器的结构强度和轻量化是设计的重要要求之一。

数学在结构分析和优化中发挥了重要的作用。

通过应用数学模型和方法，可以对航空航天器的结构进行分析和优化，以达到最佳的结构设计。

数学中的力学、优化理论等知识为结构分析提供了理论基础，并通过数学模型进行优化计算，为设计者提供了有效的指导。

二、数学在航空航天中的应用1. 轨道设计与火箭轨迹计算航天器发射和轨道设计是航天领域的核心任务之一。

数学在轨道设计中发挥了重要的作用。

航天器的轨道必须满足一系列复杂的要求，包括速度、角度、高度等多个参数。

数学中的力学、微积分等知识可以帮助计算和预测航天器的轨迹，确保航天器能够按计划精确到达目标轨道。

2. 气动力学分析与风洞实验在航空设计中，气动力学是一个重要的研究方向。

航空器在空气中的运动受到空气动力学的影响，包括升力、阻力、扰流等。

数学在气动力学分析中发挥了关键作用，具体应用包括通过数学模型计算气动力学参数、进行流场分析和模拟实验等。

此外，风洞实验也是航空领域中常用的手段之一，数学在风洞实验数据的分析和处理中也起到了重要作用。

飞行原理基本概念

飞行原理基本概念空气动力学空气动力学是研究空气和其他气体的运动以及它们与物体的相对运动时相互作用的科学，简称气动力学。

它重点研究飞行器的飞行原理，是航空航天军事最重要的基础理论之一。

在任何一种飞行器的设计中，必须解决两方面的气动问题：一是在确定新飞行器所要求的性能后，寻找满足要求的外形和气动措施；另一方面是在确定飞行器外形和其他条件后，预测飞行器的气动特性，为飞行器性能计算和结构、控制系统的设计提供依据。

２０世纪以来，飞机和航天器的外形不断改进，性能不断提高，都是于空气动力学的发展分不开的。

亚音速飞机为获得高升力阻比采用大展弦比机翼；跨音速飞机为了减小波阻采用后掠机翼，机翼和机身的布置满足面积率；超音速飞机为了利用旋涡升力采用细长机翼；高超音速再入飞行器为了减少气动加热采用钝的前缘形状，这些都是在航空航天技术中成功应用空气动力学研究成果的典型例子。

除此之外，空气动力学在气象、交通、建筑、能源化工、环境保护、自动控制等领域都得到广泛的应用。

音速音速又称声速。

音速在物理学上，音速指声波在介质中传播的速度。

它同介质的性质和状态（如温度）有关。

如在摄氏０度时，空气中音速为３３１．３６米／秒，水中音速约为４４０米／秒。

对于一定的气体，音速只取决于温度。

若流场中各点的温度不同，则与某一点温度相当的音速称为“当地音速”。

在空气动力学中，音速是一个重要的基准值。

气体的流动规律和飞机的气动力特性在流速（或飞行速度）在抵于音速和高于音速时大不相同。

马赫数马赫数，气流速度Ｖ与当地声（音）速ａ之比。

马赫数是以奥地利物理学家Ｅ．马赫的姓命名的，简称Ｍａ数。

飞机的飞行速度常以马赫数表示，当其飞行速度小于当地音速时，则马赫数小于１，反之，飞行速度大于当地音速时，马赫数则大于１。

一般把马赫数小于或等于０．４的飞行称为低速飞行，马赫数在０．７５至１．２（或１．４）之间称为亚音速飞行，马赫数在１．２（或１．４）至５之间称为超音速飞行，马赫数大于５时则称为高超音速飞行。

飞行力学课程教学大纲

其它（More）
备注（Notes）
备注说明：
1．带*内容为必填项。
2．课程简介字数为300-500字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
先修课程
（Prerequisite）
理论力学、高等数学和线性代数(Dynamics，Calculus and Linear Algebra)
授课教师
（Instructor）
李启夫(Qifu LI)
课程网址
(CourseWebpage)
无
*课程简介（Description）
此课程是针对航空航天方向的本科基础课程，也可作为自然科学类通识课程。本课程主要教学内容包括航空飞行器的飞行性能，飞行品质和航天器轨道动力学基础。在飞行性能部分主要包括飞机基本飞行性能、续航性能、起飞/着陆性能和机动飞行性能等；在飞行品质部分，主要包括飞行的纵向、横航向静稳定性和静操纵性，纵向、横航向动稳定性和动操纵性等；在航天器轨道动力学基础部分主要包括航天器轨道动力学，包括航天器两体问题，典型卫星轨道，轨道摄动和轨道控制方法等。课程的教学目标为培养学生了解航空航天飞行器的飞行原理和动力学描述方法，使学生初步掌握以工程应用为背景运用所学知识解决工程实际问题的过程和方法，为飞行控制系统设计奠定基础。
姿态动力学和运动学
3
课堂教学
作业
独立完成
作业
*考核方式
(Grading)
平时作业和上课参与程度：10%(Homework)
课堂小测验：10%(Quizzes)
设计作业及报告：15%(Project)
考试：65%（安排两次考试，其中占30%和期末占35%）(Exams)
*教材或参考资料
(Textbooks & Other Materials)