飞机性能——飞行的升阻力
飞机空气动力学原理
飞机空气动力学原理飞机空气动力学原理是指飞机在飞行过程中受到空气力学的影响，从而产生升力和阻力的原理。
空气动力学是航空工程中的重要基础学科，它研究飞机在空气中运动时所受到的各种力和力的作用规律，是飞机设计、飞行控制和飞行性能计算的理论基础。
了解飞机空气动力学原理对于飞机设计、飞行控制和飞行性能的提高具有重要意义。
首先，飞机的升力是通过翼面和机身等部件与空气的相互作用产生的。
当飞机在空气中飞行时，翼面上方的气压比下方小，产生了升力。
这种空气动力学原理被称为卡门涡街原理，是飞机能够在空中飞行的基础。
同时，飞机的阻力也是由空气动力学原理产生的。
飞机在飞行过程中，受到空气的阻力，这种阻力是飞机飞行中需要克服的，也是影响飞机速度和燃油消耗的重要因素。
其次，飞机的机动性能与空气动力学原理密切相关。
在飞机设计中，需要考虑飞机在不同速度和高度下的机动性能，这就需要对飞机的空气动力学原理进行深入研究。
通过对飞机的升力、阻力和稳定性等参数的分析，可以优化飞机的设计，提高飞机的机动性能，使其更加适应不同的飞行环境。
此外，飞机的飞行控制也是基于空气动力学原理进行设计和实现的。
飞机在飞行过程中需要通过操纵飞行控制面来改变飞机的姿态和飞行状态，从而实现飞机的飞行控制。
这就需要深入理解飞机在空气中的运动规律，根据空气动力学原理设计飞机的飞行控制系统，保证飞机的飞行安全和稳定性。
总的来说，飞机空气动力学原理是飞机设计和飞行控制的重要理论基础，对于提高飞机的性能和安全具有重要意义。
通过深入研究和理解飞机在空气中的运动规律，可以不断优化飞机的设计和飞行控制系统，提高飞机的机动性能和飞行安全性。
因此，对于飞机设计师和飞行员来说，深入理解飞机空气动力学原理是至关重要的，也是他们不断提高自身技术水平和飞机性能的关键。
飞行器飞行原理
飞行器飞行原理
飞行器的飞行原理在于应用空气动力学原理。
当飞行器在空中时，它会受到两个主要的力的作用：升力和阻力。
升力是垂直向上的力，使飞行器能够克服重力并保持在空中。
升力产生的主要原因是飞行器的机翼形状和空气动力学设计。
当飞行器在空中运动时，机翼会将来流的空气分成上下两个部分，使上部空气流速增大，下部空气流速减小。
根据伯努利原理，流速较大的空气产生较低的气压，而流速较小的空气产生较高的气压，这就形成了一个向上的压力差。
这个压力差产生的力就是升力，使得飞行器能够飞行。
阻力是飞行器在空中运动时的阻碍力。
飞行器的阻力由多个因素组成，包括空气摩擦阻力、压力阻力和指示阻力等。
为了减小阻力，提高飞行器的飞行效率，飞行器通常会采用流线型设计和优化的空气动力学外形。
除了升力和阻力之外，飞行器还需要考虑其他一些力的影响，如重力和推力。
重力是往下的力，会使飞行器向下掉落，而推力则是往前的力，可以克服重力并使飞行器前进。
为了平衡这些力，飞行器需要在设计中考虑到重力和推力之间的平衡关系。
飞行器的飞行过程是一个动态的系统，需要考虑多个因素的相互作用。
通过对这些力的合理应用和平衡，飞行器才能够在空中稳定地飞行。
飞行原理 2.3 阻力
分离点
●分离区的特点一 分离区的特点一 分离区内漩涡是一个个单独产生的， 分离区内漩涡是一个个单独产生的，它导致机翼 的振动。 的振动。
●分离区的特点二 分离区的特点二 分离区内压强几乎相等，并且等于分离点处的压强。 分离区内压强几乎相等，并且等于分离点处的压强。
P分离点 = P1 = P2 = P3 = P4
•诱导阻力 诱导阻力(Induced Drag) 诱导阻力
升力
粘性
2.3.1 低速附面层
① 附面层的形成
附面层， 附面层，是气流速度从物面处速度为零逐渐增加到 99%主流速度的很薄的空气流动层。 主流速度的很薄的空气流动层。 主流速度的很薄的空气流动层
速度 不受干扰的主流 附面层边界
物体表面
●附面层厚度较薄 附面层厚度较薄
升力 Lift
拉力
阻力
Pull
Drag
重力
Weight
●阻力的分类 阻力的分类
对于低速飞机，根据阻力的形成原因， 对于低速飞机，根据阻力的形成原因，可将阻力 分为： 分为： •摩擦阻力 摩擦阻力(Skin Friction Drag) 摩擦阻力 •压差阻力 压差阻力(Form Drag) 压差阻力 •干扰阻力 干扰阻力(Interference Drag) 干扰阻力 废阻力 (Parasite Drag)
●摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大 摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大 摩擦阻力占总阻力的比例 超音速战斗机 大型运输机 小型公务机 水下物体 船舶 25-30% 40% 50% 70% 90%
② 压差阻力
压差阻力是由处于流动空气中的物体的前后的压 力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。 力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。
飞行原理
要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用，飞机的升力是如何产生的等问题。
这些问题将分成几个部分简要讲解。
一、飞行的主要组成部分及功用到目前为止，除了少数特殊形式的飞机外，大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成：1. 机翼——机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。
在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。
机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。
不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。
2. 机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。
3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。
垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。
尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。
4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。
5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。
其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。
现在飞机动力装置应用较广泛的有：航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。
除了发动机本身，动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。
飞机上除了这五个主要部分外，根据飞机操作和执行任务的需要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。
二、飞机的升力和阻力飞机是重于空气的飞行器，当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的。
在了解飞机升力和阻力的产生之前，我们还要认识空气流动的特性，即空气流动的基本规律。
流动的空气就是气流，一种流体，这里我们要引用两个流体定理：连续性定理和伯努利定理流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。
1 北航飞行力学_飞机性能计算的原始数据和质心运动方程
xh
G d V Y Pky sin( P ) G cos g dt
北航 509
0
G
§1-3 飞机质心运动方程
几种特殊形式
•直线飞行(直线上升、下降等)
const , d / dt 0
•水平直线飞行(平飞加减速等)
G dV Pky Q G sin g dt Y G cos G dV Pky Q g dt Y G
喷气式发动机性能参数以及其高度特性、速度 特性、转速特性、特定油门状态 能画出铅垂平面内质心运动受力图，并推出各 种特殊运动状态下的质心运动方程
北航 509
2)最大状态：对应于最大许用转速(nmax)的发动机状态 。推力为非加力时的最 大值。只能连续工作5-10min，通常用于起飞、短时加速、爬升、空中机动等。 3)额定状态：对应于最大转速97% ，推力为最大状态的85-90%，可较长时间 工作(半小时～1小时)，用于平飞、爬升、远航飞行等。
4)巡航状态：n巡90% n额，Pf巡 80%Pf额，耗油率最小，不限时，用于巡航。
最大可配平升力
Ymax
Y' LT ( ) max xA
Y2max Y1max
超音速时平尾平衡能力剧降形成飞行限制
C ymax
Cy
C ymax
最大允许升力系数
C ysx C yyx
C ydd C y max
C yyx min{ C ysx , C y max }
M
北航 509
f 0, 0 f 0, 0 一 般 f 0, 0 ( 0 f 0 0 0
0
Y 0
f 0, 0 0
飞机飞行的基本原理
飞机飞行的基本原理飞机飞行的基本原理主要包括三个方面：升力、阻力和重力。
1.升力：升力是由空气动力学原理产生的，它是由翼面上的气流产生的。
当翼面运动时，空气会在翼面上形成高压区和低压区，高压区下方产生升力，使飞机向上升。
2.阻力：阻力是飞机穿过空气时产生的阻碍力，包括空气阻力和摩擦阻力。
空气阻力是由飞机前进时空气对飞机表面的摩擦产生的，而摩擦阻力则是由飞机表面摩擦空气产生的。
3.重力：重力是由地球对物体产生的向下的引力。
飞机在飞行过程中需要不断产生升力来抵消重力的作用，以维持飞行。
当飞机的升力大于阻力和重力的总和时，飞机就会上升，而当升力小于阻力和重力的总和时，飞机就会下降。
飞机的驾驶员通过调整飞机的姿态和动力系统来控制飞机的升降和飞行速度。
除了升力、阻力和重力这三个基本原理之外，飞机飞行还需要考虑其他因素。
4.气流：空气的流动对飞机的飞行有重要影响。
飞机在飞行中会遇到不同类型的气流，如下推气流、上升气流和下沉气流等。
飞机的驾驶员需要根据气流的类型和强度来调整飞机的姿态和动力系统，以确保飞机的安全飞行。
5.气压: 气压的变化会对飞机的飞行产生影响。
飞机在飞行中会经历高气压和低气压，高气压会使飞机升高，而低气压则会降低飞机。
飞机的驾驶员需要根据气压的变化来调整飞机的姿态和动力系统。
6.温度：温度的变化也会对飞机的飞行产生影响。
高温会使飞机升高，而低温则会降低飞机。
飞机的驾驶员需要根据温度的变化来调整飞机的姿态和动力系统。
7.风：风的方向和强度会对飞机的飞行产生影响。
飞机的驾驶员需要根据风的方向和强度来调整飞机的姿态和动力系统，以确保飞机的安全飞行。
这些因素都需要飞行员经过严格的训练和经验积累来掌握，并在飞行过程中不断监测和调整，以确保飞机的安全飞行。
另外，飞机的结构和控制系统也对飞行有重要影响。
飞机的翼和机尾设计会影响飞机的升降和飞行速度，而飞机的动力系统会影响飞机的推进力和油耗。
总之，飞机飞行的基本原理需要结合空气动力学、气象学、航空工程等多个领域的知识来理解和掌握。
飞机升力与阻力详解(图文)
飞行基础知识①升力与阻力详解(图文)升力是怎样产生的任何航空器都必须产生大于自身重力的升力才能升空飞行，这是航空器飞行的基本原理。
前面我们提到，航空器可分为轻于空气的航空器和重于空气的航空器两大类，轻于空气的航空器如气球、飞艇等，其主要部分是一个大大的气囊，中间充以比空气密度小的气体（如热空气、氢气等），这样就如同我们小时候的玩具氢气球一样，可以依靠空气的静浮力升上空中。
远在一千多年以前，我们的祖先便发明了孔明灯这种借助热气升空的精巧器具，可以算得上是轻于空气的航空器的鼻祖了。
然而，对于重于空气的航空器如飞机，又是靠什么力量飞上天空的呢？相信大家小时候都玩过风筝或是竹蜻蜓，这两种小小的玩意构造十分简单，但却蕴含着深刻的飞行原理。
飞机的机翼包括固定翼和旋翼两种，风筝的升空原理与滑翔机有一些类似，都是靠迎面气流吹动而产生向上的升力，但与固定翼的飞机有一定的差别；而旋翼机与竹蜻蜓却有着异曲同工之妙，都是靠旋翼旋转产生向上的升力。
机翼是怎样产生升力的呢？让我们先来做一个小小的试验：手持一张白纸的一端，由于重力的作用，白纸的另一端会自然垂下，现在我们将白纸拿到嘴前，沿着水平方向吹气，看看会发生什么样的情况。
哈，白纸不但没有被吹开，垂下的一端反而飘了起来，这是什么原因呢？流体力学的基本原理告诉我们，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，白纸上面的空气被吹动，流动较快，压强比白纸下面不动的空气小，因此将白纸托了起来。
这一基本原理在足球运动中也得到了体现。
大家可能都听说过足球比赛中的“香蕉球”，在发角球时，脚法好的队员可以使足球绕过球门框和守门员，直接飞入球门，由于足球的飞行路线是弯曲的，形似一只香蕉，因此叫做“香蕉球”。
这股使足球偏转的神秘力量也来自于空气的压力差，由于足球在踢出后向前飞行的同时还绕自身的轴线旋转，因此在足球的两个侧面相对于空气的运动速度不同，所受到的空气的压力也不同，是空气的压力差蒙蔽了守门员。
飞机升力实验的现象和原理
飞机升力实验的现象和原理引言：飞机升力是飞机能够在空中飞行的重要物理现象，也是飞行原理的核心之一。
在飞机升力实验中，我们可以通过一系列的实验操作和观察来深入理解飞机升力的现象和原理。
本文将从实验现象和原理两个方面进行介绍，帮助读者更好地了解飞机升力的本质。
一、实验现象1. 翼型产生升力：在飞机升力实验中，我们常常使用翼型来模拟飞机的机翼。
当我们将翼型倾斜放置于风洞中，并通过风洞产生的气流进行实验时，会观察到翼型上方的气流速度较大，下方的气流速度较小。
同时，我们还可以观察到翼型上方的气压较小，下方的气压较大。
这种现象表明翼型产生了一个向上的升力。
2. 特定角度产生最大升力：在实验中，我们可以通过改变翼型与气流的倾斜角度来观察升力的变化。
实验结果表明，当翼型与气流的倾斜角度增大时，升力逐渐增大，直到达到一个特定的角度，此时升力达到最大值。
超过这个特定角度后，升力开始减小。
这是因为在特定角度下，翼型能够更好地将气流下压，从而产生更大的升力。
3. 速度对升力的影响：在实验中，我们还可以通过改变气流的速度来观察升力的变化。
实验结果显示，当气流速度增大时，翼型产生的升力也随之增大。
这是因为较大的气流速度能够更好地将气流分离，使翼型上下表面的气压差更大，从而产生更大的升力。
二、实验原理1. 贝努利定律：实验现象中的翼型上方气流速度较大、气压较小，下方气流速度较小、气压较大的现象可以通过贝努利定律来解释。
贝努利定律表明，在流体运动过程中，速度较快的流体会产生较低的压强，速度较慢的流体会产生较高的压强。
在翼型上方，气流速度较大，因此气压较小；在翼型下方，气流速度较小，因此气压较大。
这种气压差形成了向上的升力。
2. 翼型形状：翼型的形状对升力的产生也有重要影响。
常见的翼型形状包括对称翼型和非对称翼型。
对称翼型的上下表面形状相同，升力主要靠气流的分离和延迟来产生；非对称翼型的上下表面形状不同，升力主要靠气流的分离和上表面气压的降低来产生。
航空阻力单位
航空阻力单位在人类探索宇宙、发展航空事业的过程中，航空阻力单位起着至关重要的作用。
航空阻力是指飞行器在空气中运动时所受到的阻碍其前进的力。
为了研究和衡量这种阻力，科学家们制定了一系列单位，以便于更好地理解和研究飞行器的性能。
本文将介绍航空阻力单位的概念、种类及其在航空领域的应用。
一、航空阻力的概念与分类1.概念：航空阻力是指飞行器在空气中运动时，由于空气的黏性和流体的不稳定性而产生的阻碍飞行器前进的力。
2.分类：航空阻力可以分为诱导阻力和阻力两部分。
（1）诱导阻力：由于飞行器形状和速度引起的阻力，与飞行器的升力密切相关。
（2）阻力：与飞行器的前进速度平方成正比，包括摩擦阻力和形状阻力。
二、航空阻力单位及其应用1.牛顿（N）：国际单位制中力的基本单位，用于表示航空阻力。
1N的阻力意味着使1千克的物体获得1m/s²的加速度。
2.磅力（lbf）：美国惯用单位，1lbf等于16.019牛顿。
在航空领域，磅力用于表示飞行器的最大阻力。
3.千克力（kgf）：英国惯用单位，1kgf等于9.80665牛顿。
在某些情况下，千克力被用于衡量航空阻力。
4.帕斯卡（Pa）：国际单位制中压强的基本单位，1Pa等于1牛顿/平方米。
航空阻力与飞行器所受的压强密切相关，因此帕斯卡也在航空领域得到广泛应用。
5.斯托帕（St）：斯特藩-玻尔兹曼单位制中热导率的单位，1St等于1W/（m·K）。
在航空领域，斯托帕用于衡量材料的热导率，从而影响飞行器的温度分布和航空阻力。
三、航空阻力单位在飞行器设计中的应用1.优化飞行器外形：通过降低阻力，提高飞行器的燃油效率和飞行速度。
设计师会根据空气动力学原理，采用低阻力外形设计，如流线型机身和翼型。
2.调整飞行器速度：在一定范围内，飞行速度的增加会导致阻力的减小。
因此，在实际飞行过程中，飞行员会根据任务需求和气象条件，选择合适的速度以降低阻力。
3.应用先进材料和技术：新型材料和涂层技术可以降低飞行器的摩擦阻力，从而提高其性能。
飞行力学综合作业飞机飞行性能计算
飞行力学综合作业飞机飞行性能计算飞行力学是研究飞行器在空气中运动和受力的科学，是飞行器设计和飞行性能评估的重要基础。
本文将对飞机的飞行性能进行计算和分析。
飞行性能主要包括飞机的升力、阻力、推力和重力等因素。
下面我们以一种常见的民用客机为例，对其飞行性能进行计算。
首先，我们需要计算飞机的升力。
升力是飞机在飞行过程中由于机翼产生的上升力，可以通过公式计算：L=1/2*ρ*V^2*S*CL其中L为升力，ρ为空气密度，V为飞机的速度，S为机翼的参考面积，CL为升力系数。
接下来，我们需要计算飞机的阻力。
阻力是飞机在飞行过程中由于空气阻力产生的力，可以通过公式计算：D=1/2*ρ*V^2*S*CD其中D为阻力，CD为阻力系数。
在计算阻力时，我们还需要考虑飞机的气动效率。
气动效率可以通过升阻比来计算：L/D=CL/CD其中L/D为升阻比。
推力是驱动飞机前进的力，可以通过飞机的引擎推力来提供。
推力的大小可以通过推力系数和空气密度等参数计算得到。
最后，我们需要计算飞机的重力。
重力是飞机受到的重力作用，可以通过飞机的质量和重力加速度来计算。
通过以上的计算，我们可以得到飞机在不同飞行状态下的各项性能数据。
这些数据对于设计优化飞机结构、提高飞行性能、保证飞行安全等都具有重要意义。
除了飞机的飞行性能计算外，还需要对飞机的稳定性和操纵性进行综合评价。
稳定性主要包括静态稳定性和动态稳定性，静态稳定性可通过计算飞机的静定稳定导数来评估，动态稳定性则需要进行飞行仿真和试飞实验进行评估。
操纵性主要包括操纵操纵性和操纵时的飞行品质，可以通过计算飞机的操纵性导数和进行操纵器的飞行试验来评估。
综上所述，飞行力学综合作业主要包括飞机的飞行性能计算、稳定性和操纵性评估等内容。
通过这些计算和评估，可以为飞机设计和飞行安全提供科学依据。
有关飞行力学的深入研究，还可以涉及飞机的气动力学、飞行控制等领域，这将是一项有挑战性且具有广泛应用价值的工作。
飞机飞行的基本原理
飞机飞行的基本原理首先是升力。
升力是飞机能够在空中飞行的基础，它是通过机翼产生的。
机翼上方的气流速度比下方快，根据伯努利原理，快速流动的气体会产生低压，而慢速流动的气体会产生高压。
当机翼下方气压高于上方时，就形成了一个向上的压力差，从而产生了升力。
升力的大小取决于多个因素，例如机翼的几何形状、角度、气流速度和密度等。
通过调整这些因素，飞机可以控制升力的大小，从而保持飞行高度。
其次是阻力。
阻力是指飞机在飞行过程中要克服的空气阻力。
阻力主要分为四种类型：气动阻力、重力阻力、轮滚阻力和推进器推力所产生的阻力。
气动阻力是指空气对飞机运动造成的摩擦阻力，它与飞机速度的平方成正比。
重力阻力是由于飞机质量存在而产生的向下阻力，可以通过升力来克服。
轮滚阻力是起飞和着陆时由于飞机与地面接触而产生的摩擦阻力，可以通过使用起落架来减少。
推进器推力所产生的阻力是由于推进器的喷射速度产生的反作用力，可以通过减小喷射速度和提高推力效率来减少。
最后是推力。
推力是指飞机向前移动所需的力量。
推力主要由发动机提供，发动机通过燃烧燃料产生高温高压的气体，然后通过喷射出来，产生一个向后的反作用力，从而推动飞机向前飞行。
推力的大小取决于发动机的设计和性能以及飞机的速度和负载。
总结起来，飞机飞行的基本原理就是通过机翼产生升力，克服阻力，利用推力推动飞机向前飞行。
当升力大于或等于阻力时，飞机就可以保持在空中飞行。
不同类型的飞机在设计上会有所不同，但这个基本原理是通用的。
第二部分第二章飞机飞行中的主要载荷及过载案例
第二部分第二章飞机飞行中的主要载荷及过载案例飞机在飞行过程中承载了各种主要载荷，包括重力载荷、升力载荷、推力载荷、阻力载荷和惯性载荷。
这些载荷对飞机的结构和性能都有着重要影响。
同时，由于各种原因，飞机在飞行过程中可能会遭受过载，即超过了设计载荷的力的作用。
下面将分别介绍飞机飞行中的主要载荷和一些过载案例。
1.重力载荷：重力是指地球对飞机的作用力。
重力载荷主要通过机身结构承受，并从机身传递到翼面和机翼。
当飞机升空时，由于重力的作用，机翼需要产生升力来平衡重力。
重力载荷的大小与飞机的质量相关。
2.升力载荷：升力是指飞机在空中飞行时产生的垂直向上的力。
升力载荷主要通过机翼承载，并从机翼传递到机身结构。
升力的大小与飞机的速度、密度和机翼的形状等因素有关。
3.推力载荷：推力是指飞机发动机产生的向前的力。
推力载荷主要通过发动机座舱和机身传递到起落架和机翼。
推力的大小与发动机的功率相关。
4.阻力载荷：阻力是指飞机在飞行中受到的空气阻力。
阻力载荷主要通过机翼、机身和机尾传递到飞机结构。
阻力的大小与飞机的速度、气动外形和空气密度等因素有关。
阻力产生的载荷会导致飞机的速度下降或者加速度增加，从而加大其他载荷的作用。
5.惯性载荷：惯性载荷是指飞机在运动过程中由于加速度变化而产生的力。
惯性载荷主要通过飞机结构承受。
当飞机进行加速、减速、转弯和爬升等操作时，惯性力会对飞机产生作用，对飞机结构造成影响。
在飞行中，由于各种原因，飞机可能会遭遇过载，即承受超过设计载荷的力。
这种过载可能会导致飞机结构的损坏或破坏，从而造成事故。
以下是一些过载案例：1.气象引起的过载：飞机在恶劣气象条件下飞行，比如强风、大雨、雷暴等，可能会遭遇突然的气流变化，导致飞机遭受过载。
例如，飞机在下降过程中遭遇下行气流，可能会急剧下降并承受过大的载荷。
2.操纵失误引起的过载：飞行员在操纵飞机时的失误可能导致过载。
例如，飞行员在起降或者急转弯时过度操作飞机，导致飞机承受过大的载荷。
机翼的升力,阻力及力矩实验报告
机翼的升力,阻力及力矩实验报告篇一：南京航空航天大学实验空气动力学实验报告南京航空航天大学实验空气动力学实验报告班级：学号：姓名：目录1.实验一:低速风洞全机模型测力实验 ................................................ ............................ - 1 - 1.1实验目的： .............................................. ................................................... .......... - 1 - 1.2实验设备： .............................................. ................................................... .......... - 1 - 1.3实验步骤： .............................................. ................................................... .......... - 1 - 1.4实验数据 ................................................ ................................................... ............ - 2 - 1.5数据处................................................... ................ 3 1.6结果分析: ............................................... ................................................... ................ 5 2.实验二：天平实验观摩实验 ................................................ ............................................. 6 2.1塔式天平的原理图 ................................................ ....................................................6 2.2各类天平的比较 ................................................ ................................................... ..... 6 3.实验三：风洞测绘实验 ................................................ ................................................... ..7 3.1 0.75米低速开口回流风洞 ................................................ ........................................ 7 3.2.二维低速闭口直流风............................................ 7 3.3风洞主要部件的作用 ................................................ (8)1.实验一:低速风洞全机模型测力实验1.1实验目的：全机模型测力实验是测量作用在标准飞机模型上的空气动力和力矩，为确定飞机气动特性提供原始数据。
飞机飞行时升力产生的原因
飞机飞行时升力产生的原因飞机飞行时升力产生的原因：一、工程学方面1、翼型和结构设计原理：翼型和结构设计影响着飞机的可操纵性和结构安全性，也是飞机升力的关键。
翼的复杂的气动布局形状是发挥升力的重要因素，能够将空气牢牢地锁定在翼面当中，从而形成升力。
2、抗扰流设计：当空中物体运动时，其前进方向的空气会产生阻力，使物体不能很容易前行，而这些阻力可以通过形状变化来减弱，使物体可以更好地前进时，这种方法就是扰流设计。
抗扰流设计可以有效减少空气流动产生的摩擦和機身扭力，从而提高機身的可操纵性和穩定性，从而使飞机可以产生更多的升力。
二、流体力学方面1、速度原理：当飞机以相对较高的速度从较低的流线上通过时，如果较低处的阻力要大于较高处的气动力，就会产生升力；如果较低处的阻力要小于较高处的气动力，就会产生下降力。
在给定的翼型前，飞机的速度越快，就会产生更多的升力。
2、波动原理：当飞机穿越一系列空气波，会在空气压力及其温度之间产生阻力及流动变化，这种效应叫做波动效应，会使飞机在回归时提供额外的升力。
三、物理学的原理1、飞机升力机理：飞机原理依赖于风膨胀定律，它提出了在空气物理学中，当物体运动速度超过解析比（260节），空气的压强会有变化，上升的阻力会显著减轻，从而形成抬升力。
2、动应力原理：当飞机以较高的速度运动，会在飞机舵面上产生动应力，它包括压力驱动和抬升矢量，它们都可以从飞机飞行方向上延伸，使飞机获得抬升力。
四、动力学方面1、动力推力：当飞机的动力系统输出足够的推进力，使机身减速之后，机头会水平抬起，形成抬升力。
当动力输出越大，机身减速就越大，将会产生更大的抬升力。
2、旋翼机械设计：飞机中最常用的旋翼是单叶旋翼，它的转动会形成旋翼涡，使得空气可以被推动，从而形成升力。
旋翼机械安装要求，会影响到旋翼的气动性能。
只有正确安装和调整旋翼，才能保证旋翼机械性能，大大增加升力的效果。
飞机飞行的阻力
（一）摩擦阻力
空气有粘性
产生
飞机表面不光滑
X摩
X摩
F
dvS dy
摩擦阻力
粘性系数 面积
粘性阻力
速度梯度
.
3
●摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大
摩擦阻力占总阻力的比例
超音速战斗机
25-30%
大型运输机
40%
小型公务机
50%
水下物体
70%
船舶
升力
粘性
.
13
二、阻力公式
Cx
X Cx 12V2S
——阻力系数综合表达了迎角、飞机形状和表面 光滑程度以及
雷诺数等因素对阻力的影响。
CxCxpCxiCxpAy C 2
在中小迎角下，也可写成：
CxCx0CxiCx0A4
三、阻力系数曲线
（一）曲线 ——阻力系数随迎角的变化曲线。
.
6
一、阻力的产生
（三）干扰阻力
由于飞机各部件组装在一起而产生的附加阻力。
产生压差阻力的 部位：机身、机 翼、尾翼、副油 箱、机翼机身结 合部、发动机及 发动机短舱等部 位。
.
7
一、阻力的产生
（四）诱导阻力 1、翼尖涡流
机翼产 生正升 力
上表面P小 下表面P大
空气绕翼尖从下 表面流向上表面
翼尖涡流
1V2S
2
.
有效
10
翼稍小翼: 能减少诱导阻力20% ～35%.对高亚音速后掠翼大型
运输机有很大应用价值。
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11
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12
•摩擦阻力(Skin Friction Drag) •压差阻力(Form Drag) •干扰阻力(Interference Drag)
飞行原理及空气动力学知识
飞行原理及空气动力学知识飞行原理及空气动力学知识飞机的空气动力性能是决定飞机飞行性能的一个重要因素。
飞行员既要熟悉飞机空气动力的产生和变化，同时也要清楚飞机空气动力性能的基本数据。
下面是店铺为大家带来的飞行原理及空气动力学知识，欢迎大家阅读浏览。
一. 滑行飞机不超过规定的速度，在地面所作的直线或曲线运动叫滑行。
对滑行的基本要求是：飞机平稳地开始滑行，滑行中保持好速度和方向，并使飞机能停止在预定的位置。
飞机从静止开始移动，拉力或推力必须大于最大静摩擦力，故飞机开始滑行时应适当加大油门。
飞机开始移动后，摩擦力减小，则应酌量减小油门，以防加速太快，保持起滑平稳。
滑行中，如果要增大滑行速度，应柔和加大油门，使拉力或推力大于摩擦力，产生加速度，使速度增大，要减小滑行速度，则应收小油门，必要时，可使用刹车。
二. 起飞飞机从开始滑跑到离开地面，并升到一定高度的运动过程，叫做起飞。
飞机起飞的操纵原理飞机从地面滑跑到离地升空，是由于升力不断增大，直到大于飞机重力的结果。
而只有当飞机速度增大到一定时，才可能产生足以支持飞机重力的升力。
可见飞机的起飞是一个速度不断增加的加速过程。
;剩余拉力较小的活塞式螺旋桨飞机的起飞过程，一般可分为起飞滑跑、离地、小角度上升(或一段平飞)、上升四个阶段。
对有足够剩余拉力的螺旋桨飞机，或有足够剩余推力的喷气式飞机，因可使飞机加速并上升，故起飞一般只分三个阶段，即起滑跑、离地和上升。
(一)起飞滑跑的目的是为了增大飞机的速度，直到获得离地速度。
拉力或推力愈大，剩余拉力或剩余推力也愈大，飞机增速就愈快。
起飞中，为尽快地增速，应把油门推到最大位置。
1.抬前轮或抬尾轮前三点飞机为什么要抬前轮?前三点飞机的停机角比较小，如果在整个起飞滑跑阶段都保持三点姿态滑跑，则迎角和升力系数较小，必然要将速度增大到很大才能产生足够的升力使飞机离地，这样，滑咆距离势必很长。
因此，为了减小离地速度，缩短滑跑距离，当速度增大到一定程度时就需要抬起前轮作两点姿态滑跑，以增大迎角和升力系数。
飞机飞行的五种阻力
飞机飞行的五种阻力飞机是人类创造的最受欢迎且最有效的交通工具之一。
它们能够在短时间内便捷地运输大量旅客和货物，是现代社会的必要设施。
但是，要使飞机在空中飞行，需要面对许多不同的挑战和阻力。
以下是五种主要的阻力。
气动阻力飞机在空气中运动时，必须面对其运动产生的气动阻力。
这种阻力是由空气分子与飞机表面的碰撞产生的。
由于空气分子的质量很小，因此要克服气动阻力需要消耗巨大的能量。
惯性阻力除了空气分子的阻力之外，飞机在空中还要面对惯性阻力。
这种阻力是由于物体的惯性而产生的，当飞机发生加速或减速时，它就开始产生。
惯性阻力越大，需要消耗的能量就越多。
重力重力是所有物体面临的基本阻力。
它是地球引力的表现，它使得所有物体都向地面下落。
对于飞机来说，重力是其向下坠落的主要原因。
飞机必须消耗能量来克服重力并保持在空中。
升力尽管重力是飞机的主要阻力，但升力可以帮助克服重力并使飞机向上飞行。
现代飞机的设计和制造都非常注重升力，尽可能利用各种空气动力学原理来创造升力，从而减少其能源消耗。
除以上四种基本阻力之外，阻力则是飞机飞行时所面临的额外阻力。
这种阻力可能来自飞机结构中各种零部件，如翼尖、机翼、机身和机尾等，也可能来自飞机飞行的环境，如起飞和降落时的气流，以及飞机行进的湍流等。
阻力会使飞机速度减缓，使飞机需要消耗更多的能量来保持在空中。
综上所述，飞机在空中运动时面临着许多不同的阻力。
了解和克服这些阻力是现代飞机设计和制造的关键。
今天，飞机制造商正致力于不断改进其设计，以减少飞机能源的消耗，并实现更加高效和可持续的飞机运输。
飞机原理 知乎
飞机原理知乎
飞机原理即通过利用空气动力学原理，实现物体在空气中飞行的方法和机制。
飞机的主要原理包括升力、阻力、推力和重力。
升力是支撑飞机飞行的力量，产生于翼面上下方的气流速度差异所引起的气压差。
翼面上方气流速度较快，气压较低，而翼面下方气流速度较慢，气压较高。
这种气压差使得翼面产生向上的力，即升力。
升力的大小取决于翼面的形状、面积以及飞行速度等因素。
通过调整翼面形状，可以对升力进行控制，实现起飞、飞行和着陆等操作。
阻力是空气对飞机前进方向反作用力的表现，阻碍着飞机的飞行速度。
阻力由多个因素决定，包括飞机外形、机翼形状、湍流等。
为了减小阻力，飞机通常采用流线型外形和减小阻力的设计措施，如翼尖缩小、机翼加载。
推力是使飞机向前飞行的力量，产生于推进系统，如喷气发动机或螺旋桨。
推力的大小取决于发动机的工作状态、油门的开度等因素。
飞机的推力必须大于阻力，才能保持飞行速度。
重力是使飞机下降的力量，由地球引力产生。
重力对飞机的作用可以通过升力和推力来克服，使得飞机保持在空中飞行。
除了以上主要原理外，飞机还涉及到气动力、稳定性和操纵性等因素的控制。
通过调整剖面形状、舵面、襟翼等控制装置的状态，驾驶员可以控制飞机在空中的姿态和飞行状态，实现转弯、攀升、下降等动作。
总之，飞机原理是通过升力、阻力、推力和重力等相互作用，使得飞机能够在空中飞行的一种科学理论和工程技术。
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1.2 飞行的升阻力1.2.1机翼的形状机翼的平面形状机翼的几何参数翼展：左右两翼翼尖之间的距离。
平均几何弦长：机翼面积与翼展之比。
对于矩形机翼：是前缘到后缘的直线距离。
展弦比（aspect ratio）：翼展与平均几何弦长之比，或翼展平方与翼面积之比。
根梢比（梯形比）：翼根弦长和翼尖弦长之比。
前掠角、后掠角机翼前缘同垂直于机身中心线的直线之间所夹的角度。
是机翼与机身夹角的余角。
机翼前缘位于机身中心线垂直线前面，称为前掠角；机翼前缘位于机身中心线垂直线后面，称为后掠角。
在俯视图上，机翼有代表性的基准线(一般取25%等百分比弦线)与飞机对称面法线之间的夹角。
基准线向后折转时为后掠角。
后掠角是指从飞机的俯仰方向看，机翼平均气动弦长连线自翼根到翼尖向后歪斜的角度。
如果是机翼前缘线的歪斜角，则称前缘后掠角。
上反角、下反角机翼的底面同垂直于飞机立轴的平面之间的夹角。
从飞机侧面看，翼尖上翘是上反角；翼尖下垂是下反角。
机翼的铅垂剖面——翼型翼型的几何特征机翼的铅垂剖面又叫做翼型。
翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。
前缘和后缘翼型前端点叫做前缘，后端点叫做后缘。
翼弦和弦长前缘和后缘之间的连线称为翼弦。
翼弦的长度称为弦长。
翼型的弯度分布和厚度分布迎角对于翼型和固定翼飞机，来流方向和翼弦的夹角称为迎角，也称为攻角，它是确定机翼在气流中姿态的基准。
对于直升机和旋翼机，迎角的表示方法与固定翼飞机略有不同，它是指与前进方向垂直的轴和旋翼的控制轴之间的夹角。
1.2.2升力的产生气体的管流特性理想低速气体的管流特性——Bernoulli 定理气流流经光滑管路，不计摩擦及其它损失，满足理想流体的伯努利定理：气体总压保持不变：总压=静压+速压，并且：气流通过等截面管路，处处流速相等，静压相等；气流通过收敛管路，速度加大，静压下降；气流通过扩张管路，速度降低，静压提高；低速和亚声速气流在变截面管道中的流动低速气流在变截面管道中流动时，由于气流密度变化不大，可视为不可压缩流体：亚声速气流在变截面管道中流动超声速气流在变截面管道中的流动在低速飞行中，机翼周围的空气由于压力变化所引起的空气密度变化量很小，其影响可以略去不计；而在高速飞行中，气流速度变化所引121212121212;;;;P P A A P P A A <><><>υυυυ121212121212121212121212;;;;;;;;;;Ma Ma P P T T A A Ma Ma P P T T A A ><><<<<><>>>υυρρυυρρ起的空气密度变化，会引起空气动力发生很大的变化，甚至会引起空气流动规律的改变，因此它的影响就不能忽略了。
这就是高速气流特性与低速气流特性之所以不同的根本所在。
随着气流速度的增加，当其接近和大于声速时，气流受到强烈的压缩，压力、密度和温度都会发生显著的变化，气流流动特性会出现一些与低速气流不同的质的差别。
与低速气流相反，收缩管道将使超声速气流减速、增压；而 扩张形管道将使超声速气流增速、减压。
这是因为横截面积的变化引起的密度变化，比横截面积变化引起的速度的变化快得多，密度的变化占了主导地位的缘故。
对于超声速气流，由于密度不再是常数，因此应遵循可压缩流体的连续性方程。
管道横截面积的减小或增加，要求密度和速度的乘积也相应地增加或减小，而此值的增加或减小又是通过密度的迅速增大和流速的缓慢减小或者密度的迅速减小和流速的缓慢增加来实现的。
气体绕固体障碍物的流动驻点：在气流与障碍物接触的界面上，气流完全停滞的点。
在驻点处，气流分成两股，分别流向障碍物的上下两边，绕过障碍物后，再重新汇合。
在靠近障碍物的范围，总压、静压和流速改变；在障碍物截面最大处，流速最大，静压最低。
121212121212121212121212;;;;;;;;;;Ma Ma P P T T A A Ma Ma P P T T A A <><<><><>><>υυρρυυρρ若气体是理想无黏性体，障碍物是理想光滑体，在障碍物的远后方，总压、静压和流速恢复；若气体是黏性体，障碍物是非光滑体，因气体与障碍物之间发生摩擦，在障碍物后形成涡流区，在该涡流区内气流的动能基本丧失，不能恢复为势能，因此在绕过障碍物后的总压下降。
流过垂直平板流过翼型剖面气体流经翼型当气体迎面流过翼型时，原来是一股气流，被插入的翼型分成上下两股，通过翼型后，在后缘又重合成一股。
气体流经翼型上下表面时，类似于流经收敛通道，因此流速增加，静压下降。
由于迎角的存在，通常翼型上表面的气流速度比下表面的高，上表面的静压比下表面的低，翼型上下表面的静压差，产生升力。
迎角越大，翼型上下表面的静压差越大，升力越大。
当迎角大到某一值时，翼型上表面的气流无法完全贴着翼型表面流动，开始发生分离，形成涡流。
迎角很小的情况迎角中等的情况迎角很大的情况迎角太大的情况气体流经不同迎角的翼型作用在翼型上的气动力气动合力分解为升力和阻力将翼型上的气动合力分解为在垂直于和平行于气流方向的两个分量，分别是翼型上的升力和阻力：L=qS W C L；D=qS W C Dq ：气流的速压或动压S W：翼型投影面积C L /CD ：升/阻力系数翼型的升力系数和阻力系数反映了机翼气动特性，均与翼型、迎角、气流雷诺数等有关。
飞机的升力是如何产生的？根据气体的管流特性和伯努利定理，作用于飞机机身和机翼上下表面的大气气流流速不同，静压不同，下表面的静压大于上表面的静压，向上的静压差产生升力。
作用在翼型上的升阻力1.2.3飞行阻力飞行阻力包括：压差阻力、升致阻力（诱导阻力）、压缩性阻力（波阻）、摩擦阻力、干扰阻力、附加阻力等。
压差阻力：实用的对称翼型有一定的厚度分布，在低速飞行时，气流流过翼型后分离，翼型背风面压力小于翼型迎风面压力，故产生压差阻力。
压差阻力的产生也与空气的黏性有关。
由于空气具有黏性，空气流过翼型时，贴近翼型表面的空气分子做旋转运动（摩擦），有动能损失，在机翼后部，即使流速可以恢复到机翼前部的流速，压力也不能恢复到原来的大小。
压差阻力与边界层大小有关。
试验结果表明，边界层的分离区越大，压差阻力越大；反之，压差阻力越小。
减小压差阻力的方法：将机翼做成圆头、尖尾的形状——流线型。
圆迎角 升力L阻力D中弧线 气动合力R头是为了适应不同来流方向，尖尾是为使翼型后部边界层不易出现分离。
升致阻力（诱导阻力）：在有限翼展的机翼翼尖附近，上下表面存在的气流压差会引起由下而上的尾涡，相应产生的阻力称为升致阻力，也称诱导阻力。
升致阻力与升力、阻力、翼型、迎角有关；是反映机翼气动特性的重要指标。
在飞机的总阻力中占重要比例。
升致阻力随速度增大而减小。
升致阻力的形成波阻（压缩性阻力）当超声速气流流过机翼时会产生激波，翼面压力在激波后为最大，以有效翼展平均下洗速度下洗速度W远方退化涡升力L 边界涡后沿翼面经一系列膨胀波而顺流逐渐下降。
由于翼面前半部的压力大于后半部的压力，翼面上压力的合力在来流方向有一向后的分量，此即激波阻力，简称波阻，也即压缩性阻力。
飞机在做亚音速飞行时，机翼个别位置气流速度可能超过音速，从而引起激波，有波阻。
摩擦阻力：摩擦阻力与空气的黏性有关。
当气体流过物体表面时，由于黏性的作用，空气微团与物体表面发生摩擦，阻滞了气流的流动，由此产生摩擦阻力。
减小摩擦阻力的方法采用层流翼型，使机身表面尽可能保持层流状态。
尽可能使机身表面光滑，消除机身表面上的一切小突起物。
干扰阻力：飞机的各个部件，如机翼、机身、、尾翼等，单独放在气流中产生的阻力的总和并不等于把它们组合成一架飞机时所产生的阻力，而后者往往大于前者。
干扰阻力是二者的差值，是各个部件组合在一起时，因流动相互干扰而增加的阻力。
减小干扰阻力的方法：在机身机翼连接处，采用整流片来修改机翼机身连接部分的外形，“填平补齐，消除分离。
”附加阻力飞机在下降和着落时，起落架放下、减速板打开、刹车、使用阻流板等，都会使飞机产生附加阻力。
发动机停车时也会产生附加阻力，包括：风车阻力、偏航阻力。
风车阻力：发动机停车时，飞机仍然向前飞行，发动机受到迎面气流的作用而像风车似地旋转，所引起的阻力。
飞行速度大，风车阻力也大。
风车阻力系数一般约为0.001—0.015。
偏航阻力：飞机在一发停车时，由于机身两侧所受的气动力不平衡引起偏航力矩。
偏航力矩等于工作的发动机推力和停车发动机的风车阻力的代数和乘以此合力到机身轴线的距离，可以表示为：ΣF Ni Le i+ΣΔD WMj Le j 偏航力矩应由垂直尾翼和方向舵上所受的气动力形成的力矩来予以平衡，该平衡力矩表示为：C LT S T qL T1.2.4机翼的升阻力特性下列因素的改变，都会使机翼的升阻力特性发生改变。
迎角的改变（巡航）襟翼偏度的改变（起飞、爬升、下降）收放起落架（起飞、爬升、下降、着陆）采取增阻减速措施（着陆）机翼的升力系数飞机的升力包括：机翼、机身、尾翼等各部分的升力，以机翼的升力最主要。
在一定的迎角范围内，升力系数与迎角成线性关系：C L=(α-α0 )C Lα零升力迎角α0：升力系数为零所对应的迎角。
对于对称翼性型，α0≥0，接近于零；对于非对称翼型和弯曲翼型，α0≤0。
升力特性曲线斜率：C Lα=πλ/1+[1+(λ/2cosχ)2]1/2，影响因素：翼型、机翼后掠角χ、机翼展弦比λ气体流速、气流雷诺数抖动迎角/抖动升力系数：迎角增大到一定值,升力系数与迎角开始失去比例关系,气流出现分离,气体作用力发生波动,即所谓抖动现象.失速迎角/失速升力系数：迎角继续增大,气流发生严重分离,由试飞或风洞试验确定临界迎角/临界升力系数：升力系数达到最大值,再增大迎角,升力系数反而下降.最大升力系数决定了允许的飞机最小飞行速度。
许用迎角/许用升力系数:允许使用的最大迎角,稍大于抖动迎角.机翼的升力特性曲线机翼的升力特性曲线反映升力系数C L与迎角α的关系。
飞行速度影响升力特性前、后缘襟翼影响升力特性升力系数--襟翼偏度—飞行速度升阻极线将飞机的阻力系数表示为与升力系数有关的函数: C D = C D0+AC L x = C D0+C L x /（πλe ） C D0：与升力无关的其他阻力系数；λ，x ，e ：与翼型、气流雷诺数 、飞行速度有关； 对于无限翼展的理想机翼， e =1，实际e = 0.6 ~ 0.9 对于高亚音速及超音速薄翼型，x=2 ；其它情况应取x<2。
升阻极线基本上是一条抛物线。
升阻极线与飞行速度有关，当飞行速度增大时，升阻极线向右下方移动。