飞行原理 第二章 低速空气动力学
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。
飞行器空气动力学教学大纲
第一章低速翼型的气动特性（8学时）“*”
含翼型的几何参数、低速翼型流动特点及起动涡、库塔-儒可夫斯基后缘条件和环量确定、薄翼型理论、任意翼型位流解法、低速翼型的一般气动特性等部分，作业，课堂讨论。
第二章机翼低速气动特性（8学时+3学时实验）“*”
含机翼的几何参数、涡定理及下洗、升力线理论、升力面理论及涡格法、低速机翼一般气动特性等内容，3学时综合实验，作业，课堂讨论。
考核重点为：
第一章低速翼型的气动特性
翼型的几何参数、低速翼型流动特点、库塔-儒可夫斯基后缘条件、薄翼型理论、任意翼型位流解法。
第二章机翼低速气动特性
机翼的几何参数、升力线理论、低速机翼一般气动特性。
第三章亚音速翼型和机翼的气动特性
速度位方程、小扰动线化理论、亚音速流中薄翼型的气动特性、亚音速薄机翼的气动特性、临界马赫数及阻力发散马赫数。基本概念及典型流动特征分析。
通过本课程的学习，使学生对飞行器飞行的整个速度范围的空气动力特性方法有全面和系统的理解，并掌握空气动力学特性求解的基本理论和方法，初步具备飞行器气动力设计所需知识，并为学习后续课程、开展科学研究打好基础。
前修课程、能力和知识结构要求：
明确学生学习本门课程的先修课程，主要能力和知识结构。
学生需先修高等数学，数理方程，复变函数等课程，掌握基本的数学推导能力、方程组求解能力，具备基本的矢量代数、高等数学、数理方程及复变函数等的知识结构。
飞行器空气动力学教学大纲
课程编号
01200110
开课学院
航空宇航
开课系
0121
课程名称
中文
飞行器空气动力学
课程类别
必修课
英文
Aerodynamics of Aircraft
空气动力学基础 空气动力学
流管变粗，流体的流速将减小，流体的动压减小，静压将增 加。
飞机机翼气动升力的产生：
当气流流过机翼表面时，由于气流的方向和机翼所采用的翼 型，在机翼表面形成的流管就像图2 - 5 中所示的那样变细或 变粗，流体中的压力能和功能之间发生转变，在机翼表面形 成不同的压力分布，从而产生升力。
叫升力，用L 表示 在平行来流方向上的分量叫阻力，用
D 表示。
2.4.2 升力的产生
飞机的升力主要由机翼来产生。 迎角α
相对气流与机翼弦线之间的夹角 迎角“正负”
当气流以一定的正迎角流过具有一定翼型的机翼时
在机翼上表面流管变细，流线分布较密；在机翼下表面流管 变粗，流线分布较疏。
空气动力学与飞行原理
第2章 空气动力学
知识要求
熟练掌握流体流动的基本规律 熟练掌握机体几何外形参数的表示和概念 能够根据相关知识对飞机所受空气动力进行分析 掌握高速飞行理论
2.1 流体流动的基本概念
研究
作用在飞机上的空气动力
气流
空气的流动称为气流。 空气相对物体的流动，称为相对气流。
2.3 机体几何外形和参数
2. 3.1 机翼的几何外形和参数
机翼翼型 机翼平面形状 机翼相对机身的安装位置
1.机翼翼型
翼型
用平行机身对称面的平面切割机翼所得机翼的切面形状
翼型参数
弦线、弦长b 厚度、相对厚度
最大厚度、相对厚度、最大厚度位置 中弧线、弯度、相对弯度
（d）后掠翼； （e）（f）和（g）为三角
形和双三角形。
参数
机翼面积S 梢根比η 翼展展长L 展弦比λ 后掠角χ 平均空气动力弦长
第二章 空气动力学
2.1.3 流场、 定常流和非定常流
➢ 流场：流体流动所占据的空间称为流场。 ➢ 流场的选取可根据研究的需要进行确定。可大可小。
非定常流与定常流
➢ 非定常流与非定常流场：
在流场中的任何一点处，如果流体微团流过时的流动参 数——速度、压力、温度、密度等随时间变化，这种流动 就称为非定常流，这种流场被称为非定常流场。
的地方, 却流得比较快。 夏天乘凉时, 我们总喜欢坐在两座房屋之间的过道中, 因
为那里常有“ 穿堂风”。 在山区你可以看到山谷中的风经常比平原开阔的地方来得
大。
连续方程
质量守恒定律
➢ 质量守恒定律是自然界基本的定律之一, 它说明物质既不 会消失, 也不会凭空增加。
➢ 应用在流体的流动上: 在定常流动中，当流体低速、稳 定、连续不断地流动时, 流进任何一个截面的流体质量
➢ 只要相对气流速度相同 ， 产生的空气动力也就相等。
（非定常流动转换为定常流动）
风洞实验
➢ 将飞机的飞行转换为空气的流动 ，使空气动力问题的研 究大大简化。
➢ 风洞实验就是根据这个原理建立起来的。
风洞应用
相对气流方向的判定
➢ 相对气流的方向与飞机运动的方向相反 。
平飞时：
相对气流方向 飞行速度方向
➢ 对于不可压缩的、理想的流体( 没有粘性) 表示为：
p1v2
2
p0
常数
静压
动压
总压
➢ 静压：单位体积流体具有的压力能。在静止的空气中， 静压等于大气压力。 ➢ 动压：单位体积流体具有的功能。 ➢ 总压：静压和动压之和。
p1v2
2
p0
常数
➢ 上式即为：不可压缩的、理想的流体( 没有粘性) 的伯努利 方程。
空气动力学探索飞机在空气中的飞行原理
空气动力学探索飞机在空气中的飞行原理飞机的飞行原理是基于空气动力学的研究，它涉及到空气的流动、力的作用和物体的运动。
通过了解空气动力学的基本概念和原理，可以更好地理解飞机在空中的飞行过程。
一、空气的流动空气动力学研究的基础是空气的流动。
空气是由大量分子组成的，分子之间存在着运动和撞击。
当空气受到外力的作用时，它会产生流动。
在飞机飞行过程中，空气的流动十分重要。
在飞机飞行时，机翼上方的气流速度较快，而下方的气流速度较慢。
这是由于机翼上方的气流被弯曲并加速，而下方的气流则被挡住减速。
这种气流的流动差异产生了升力，是飞机能够在空中飞行的重要原理之一。
二、升力的产生升力是飞机在空中得以飞行的重要力量。
它是垂直方向上的力量，支持着飞机的重量，使得飞机能够克服重力并保持稳定的飞行。
在空气动力学中，升力的产生主要与机翼的设计有关。
机翼的上表面相对平坦，而下表面则更为曲线。
当空气流经机翼时，上表面的气流速度较快，下表面的气流速度较慢，同时由于曲率的存在，气流的压力也不同。
根据伯努利定律，速度较快的气流具有较低的压力，速度较慢的气流则具有较高的压力。
而机翼上下表面气流的差异产生的压力差，就形成了升力。
这个升力可以用来克服飞机的重力，使得飞机能够悬浮在空中。
三、阻力的产生在空气动力学中，阻力是飞机飞行中必然要面对的一种力量。
阻力产生的原因有很多，如空气的摩擦、飞机表面的阻力和空气的压力阻力等。
为了减少阻力，飞机在设计上需要尽量降低阻力产生的因素。
例如，飞机的机身通常呈流线型，这样可以减少空气摩擦的阻力。
而飞机的机翼也会采用相对平坦的上表面设计和流线型的下表面设计，来减少气流的阻力。
此外，飞行速度的选择也会影响到阻力的大小。
一般来说，低速飞行时，阻力较小；而高速飞行时，阻力则较大。
因此，飞机在飞行时需要根据实际需求和飞行条件选择合适的速度，以降低阻力的影响。
四、操纵飞行姿态除了了解升力和阻力的产生原理，还需要了解如何操纵飞机的飞行姿态。
空气动力学与飞行原理
空气动力学与飞行原理飞行是人类向往已久的梦想，而空气动力学就是飞行的基石。
它是研究空气对物体运动和力学性质的学科，它让飞机得以在空中翱翔，是现代航空工程的重要理论基础。
空气动力学主要研究空气流动以及空气对物体的作用力。
根据牛顿第二定律，物体所受力等于物体质量乘以加速度，所以在飞行中，需要考虑的第一个因素就是空气对飞机的作用力。
飞机在飞行时受到的主要力有重力、升力、阻力和推力。
首先，重力是指地球对物体的吸引力。
它是物体垂直向下的力，是使飞机下降的力。
在飞行中，飞机需要克服重力的作用，才能保持在空中飞行。
而升力则是使飞机保持在空中的力。
升力产生的原因是飞机在运动时空气产生一个向上的反作用力。
根据伯努利定律，当气流通过飞机的翼面时，流速增加，压力下降，形成一个向上的压力差，从而产生升力。
为了增加升力，翼面通常具有弯曲的形状，称为翼型。
翼型的选择和设计对于飞机的性能有着至关重要的影响。
然而，飞机在飞行中还会受到阻力的作用。
阻力是指空气对飞机运动的阻碍力，它使得飞机需要消耗更多的能量来保持飞行速度。
阻力有两个主要的分量，一个是摩擦阻力，即飞机表面与空气之间的阻力；另一个是压力阻力，即飞机运动过程中的压力差引起的阻力。
为了减小阻力，飞机的外形通常设计为流线型，以使空气尽量顺利地流过飞机的表面。
在飞行过程中，推力是让飞机向前移动的力。
飞机需要通过推力来克服阻力，以保持飞行速度。
推力的来源通常由喷气发动机、涡轮风扇发动机或者螺旋桨引擎提供。
除了这些基本的力量，空气动力学还研究了气动力学现象，比如气流分离、失速、升力和阻力对速度、密度、粘度的依赖关系等。
这些研究为飞机的设计和性能提供了理论依据。
空气动力学的研究成果不仅仅运用在飞机上，还应用在车辆、建筑、桥梁等领域。
例如，对于一座高大的建筑物，空气动力学研究可以帮助设计师了解建筑物在强风条件下的受力情况，从而选择合适的设计方案。
总的来说，空气动力学是研究空气对物体运动和力学性质的学科，是现代航空工程的基础。
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研究飞机在空中飞行时受到的空气力学力的学科。
飞机在飞行过程中，必须克服引起阻力的空气阻力，同时利用空气动力学力来产生升力和推进力。
首先，了解空气动力学原理的基础是空气的流体特性。
空气是一种气体，在空间中可以自由流动。
当飞机运动时，空气会被迫与其接触，并对其产生作用力。
这些作用力可以分为阻力、升力和推力。
阻力是飞机在空气中运动时受到的阻碍力量。
主要有两种形式，即废气阻力和气动阻力。
废气阻力是由于飞机的发动机排放废气产生的。
气动阻力是由于空气与飞机表面摩擦产生的。
为了减小阻力，飞机的外形设计通常会采用流线型，以减少气流的阻碍。
升力是使飞机脱离地面、保持在空中飞行的力量。
它是通过飞机机翼上的气动力学原理产生的。
机翼的设计使得上表面的气压比下表面低，从而产生一个向上的升力。
此外，机翼上的襟翼也能够改变机翼形状，进一步调节升力的大小。
推力是飞机在空中前进的力量。
通常是由发动机产生的，通过喷射燃烧产物来产生反作用力推动飞机。
推力的大小取决于发动机的性能以及喷气速度。
除了上述三种主要的空气动力学力以外，还有其他一些影响飞机飞行的因素。
例如重力会使飞机朝下落，需要通过升力来抵
消。
风也会对飞机产生侧向的力量，需要通过控制飞机的舵面来调整方向。
总的来说，飞机空气动力学原理是飞机在空中飞行时受到的各种空气力学力的研究。
了解这些原理可以帮助我们更好地设计和改进飞机，提高飞行性能和安全性。
飞机原理与构造第二讲低速空气动力学基础
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低速气流的特性
4、 流线
流线是流场中某一瞬间的一条空间曲线，在该线上各点的 流体质点所具有的速度方向与曲线在该点切线方向重合
流线与流谱
5、 流管与流束
在流场中任意画一封闭曲线，在该曲线上每一
点做流线，由这些流线所围成的管状曲面，称为： 流管 。
由于流管表面由流线所围成，而流线不能相交，
因此流体不能穿出或穿入流管表面。充满在流管内
的流体，称为：流束。
流管
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低速气流的特性
相对运动原理
飞机以一定速度作水平直线飞行时，作用在飞机 上的空气动力与远前方空气以该速度流向静止不动的 飞机时所产生的空气动力效果完全一样。这就是飞机 相对运动原理。
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相对运动原理 27
持不变即：
2
静压+动压=总压=常数
如果用P代表静压，代表动压，则任意截面处
有：
P 11 2V 12P 21 2V 22常 数
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低速气流的特性
伯努利方程
伯努利方程的物理意义 该式表示流速与静压之间的关系，即流体流速增加，
流体静压将减小；反之，流动速度减小，流体静压将增加
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空气的基本性质
国际标准大气
2、海平面大气物理属性
高度 H 密度 ρ 温度 T 压强 p 声速 a(c) 粘度 μ 标准重力加速度 g 气体常数 R
0 1.225 288.15 101325 340.294 1.7894×10-5 9.80665 287.05278
m kg/m3 K Pa m/s Pa·s m/s2 J/(kg·K)
空气动力学复习题
飞行原理空气动力学复习思考题第一章低速气流特性1．何谓连续介质为什么要作这样的假设连续介质——把空气看成是由空气微团组成的没有间隙的连续体。
作用——把空气压强（P）、密度（ρ）、温度（T）和速度(V)等状态参数看作是空间坐标及时间的连续函数，便于用数学工具研究流体力学问题。
2．何谓流场举例说明定常流动与非定常流动有什么区别。
流场——流体所占居的空间。
定常流动——流体状态参数不随时间变化；非定常流动——流体状态参数随时间变化；3．何谓流管、流谱、流线谱低速气流中，二维流谱有些什么特点流线谱——由许多流线及涡流组成的反映流体流动全貌的图形。
流线——某一瞬间，凡处于该曲线上的流体微团的速度方向都与该曲线相应点的切线相重合。
流管——通过流场中任一闭合曲线上各点作流线，由这些流线所围成的管子。
二维流谱——1.在低速气流中，流谱形状由两个因素决定：物体剖面形状，物体在气流中的位置关系。
2.流线的间距小，流管细，气流受阻的地方流管变粗。
3.涡流大小决定于剖面形状和物体在气流中的关系位置。
4．写出不可压缩流体和可压缩流体一维定常流动的连续方程，这两个方程有什么不同有什么联系连续方程是质量守恒定律应用于运动流体所得到的数学关系式。
在一维定常流动中，单位时间内通过同一流管任一截面的流体质量都相同。
方程表达式：m=ρVA不可压流中，ρ≈常数，方程可变为：VA=C（常数）气流速度与流管切面积成反比例。
可压流中，ρ≠常数，方程可变为：m=ρVA图1-7一翼剖面流谱适用于理想流体和粘性流体5． 说明气体伯努利方程的物理意义和使用条件。
方程表达式:常量=++gh V P ρρ221高度变化不大时，可略去重力影响，上式变为：常量==+0221p V p ρ 即:静压+动压=全压(P 0相当于V=0时的静压)方程物理意义:空气在低速一维定常流动中，同一流管的各个截面上，静压与动压之和（全压）都相等。
由此可知，在同一流管中，流速快的地方，压力（P ）小；流速慢的地方，压力（P ）大。
飞行原理复习题(选择答案) 2
第一章：飞机和大气的一般介绍一、飞机的一般介绍1. 翼型的中弧曲度越大表明A:翼型的厚度越大B:翼型的上下表面外凸程度差别越大C:翼型外凸程度越大D:翼型的弯度越大2. 低速飞机翼型前缘A:较尖B:较圆钝C:为楔形D:以上都不对3. 关于机翼的剖面形状（翼型），下面说法正确的是A:上下翼面的弯度相同B:机翼上表面的弯度大于下表面的弯度C:机翼上表面的弯度小于下表面的弯度D:机翼上下表面的弯度不可比较二、1. 国际标准大气规定的标准海平面气温是A:25℃B:10℃C:20℃D:15℃2. 按照国际标准大气的规定，在高度低于11000米的高度上，高度每增加1000米，气温随季节变化A:降低6.5℃B:升高6.5℃C:降低2℃D:降低2℃3. 在3000米的高度上的实际气温为10℃，则该高度层上的气温比标准大气规定的温度A:高12.5℃B:低5℃C:低25.5℃D:高14.5℃4. 在气温比标准大气温度低的天气飞行，飞机的真实高度与气压高度表指示的高度（基准相同）相比，飞机的真实高度A:偏高B:偏低C:相等D:不确定第二章：飞机低速空气动力学1. 空气流过一粗细不等的管子时，在管道变粗处，气流速度将A:变大B:变小C:不变D:不一定2. 空气流过一粗细不等的管子时，在管道变细处，气流压强将A:增大B:减小C:不变D:不一定3. 根据伯努利定律，同一管道中，气流速度减小的地方，压强将A:增大B:减小C:不变D:不一定4. 飞机相对气流的方向A:平行于机翼翼弦，与飞行速度反向B:平行于飞机纵轴，与飞行速度反向C:平行于飞行速度，与飞行速度反向D:平行于地平线5. 飞机下降时，相对气流A:平行于飞行速度，方向向上B:平行于飞行速度，方向向下C:平行于飞机纵轴，方向向上D:平行于地平线6. 飞机的迎角是A:飞机纵轴与水平面的夹角B:飞机翼弦与水平面的夹角C:飞机翼弦与相对气流的夹角D:飞机纵轴与相对气流的夹角7. 飞机的升力A:垂直于飞机纵轴B:垂直于相对气流C:垂直于机翼翼弦D:垂直于重力8. 飞机的升力主要由产生。
第02章 飞行原理
又远离地面，受地球引力很小，因而大气分子不断地向星际空间逃逸。大气外层 的顶界约为2000～3000km的高度。
2.1.2 大气的物理特性与标准大气
1．大气的物理特性 2．标准大气 3．国际标准大气及其物理性质
1. 大气的物理特性
第2章 飞行原理
〖学习目标〗 •掌握流体的两个基本定理 •掌握无人机是怎样产生升力的 •掌握无人机的常用坐标系以及坐标 系间的转换 •了解无人机阻力的产生以及影响升 力和阻力的因素
2.0 内容框架图
飞行原理
飞行环境
气流特性
升力和阻力的产 生
常用坐标系及其转 换 飞机的稳定性和操纵 性
大气层 大气的物理特性与标准大气
基本概念 运动相对性原理 稳定气流 流体的两个基本定理
翼型 升力 阻力 影响升力和阻力的因素 空气动力的特征曲线
常用坐标系及其定义
坐标系之间的变换关系
飞机的稳定性
无人机的发射回收方式
2.1 飞机的飞行环境
1．大气层
2．大气的物理特性与标准大气
介绍：飞行器的飞行离不开飞行环境，飞行 环境对飞行器的结构、材料、机载设备和飞 行性能都有着非常重要的影响。只有了解和 掌握了飞行环境的变化规律，并设法克服或 减少飞行环境对飞行器的影响，才能保证飞 行器飞行的准确性和可靠性。
因为空气微团总是沿着流线流动，所以在流线一边的空气不会流到流线的另一边。对 管道的横截面而言，任何相邻流线都可以看成是管道的管壁。两条流线之间的空气就 好像沿管中流动一样，通常把流线所组成的管子叫做流管。
流线愈稠密，流线之间的距离越小，就是流管变细。相反，流线愈稀疏，流线之间的 距离扩大，就是流管变粗。
飞行原理——精选推荐
飞⾏原理飞机为什么能飞？空⽓动⼒学空⽓与物体相互作⽤的规律操作飞机，原理？飞⾏⼒学研究飞⾏性能、操作性、稳定性更快、更远、更经济？飞⾏原理第⼀章飞机和⼤⽓的⼀般介绍第⼆章飞机的低速空动⼒空⽓动⼒学主要是低速⼩飞机第三章螺旋桨的空⽓动⼒第⼗章⾼速空⽓动⼒学基础第四章飞机的平衡、稳定性、操作性第五章平飞、上升、下降飞⾏⼒学第六章盘旋第七章起飞、着陆第⼋章特殊飞⾏着重于飞机的操作、实践、基本原理第九章重量、平衡机机型相关介绍⼤型宽体飞机：座位数在200以上，飞机上有双通道通⾏747 波⾳747载客数在350-400⼈左右（747、74E均为波⾳747的不同型号）777 波⾳777载客在350⼈左右（或以77B作为代号）767 波⾳767载客在280⼈左右M11 麦道11载客340⼈左右340 空中客车340载客350⼈左右300 空中客车300 载客280⼈左右（或以AB6作为代号）310 空中客车310载客250⼈左右ILW 伊尔86苏联飞机载客300⼈左右中型飞机：指单通道飞机，载客在100⼈以上，200⼈以下M82/M90 麦道82 麦道90载客150⼈左右737/738/733 波⾳737系列载客在130-160左右320空中客车320载客180⼈左右TU54苏联飞机载客150⼈左右146英国宇航公司BAE-146飞机载客108⼈YK2 雅克42苏联飞机载客110⼈左右⼩型飞机：指100座以下飞机，多⽤于⽀线飞⾏YN7 运7国产飞机载客50⼈左右AN4 安24苏联飞机载客50⼈左右SF3 萨伯100载客30⼈左右ATR 雅泰72A载客70⼈左右世界上现有主要机型：美国波⾳商⽤飞机制造公司、欧洲空中客车⼯业公司、美国麦克唐纳.道格拉斯公司。
1996年底，波⾳公司已同麦道合并。
波⾳系列：波⾳707、波⾳727、波⾳737、波⾳747、波⾳757、波⾳767、波⾳777 。
空中客车系列：A-300、A-310、A-320、A-330、A-340。
低速空气动力学基础
低速空气动力学基础空气动力学是研究空气和其他气体的运动规律以及运动物体与空气相互作用的科学，它是航空航天最重要的科学技术基础之一。
第一章 空气动力学与航空航天飞行器发展1.1 空气动力学推动20世纪航空航天事业的发展1903年莱特兄弟研制成功世界上第一架带动力飞机，实现了人类向往已久的飞行梦想。
为了研制这架飞机，他们进行过多次滑翔试验，还为此建造了一座试验段为0.012m 的小型风洞。
正是这些努力，加上综合运用早期的空气动力学知识，最终获得了成功。
20世纪初，建立在理想流体基础上的环量和升力理论以及普朗特提出的边界层理论奠定了低速飞机设计基础，使重于空气的飞行器成为现实。
40年代中期至50年代，可压缩气体动力学理论的迅速发展，以及对超声速流中激波性质的理论研究，特别是跨音速面积积律的发现和后掠翼新概念的提出，帮助人们突破“音障”，实现了跨音速和超音速飞行。
50年代中期，美、苏等国研制成功性能优越的第一代喷气战斗机，如美国的F-86、F-100，苏联的米格-15、米格-19等。
50年代以后，进入超音速空气动力学发展的新时期，第二代性能更为先进的战斗机陆续投入使用，如美国的的F-4、F-104，苏联的米格-21、米格-23，法国的幻影-3等。
1957年苏联发射第一颗地球人造卫星和1961年第一艘载人飞船“东方号”升空，被认为是空间时代的开始。
美、苏两国在战略导弹和航天器发展方面的激烈角逐，促使超音速和高超音速空气动力学得到迅速发展。
两个超级大国都投入巨大力量，致力于发展地面模拟设备，开邻近高超出音中国雏鹰科研课题组专用速空气动力学和空气热力学的研究。
航天方面的研究重点放在如何克服由于高超音速飞行和再入大气层，严重气动加热所引起的“热障”问题上在钱学森先生倡导下诞生了一门新的学科，即物理力学，为航天器重返大气层奠定了科学基础。
航空方面的研究重点则放在了发展高性能作战飞机、超音速客机、垂直短距起落飞机和变后掠翼飞机。
空气动力学复习题资料讲解
空气动力学复习题飞行原理空气动力学复习思考题第一章低速气流特性1．何谓连续介质？为什么要作这样的假设？连续介质——把空气看成是由空气微团组成的没有间隙的连续体。
作用——把空气压强（P）、密度（ρ）、温度（T）和速度(V)等状态参数看作是空间坐标及时间的连续函数，便于用数学工具研究流体力学问题。
2．何谓流场？举例说明定常流动与非定常流动有什么区别。
流场——流体所占居的空间。
定常流动——流体状态参数不随时间变化；非定常流动——流体状态参数随时间变化；3．何谓流管、流谱、流线谱？低速气流中，二维流谱有些什么特点？流线谱——由许多流线及涡流组成的反映流体流动全貌的图形。
流线——某一瞬间，凡处于该曲线上的流体微团的速度方向都与该曲线相应点的切线相重合。
流管——通过流场中任一闭合曲线上各点作流线，由这些流线所围成的管子。
二维流谱——1.在低速气流中，流谱形状由两个因素决定：物体剖面形状，物体在气流中的位置关系。
2.流线的间距小，流管细，气流受阻的地方流管变粗。
3.涡流大小决定于剖面形状和物体在气流中的关系位置。
4．写出不可压缩流体和可压缩流体一维定常流动的连续方程，这两个方程有什么不同？有什么联系？连续方程是质量守恒定律应用于运动流体所得到的数学关系式。
在一维定常流动中，单位时间内通过同一流管任一截面的流体质量都相同。
方程表达式：m=ρVA不可压流中，ρ≈常数， 方程可变为：VA=C （常数）气流速度与流管切面积成反比例。
可压流中，ρ≠常数， 方程可变为：m=ρVA适用于理想流体和粘性流体5． 说明气体伯努利方程的物理意义和使用条件。
方程表达式:常量=++gh V P ρρ221高度变化不大时，可略去重力影响，上式变为：常量==+0221p V p ρ 即:静压+动压=全压(P 0相当于V=0时的静压)方程物理意义:空气在低速一维定常流动中，同一流管的各个截面上，静压与动压之和（全压）都相等。
由此可知，在同一流管中，流速快的地方，压力（P ）小；流速慢的地方，压力（P ）大。
《飞行原理空气动力》课件
回顾气动力学在推动先进科技发展中的贡献。
让我们一起探索气动力学的更多奥秘！
鼓励听众深入学习气动力学，并探索其更多的应用和发展。
《飞行原理空气动力》 PPT课件
通过本课件，我们将带您深入了解飞行原理中的空气动力学，包括其定义、 基本概念、应用以及与先进科技的关系。
认识空气动力学
空气动力学定义
探索飞行中的空气力学现象和原理。
空气动力学发展历程
了解空气动力学在航空和航天领域的演变过程。
空气动力学研究的重要意义
探讨空气动力学在飞行器设计中的关键作用。
能优化中的应用。
3
气动力的计算方法
探讨气动力学计算方法和模拟技术。
气动力学设计
1 气动力学和设计的联 2 飞行器设计中的气动 3 气动力学设计的实例
系
力学问题
分析
解释气动力学在飞行器设 计中的关键作用。
探索飞行器设计过程中涉 及的气动力学挑战。
通过实例研究，深入理解 气动力学设计的关键概念 和技术。
空气动力学基本概念
空气动力学的基本概念
介绍空气动力学中的重要概念， 如空气动力学力、气流等。
气体的物理性质
了解气体在空气动力学中的行为 和特性。
流体的基本特性
探索流体在空气动力学中的运动 和变化。
空气动力学原理
1
空气动力学公式
学习空气动力学中的关键公式和计算方
空气动力学原理的应用
2
法。
了解空气动力学原理在飞行器设计和性
气动力学与先进科技
先பைடு நூலகம்科技的气动力学 应用
探索先进科技领域中气动力学 的创新应用。
气动力学在航空航天 中的应用
空气动力学与飞行原理课件：无人机空气动力学概述 、翼型空气动力学
空气动力学与飞行原理
翼型空气动力学
LOGO 6
壹 目录页 一、 二、 三、 四、
翼型几何特性 伯努利定理 升力 阻力
五、 六、 七、
升阻比
空气动力特性影响因素
翼型选择
7
壹 翼型几何特性
在固定翼无人机的各种飞行状态下，机翼是 无人机产生升力的主要部件。如果平行于机身对 称面在机翼展向任意位置切一刀，切下来的机翼 剖面称作为翼剖面或翼型。如图，翼型设计是无 人机设计中必不可少的一环，它直接影响到固定 翼无人机的空气动力学特性和飞行性能。
（四）S翼型 中弧线是一个平躺的S型，这类翼型
因迎改变时，压力中心变动较小，升力 较大，常用于飞翼布局无人机。
（五）内凹翼 下弧线在翼弦线上，中弧线高，升
力系数大，常见于早期飞机及牵引滑翔 机。
13
壹 翼型几何特性
（六）其它特种翼型 例如：直升机OA系列翼型等。 20世纪初设计了很多低速飞机的翼型，如德 国人奥托·利林塔尔设计并测试了RAF-6，还有 Gottingen 398，Clark Y，NACA翼型系列等， 如图2.5所示。目前这些翼型在低速无人机和航空 模型中得到了广泛的应用。尤其是Clark Y系列翼 型，因其良好的加工性能，在微型和轻型无人机 中得到了广泛应用。
空气动力学与飞行原理
无人机空气动力学概述
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壹 无人机空气动力学概述
无人机之所以能在大气中做持续的飞行，主要靠空气给它的反作用力（即升力）。空气动力学 最重要的是知道无人机上所受到的分布压力、升力、阻力和力矩，以及无人机参数对这些空气动力的 影响规律。
无人机主要在对流层和平流层飞行，此时无人机尺寸远大于气体分子的自由行程，因此，无人 机所处的介质是连续空气。对于无人机空气动力学，最重要的两个无量纲量是马赫数和雷诺数，它体 现了空气的压缩性和粘性特性。
《飞行原理空气动力》课件
04
飞行器阻力来源与减小方法
飞行器阻力来源
01
压差阻力
由于飞行器表面压
力分布不均匀所产
02
生的阻力。
摩擦阻力
由于空气与飞行器 表面之间的摩擦力 所产生的阻力。
04
干扰阻力
由于飞行器各部件
03
之间的相互干扰所
产生的阻力。
诱导阻力
由于升力产生时所 伴随的阻力。
减小飞行器阻力的方法
优化飞行器外形设计
1 2
3
密度和压力
空气的密度和压力随高度和温度的变化而变化，对飞行器的 性能和稳定性产生影响。
粘性和摩擦力
空气的粘性对飞行器表面的气流产生摩擦力，影响飞行器的 升力和阻力。
压缩性和膨胀性
空气在压缩和膨胀时会产生温度变化，对飞行器的推进系统 和发动机性能产生影响。
流体静力学基础
流体静压力
流体静压力与重力方向相反，对飞行器产生下压力，保持飞行器的稳定。
横向稳定性
保持飞行器偏航平衡的能力，通过调 节方向舵来实现。
纵向稳定性
保持飞行器俯仰平衡的能力，通过调 节升降舵来实现。
方向稳定性
保持飞行器滚转平衡的能力，通过调 节副翼来实现。
飞行器控制原理
飞行器控制系统组成
执行机构
包括传感器、控制器和执行 机构等部分。
01
02
接收控制指令并驱动飞行器 的操纵面，以改变飞行器的
优化螺旋桨的设计和制造工艺、提高转速 、合理选择桨叶角度等都是提高螺旋桨效 率的有效途径。
火箭升力的产生
火箭推进原理
火箭升力的特点
火箭与飞机升力的比较
火箭升力的局限性
火箭通过燃烧燃料产生高速气 体，高速气体从尾部喷出产生 反作用力，推动火箭向前运动 。同时，喷出的气体也产生一 定的升力使火箭离地升空。
飞行器中的空气动力学原理
飞行器中的空气动力学原理飞行器的空气动力学原理是实现飞行的关键。
空气动力学是研究空气流动行为对物体的影响的学科，它揭示了飞行器如何受到空气的支持和阻力。
在飞行器中，空气动力学原理包括升力、阻力、推力和重力四个主要方面。
首先，升力是支持飞行器在空中飞行的力量。
升力产生的原理是由于流经飞行器表面的空气流动速度不同，形成上、下表面的气压差，从而使得飞行器受到垂直向上的力量。
这是由于飞行器的机翼形状、攻角和飞行速度决定的。
当飞行器增加攻角（对流体流动体来说，攻角是指对象相对于流速方向的夹角）时，可以增加升力的大小，但在一定攻角范围内，过大的攻角会导致气流分离，升力减小，产生失速现象。
而当流速增加时，也会增加升力的大小，但超过一定速度后由于空气无法及时流经机翼，会导致升力减小。
其次，阻力是飞行器飞行过程中需要克服的阻碍力量。
阻力来源于空气对飞行器的阻碍及摩擦力。
空气动力学中，阻力分为两个主要部分，即压力阻力和摩擦阻力。
压力阻力是由于飞行器的形状引起的，当飞行器移动时，空气对其正、侧面施加压力，从而产生阻力。
而摩擦阻力是由于飞行器表面与空气的摩擦而产生的，它与飞行器表面的粗糙度、空气粘性以及速度等因素相关。
飞行器的设计通常会考虑如何减小阻力，以提高飞行器的性能和效率。
第三，推力是使飞行器向前运动的力量。
推力是由发动机产生的，它使飞行器克服阻力向前运动。
推力原理是通过发动机燃烧燃料产生高温高压气体，然后通过喷射或推进的方式将气体排出，产生反作用力从而推动飞行器。
不同类型的飞行器使用不同的推进方式，如喷气发动机、螺旋桨、火箭等。
推力的大小与喷出气体速度和喷射质量有关，可以通过改变喷射速度和质量来调节飞行器速度。
最后，重力是地球对飞行器施加的向下的力量。
地球的引力使得飞行器在飞行过程中需要克服重力才能保持在空中飞行。
飞行器需要产生足够的升力与重力平衡，以保持平稳飞行。
当升力小于重力时，飞行器下降；当升力大于重力时，飞行器上升。
空气动力学基础
第二章 第 64 页
●摩擦阻力在飞机总阻力构成中占旳百分比较大
摩擦阻力占总阻力旳百 分比
超音速战斗机
25-30%
大型运送机 40%
小型公务机
50%
水下物体
70%
船舶
90%
第二章 第 65 页
2.2 升力
升力垂直于飞行速度方向，它将飞机支托在空中， 克服飞机受到旳重力影响，使其自由翱翔。
升力 Lift
拉力 Pull
第二章 第 39 页
重力 Weight
阻力 Drag
2.2.1 升力旳产生原理
相同旳时间，相同旳起点和终点，小狗旳速度和人 旳速度哪一种更快？
起
终
点
点
第二章 第 40 页
2.3.1 低速附面层
① 附面层旳形成
附面层，是气流速度从物面处速度为零逐渐增长到 99%主流速度旳很薄旳空气流动层。
速度 不受干扰旳主流
附面层边界
第二章 第 53 页
物体表面
●附面层厚度较薄
第二章 第 54 页
●无粘流动和粘性流动
附面层旳形成是受到粘性旳影响。
无粘流动 沿物面法线方向速度一致
2
a
AI vI PI
b
AII vII PII
c
第二章 第 60 页
PI PII
3
●层流附面层和紊流附面层旳速度型
第二章 第 61 页
2.3.2 阻力旳产生
•摩擦阻力(Skin Friction Drag) •压差阻力(Form Drag) •干扰阻力(Interference Drag) •诱导阻力(Induced Drag)
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第二章 第 30 页
0
CD0
●极曲线的深入理解
从原点所引直线与极曲线交于两点，则两点的升阻比相同，较 高者的迎角较大，较高者的平飞速度较小。
第二章 第 31 页
② 不同滑流状态的极曲线
●螺旋桨滑流
第二章 第 32 页
② 不同滑流状态的极曲线
第二章 第 36 页
●地面效应的产生原因
①上下翼面压差增加 ②地面阻碍使下洗流减小 ③下洗角减小，使平尾迎角减小
飞机脱离地面 效应区
第二章 第 37 页
飞机处于地面 效应区
●地面效应的效果
①上下翼面压差增加，从而使升力系数增加。 ②地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。 ③下洗角减小，使平尾迎角减小，出现附加下俯力矩（低头力矩）。
I. 零升迎角 0
0
第二章 第 12 页
●翼型在零升迎角下的压强分布
后半部分合力
压强低于 环境气压
压强高于 环境气压
第二章 第 13 页
前半部分合力
气动中心
压强低于 环境气压
II. 升力系数曲线斜率
CL CL ( 0 )
C
L
第二章 第 14 页
III.临界迎角和最大升力系数
CL max
第二章 第 15 页
迎角
●升阻比随迎角的变化规律
➢ 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。
第二章 第 27 页
③ 性质角
性质角是总空气动力与升力之间的夹角。
主要空气动力性能参数包括： ① 最大升力系数 ② 最小阻力系数 ③ 最大升阻比
第二章 第 4 页
2.4.1 升力特性
① 升力系数的变化规律
第二章 第 5 页
●升力系数随迎角的变化规律 ➢当α<α临界，升力系数随迎角增大而增大。 ➢当α=α临界，升力系数为最大。 ➢当α>α临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。
第二章 第 6 页
●烟风洞翼型绕流实验 小迎角
较大迎角
第二章 第 7 页
大迎角
●翼型在不同迎角下的压强分布
第二章 第 8 页
●翼型在不同迎角下的压强分布
第二章 第 9 页
●压力中心（CP）位置随迎角改变的变化
第二章 第 10 页
●压力中心（CP）位置随迎角改变的变化
第二章 第 11 页
② 升力特性参数
第二章
飞机的低速空气动力
飞行原理/CAFUC
本章主要内容
2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理
第二章 第 2 页
飞行原理/CAFUC
2.4 飞机的低速空气动力性能
飞行原理/CAFUC
飞机的主要空气动力性能包括： ① 升力特性 ② 阻力特性 ③ 升阻比特性
●后掠翼对升力特性的影响
平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线斜率越大，临界迎角 越小。
平直机翼
后掠翼
第二章 第 19 页
●翼型前缘粗糙度对升力特性的影响
翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临界迎角越大。
光滑 粗糙
第二章 第 20 页
2.4.2 阻力特性
① 阻力系数的变化规律
第二章 第 21 页
② 阻力特性参数
I. 最小阻力系数 CDmin 和零升阻力系数 CD0
飞机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般认为二者为同 一个值。
第二章 第 23 页
CD min
II. 中小迎角时的阻力公式
在中小迎角时，阻力公式可以表示为：
CD CD0 ACL2
A是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。
第二章 第 24 页
“小鹰”地效飞机速度可达556千米/小时
第二章 第 40 页
●Beriev Bartini VVA 14地效飞行器
第二章 第 41 页
●地效飞机（我国的发展情况）
我国科学家也早已关注到地效飞行器的研制，发起人便是原国家科委 常务副主任、航天专家李绪鄂。1995年，他领导的中国科技开发院联 合湖北水上飞机研究所、北京空气动力学研究所成立了中国地效飞行器 开发中心，经过4年的努力，第一架中国的地效飞行器诞生了。
第二章 第 38 页
●地面效应的产生范围
飞机距地面高度在一个翼展以内，地面效应对飞机有 影响，距地面越近地面效应越强。
第二章 第 39 页
●地效飞机
地效飞机是介于船和普通飞机之间的新型水上快速交通工具 。地效 飞机在民用方面使用前景也十分广阔，如可用于海上和内河快速运输， 海情侦察，水上救生等。
lj
●相对厚度对升力特性的影响
相对厚度增加，最大升力系数增加，临界迎角减小。
相对厚度增加
第二章 第 16 页
●翼型前缘半径对升力特性的影响
前缘半径增加，临界迎角增加。
半径小
半径大
第二章 第 17 页
●展弦比对升力特性的影响
展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎角越小。
展弦比高
展弦比低
第二章 第 18 页
2.4.3 升阻比特性
① 升阻比
升阻比是相同迎角下，升力系数与阻力系数之比，用K 表示。
升阻比的大小主要随迎角变化而变化。 升阻比越大，飞机的空气动力性能越好。
L CL K D CD
第二章 第 25 页
② 升阻比曲线
K MAX
L CL K D CD
临界迎角
第二章 第 26 页
最小阻力 迎角
ctg L CL
D CD
性质角越小，总空气动力向后倾斜越少，升阻比越大。
第二章 第 28 页
2.4.4 飞机的极曲线
① 极曲线
极曲线将飞机的 升力系数、阻力系 数、升阻比随迎角 变化的关系综合起 来用一条曲线表示 出来，以便于综合 衡量飞机的空气动 力性能。
.
第二章 第 29 页
●极曲线的深入理解
滑流使得升力系数和最大升力系数增大，最大升阻比增大，极曲线 向右上偏移。
第二章 第 33 页
③ 不同展弦比机翼的极曲线
展弦比越大，低速空气动力性能越好。
第二章 第 34 页
●飞机的低速空气动力性能曲线总结
第二章 第 35 页
2.4.5 地面效应
飞机在起飞和着陆贴近地面时，由于流过飞机的气 应称为地面效应。
CD min
lj
●阻力系数随迎角的变化规律
➢ 在中小迎角范围，阻力系数随迎角增大而缓慢增大，飞机阻 力主要为摩擦阻力。
➢ 在迎角较大时，阻力系数随迎角增大而较快增大，飞机阻力 主要为压差阻力和诱导阻力。
➢ 在接近或超过临近迎角时，阻力系数随迎角的增大而急剧增 大，飞机阻力主要为压差阻力。
第二章 第 22 页