近地飞行的安全飞行原理分析
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。
第三章 飞机飞行的原理
• 为了描述大气状态的变化,引入了气温、 气压、湿度、能见度和风、云等基本气象 要素。
• 1.气温的概念
• 气温是指空气的冷暖程度。空气冷热程度 的实质是空气分子平均动能大小的表现。 当空气获得热量时,它的分子平均动能增 加,气温也就升高;反之则为减小,气温随 之降低。所以,气温的高低,反映了空气 分子平均动能的大小。
绝对湿度:单位体积中所含水汽的质量。 又称水汽密度。
水汽压:潮湿空气中水汽的分压。它是气 压的一部分。在温度一定的情况下,单位 体积空气中能容纳的水汽量有一定的限度 如果水汽含量达到了这个限度,就是饱和 空气。此时的水汽压叫饱和水汽压。
比湿:湿空气中水汽质量和潮湿空气质量之比。 即在1000克湿空气中含有多少克水汽。
系式为:
• 在理论计算中,常使用绝对温度的概念。 当空气分子停止不规则的热运动时,即分 子的运动速度为零时,我们把此时的温度 作为绝对温度的零度。绝对温度用开氏度 (K)表示,绝对温度的行性能,
• 例如当气温升高时,则大气密度必然会减 小,空气的压缩性差,使发动机的推力减 小;当气温降低时,空气密度加大,自然发 动机功率也加大,平飞最大速度也增加。 经过试验,气温由+30℃下降到-30°C,发 动机功率可以相差45 %。
相对温度:为空气中的实际水汽压与同温度的 饱和水汽压的百分比。
露点温度:当空气中水汽含量不变且气压一定 时,气温降低到使空气达到饱和时的温度称为露 点温度,简称露点。
上述数据就是分析天气形势的重要参数,在 这些参数中,核心是水汽。水汽由地球表面蒸发 而来;水汽进人大气后,在一定条件下,会凝结产 生云、雾、雨、雪等天气现象,从而影响着飞机 的飞行。
飞 机 着 陆 遇 侧 风
云是空中水气的凝结物。云的不同形状和变化,既能反映 当时大气运动的状态,又能预示未来的天气变化,有经验的 飞行人员把云称为“空中地形”和“空中的路标”。云对飞 行的影响有以下几点:
飞机飞行原理和安全常识简介
飞机飞行原理和安全常识简介飞机飞行原理简介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。
地效飞行器原理
地效飞行器原理
地效飞行器,是一种能够在接近地表时利用地面效应来提高升力和降低阻力的飞行器。
其原理主要是利用地面效应来提高升力,从而实现低空飞行和短距离起降。
地效飞行器的设计和运行原理,对于理解飞行器的飞行特性和性能具有重要意义。
地效飞行器的原理主要包括地面效应、升力和阻力的影响以及飞行器的设计特点。
首先,地面效应是指当飞行器在接近地表时,飞行器与地面之间的气流受到地面的影响而产生的一种特殊气流现象。
这种气流现象会导致飞行器的升力增加、阻力减小,从而使得飞行器能够在接近地表时以较小的动力消耗实现飞行。
其次,地效飞行器的升力和阻力受到地面效应的影响。
在地面效应的作用下,飞行器的升力会随着高度的减小而增加,这使得地效飞行器能够在接近地表时获得更大的升力,从而实现低空飞行。
同时,地面效应也会导致飞行器的阻力减小,这有助于地效飞行器在接近地表时降低飞行阻力,提高飞行效率。
此外,地效飞行器的设计特点也是其原理的重要组成部分。
地效飞行器通常具有大展弦比的机翼和较小的尾翼,以及较大的承载
面积和较小的机身面积。
这些设计特点有助于地效飞行器在地面效应的作用下获得更大的升力和更小的阻力,从而实现低空飞行和短距离起降。
总的来说,地效飞行器的原理是基于地面效应对飞行器升力和阻力的影响,以及飞行器的设计特点。
地面效应使得地效飞行器能够在接近地表时获得更大的升力和更小的阻力,从而实现低空飞行和短距离起降。
地效飞行器的设计特点也有助于其在地面效应的作用下获得更好的飞行性能。
因此,地效飞行器的原理对于理解飞行器的飞行特性和性能具有重要意义,也为未来飞行器的发展提供了重要的参考和借鉴。
第二章_飞行原理
第二章- 飞行原理本章讨论飞行中支配作用于飞机上力的基本物理定律,以及这些自然定律和力对飞机性能特性的影响。
为了胜任的控制飞机,飞行员必须理解涉及的原理,学会利用和抵制这些自然力。
现代通用航空飞机可能有相当高的性能特性。
因此,飞行员充分领会和理解飞行艺术所依赖的原理是越来越必要的。
大气结构飞行所处的大气是环绕地球并贴近其表面的一层空气包层。
它是地球的相当重要的一个组成部分,就像海洋或者陆地一样。
然而,空气不同于陆地和水是因为它是多种气体的混合物。
它具有质量,也有重量,和不确定的形状。
空气象其他任何流体一样,由于分子内聚力的缺乏,当受到非常微小的压力时就会流动和改变它的形状。
例如,气体会充满任何装它的容器,膨胀和传播直到其外形达到容器的限制。
大气的组成是由78%的氮气,21%的氧气以及1%的其他气体,如氩气和氦气。
由于部分元素比其他的重,较重的气体如氧气有个天然的趋势,会占据地球的表面。
而较轻的气体会升到较高的区域。
这就解释了为什么大多数氧气包含在35000英尺高度以下。
因为空气有质量也有重量,它是一个物体,作为一个物体,科学定律会向其他物体一样对气体起作用。
气体驻留于地球表面之上,它有重量,在海平面上产生的平均压力为每平方英寸14.7磅,或者29.92英寸水银柱高度。
由于其浓度是有限的,在更高的高度上,那里的空气就更加稀薄。
由于这个原因,18000英尺高度的大气重量仅仅是海平面时的一半。
如图2-1大气压力尽管有多种压力,这里的讨论主要涉及大气压力。
它是天气变化的基本因素之一,帮助提升飞机,也驱动飞机里的某些重要飞行仪表。
这些仪表是高度仪,空速指示仪,和爬升率指示仪,和进气压力表。
虽然空气很轻,也受重力吸引的影响。
因此,和其他物质一样,由于有重量,就产生了力量。
由于它是流体物质,朝各个方向施加的力是相等的,它作用于空气中物体的效果就是压力。
在海平面的标准条件下,由于大气重量而施加于人体的平均压力大约14.7lb/in。
飞机近地警告系统概述
飞机近地警告系统概述飞机近地警告系统(Ground Proximity Warning System,简称GPWS)是一种用于航空器上的安全设备,旨在提醒机组人员飞行过程中的潜在危险,防止飞机在接近地面时发生意外事件。
本文将对飞机近地警告系统的原理、功能以及在航空领域中的应用进行概述,以帮助读者更好地了解和理解这一重要的安全装置。
一、原理飞机近地警告系统基于雷达测高原理,通过接收和分析雷达信号,确定飞机与地面的垂直距离。
系统中的高度传感器会定期测量飞机的高度,并将这些数据与数字地图相结合。
当飞机的高度接近预设阈值时,系统将发出警告,提醒机组人员采取相应的措施以避免潜在的危险。
二、功能飞机近地警告系统具备以下主要功能:1. 低高度警告:当飞机的高度接近地面时,系统将及时提醒机组人员。
这有助于避免飞机在起降过程中撞击地面或障碍物。
2. 进近警告:系统可以监测飞机在进近过程中的危险情况,比如陡降或慢速下降。
一旦系统发现异常情况,将向机组人员发出警告,引导他们采取必要的纠正措施。
3. 落地警告:系统能够检测飞机即将触地的情况,并提醒机组人员尽快做出相应操作。
4. 低油量警告:一些现代化的飞机近地警告系统还能够检测到飞机燃料的剩余量,并在低油量时发出警告,以便机组人员及时采取补给措施。
三、应用飞机近地警告系统广泛应用于各类民用和军用飞机,以提高飞行安全性。
从商用客机到军事战斗机,几乎所有的飞机都配备了这一系统。
无论飞机在极端天气条件下进行任务,还是在复杂地形区域飞行,飞机近地警告系统都发挥着至关重要的作用。
它能够在危急时刻提醒机组人员,并为他们做出正确的决策提供重要信息,从而防止潜在的事故和风险。
结语飞机近地警告系统作为飞行安全装置的重要组成部分,对于加强飞机的低空飞行安全具有不可替代的作用。
它通过实时监测飞机的高度和飞行状态,提供及时的警告和信息,帮助机组人员有效应对各类突发情况,最大限度地减少事故发生的可能性。
无人机仿地飞行原理
无人机仿地飞行原理首先是地效原理。
地效是指当无人机处于与地面距离较近的状态时,气流因地面的阻挡而受到限制,形成一个相对无回转流区域。
在这个区域内,气流的速度会降低,气压会增加,从而使得气动力的作用变得较小。
当无人机进入这个地效区域时,由于气动力的减小,无人机所需要消耗的能量也相对减少,从而实现了高效的飞行。
地效飞行可以大幅度降低无人机的能耗,延长其续航时间。
因此,地效原理是无人机仿地飞行的重要原理之一其次是涡轮扇起飞原理。
涡轮扇起飞是将无人机的发动机与气动产生结合起来的一种起飞方式。
无人机的发动机通过涡轮扇增加了气流的速度和压力,从而使得无人机具备了较强的起飞性能和爬升性能。
涡轮扇起飞的关键在于发动机的设计和工作原理。
通常,在发动机内部的压气机产生的高压气体会通过涡轮推进器,与外部的气流进行混合,形成一个高速的气流。
这个高速气流又会与周围的气流进行相互作用,从而产生了一个压力差,推动无人机向前飞行。
无人机仿地飞行的应用领域非常广泛。
首先,无人机仿地飞行可以用于地面巡逻与监测。
通过低空飞行的方式,无人机可以更加接近地面,并搭载各种高清摄像头和传感器进行地面图像的获取和数据的采集。
这对于地质勘测、环境监测和边境巡防等领域都具有重要的意义。
其次,无人机仿地飞行还可以应用于农业领域。
通过低空飞行的方式,无人机可以更加精细地观测农田,并利用搭载的各种传感器获取农作物的生长状况、土壤水分含量等信息。
这对于实现农业精准化管理、提高农作物的产量和质量都有着积极的意义。
另外,无人机仿地飞行还可以应用于快递物流和人员运输等领域。
通过低空飞行的方式,无人机可以在城市中快速、便捷地进行货物运输和人员运输。
这对于解决交通堵塞和提高运输效率都具有重要的作用。
总之,无人机仿地飞行是一种能够更加贴近地面的飞行方式。
其基于地效和涡轮扇原理,具备了较高的效率和适用性。
无人机仿地飞行在巡航、勘测、农业、交通等领域都有着广泛的应用前景。
第一章 飞行的基本原理
飞行的基本原理
超出空气重量的飞行可以用多种科学定律和理论来解释。在这些定律和理论中牛顿第三运动定律是最基本的一项。即:“每次运动都会产生一个相等的力和反作用力”。螺旋桨加速了大量的空气向后流动,因此就会产生一个与之相等的向前的力。该向前的作用力叫做“推力”,将飞机推向前进。
当飞机被螺旋桨推向前进起飞时,机翼就会遇到袭来的空气开始全面上升。当飞机向前飞行的速度增加时,该上升的的力也相应的增加。当上升的力达到与飞机的重力相等时,飞机则开始飞行了。
浮力和重力
飞机受到的垂直作用力是浮力和重力。重力是飞机的总重量还包括它的容量。重力被看作是经过一点叫做“重心”,浮力作用于相对气流90度的位置。不必与地平面形成垂直。在飞行中在与地平面形成角度的地方浮力也会产生作用。为了计算,整个浮力可以被看作是经过机翼的某一点产生的。这一点叫做:“压力中心”。
相对气流
相对气流总是与飞机飞行路径的相对方向保持平行。相对气流与飞机飞行的方式无关,只与飞机飞行的方向有关。
安装角和迎角
安装角是指机翼一条弦的平面与飞机纵轴的固定角度。切不可与前进迎角角度混淆,根据机翼弦与相对气流的角度的不同,也会有所不变化。根据飞机运行的方向,角度也会发生改变。
升力
任何水平的物体例如一个平面,朝相对气流的方向倾斜就会产生升力。风筝就是一个例子,在这一点上,飞机的机翼就像个平面,后来发现它通过弯曲机翼上表面会产生更多的升力,从而机翼得到发展(图1-8)。弯曲的上表面也可以为比较轻的结构增加重量,燃料储存,最终消除外部结构的一部分。
寄生阻力该阻力由飞机上一切其他阻力组成,而不是由浮力引起的,并非象诱导阻力那样,寄生阻力是随着速度增加而增大。
干扰阻力干扰阻力是气流在飞机两种状态之间受到干扰形成的,例如,机翼和机身的连接处,沿机身的气流将会干扰到机翼上面的气流。
单元五 飞机飞行的原理与飞行过程
民航飞机的运行和性能
飞机的飞行过程:飞机要完成一次飞行任务要经 过滑行、起飞、爬升、巡航、下降、着陆几个阶 段。
整个飞行过程中,操作最复杂的是起飞和降落阶 段,据统计航空事故的68%出现在这两个阶段, 因而在飞机设计上和驾驶员的训练上这两个阶段 都是重点,以确保飞行安全。
飞机起飞视频
图:A380休闲区
大气层的构造
大气层:0~100公里 (航空活动) 近地空间:100—2000~3000公里 电离层和逸散层 (载
人航天器) 大气层的构造:
对流层 平流层
大气层的构造
对流层 也称为变温层,海平面算起平均高度为11公里; 这是航空器活动的主要区域; 有云、雾、风、雪等气候现象;
大气物理参数
航空器活动的环境为大气空间,对飞行影响最大的大 气物理参数是气压、温度、空气密度和音速。
空气密度 概念:空气密度是指单位体源自内的空气质量。 理解:空气的密度如同人口密度一样,人口密度越 大,单位体积内人口的数量就越大,空气密度越大, 单位体积内空气分子的数量就越多,反之,越少。
爬升阶段
爬升阶段 固定的角度持续爬升
优点:节省时间,但发动机所需的功率大,燃 料消耗大。
阶梯式的爬升 优点:由于飞机的升力随速度升高而增加,同 时燃油的消耗使飞机的重量不断减轻,因而这 样的爬升最节约燃料。
巡航阶段 飞机达到预定高度后,保持水平等速飞行状态,
这时如果没有天气变化的影响,驾驶员可以按照 选定的航线以一定速度和姿态稳定飞行,飞机几 乎不需要操纵,驾驶员一般只需进行必要的监控。 这一阶段的飞行事故率最低。
空机重量:或称飞机基本重量,指除商务载重(旅客 及行李、货物邮件)和燃油外飞机作好执行飞机 飞行任务准备的飞机重量。
飞行原理 着陆目测
③ 修正下滑速度
下滑速度不正确的原因有二:一是下滑角不合适;二是油门 不合适。 修正速度应先保持好规定的下滑点和下滑角,然后检查 下滑速度。
速度过大,应适 当减油门,随速度 减小,带杆保持下 滑角不变。 反之, 如速度过小,应适 当加油门并顶杆。
第七章 第 32 页
7.6.4 风、气温及标高对目测的影响
在保持下滑点的前提下必须 保持好规定的下滑角,即保持高 距比,这是在特定地点上空检查 高度的方法来加以实施的。
第七章 第 8 页
●高距比对比
高于正常 正常
第七章 第 9 页
低于正常
●目视下滑坡度指示器(VASI)
Visual Approach Slope Indicator
第七章 第 10 页
●精密进近航道指示器(PAPI)
第七章 第 14 页
进入四转弯的位置,还受到四边下降率、四边 长度以及三转弯进入时机的影响。
所以说,在起落航线的目视进近着陆中,目测实际 上从三转弯就开始了。
第七章 第 15 页
●四转弯改出中
第七章 第 16 页
Aeronca Champ着陆视频
●地形坡度引起的错觉
上坡地形引起下滑线高的错觉,容易导致实际下滑线低; 下坡地形引起下滑线低的错觉,容易导致实际下滑线高。
第七章 第 17 页
●跑道坡度引起的错觉
上坡跑道引起下滑线高的错觉,容易导致实际下滑线低; 下坡跑道引起下滑线低的错觉,容易导致实际下滑线高。
第七章 第 18 页
●跑道宽度引起的错觉
高距比正确,跑道宽度不同。
第七章 第 19 页
●跑道宽度引起的错觉
窄跑道引起下滑线高的错觉,容易导致实际下滑线低; 宽跑道引起下滑线低的错觉,容易导致实际下滑线高。
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。
地效飞行器研究报告
地效飞行器研究报告地效飞行器是指飞行器在近地表运动时所利用的地面效应,使用底部翼面的升力与地面之间的连续气流保持飞行,而无需过多的推力。
这种飞行器具有飞行距离远、运载重量大、低空飞行、低能耗、简单构造等诸多优点,因此受到越来越多的关注。
一、地效飞行器的原理。
地效飞行器的原理其实很简单,即通过适当的高度和速度,使机翼底部所受到的地面效应提供足够的升力,从而保持飞行。
地面效应是指飞行器在离地面一定距离以下飞行时,受到地面反射产生的加速气流的影响,使得机翼底部的压力增大,产生了更大的升力。
二、地效飞行器的分类。
根据不同的分类标准,地效飞行器可以分为不同的类型。
按照使用的动力种类,分为人力、风力和发动机驱动等;按照使用场所,分为水面地效飞行器和陆地地效飞行器;按照形态和用途,分为固定翼型和翼型类直升机等多种类型。
三、地效飞行器的应用。
地效飞行器的应用非常广泛,包括军事、民用、科研等多个领域。
在军事上,地效飞行器可以用于反舰、反潜、巡逻监控等任务;在民用方面,地效飞行器可以用于客货运输、旅游观光、海上救援等方面。
此外,地效飞行器还可以用于科研方面,如地质探测、环境监测等。
四、地效飞行器的发展存在的问题。
地效飞行器的发展虽然有很多优势,但仍存在一些问题。
首先,地效飞行器需要在接近地面时才能取得足够的升力,因此一旦离开地面高度,则升力急剧减小,进而导致不稳定和危险。
其次,地效飞行器的速度受到地面效应的影响较大,难以适应快速变化的环境。
最后,地效飞行器还存在一些技术问题,如操控、安全等方面的问题。
综上所述,地效飞行器将成为未来飞行器的一种新的发展方向,需不断加强技术突破和应用研究,以实现更高效、更安全、更可靠的应用效果。
概论 2章飞机飞行的基本原理1、2、3
3.机翼的迎角
• 迎角:翼弦与相对气流速度之间的夹角。
• 相对气流方向指向机翼下表面,为正迎角; • 相对气流方向指向机翼上表面,为负迎角; • 相对气流方向与翼弦重合,迎角为零。
2.3.3 阻力
2.3.4 影响飞机升力和阻力的因素
该层内空气非常稀薄,质量仅占整个大气质量的 1/3000。
4.电离层
电离层位于中间层以上,上界离地面约800公里,其 特点是,空气密度极小,由于空气直接受到太阳短 波辐射,高度升高,气温迅速上升,并且空气具有 很大的导电性,故称电离层。由于温度较高。又称 暖层。
5.散逸层
散逸层是大气的最外层,它是地球大气的最外层, 在此层内,空气极其稀薄,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散逸,故 称散逸层。推算,散逸层离地球表面约2000一3000 公里。
迎角改变对机翼阻力的影响
• • • • • • • • • 低速飞行时包括:摩擦阻力、压差阻力和诱导 阻力。 ������ 迎角增大,摩擦阻力变化不大 ������ 迎角增大,压差阻力增大 ������ 迎角增大,诱导阻力增大,超过临界迎角, 迎角增大,升力降低,诱导阻力减小。 总体上,迎角增大,阻力增大;迎角越大,阻 力增加越多;超过临界迎角,阻力急剧增大。 简单说:迎角增大,阻力增大;迎角越大,阻力 增加越多;超过临界迎角,阻力急剧增大。
流管内流体的质量是守恒的。 通常所取的“流管”都是“细流管”。 细流管的截面积 S 0 ,就称为流线 。
2.2.3 连续性定理
描述了定常流动的流体任一流管中流体元在不同截面处的流 速 v 与截面积 S 的关系。 Δt S v
qm VA
近地警告系统(GPWS)和飞行安全
近地警告系统(GPWS)和飞⾏安全近地警告系统(GPWS)和飞⾏安全摘要:近地警告系统通过语⾳和灯光信号向飞⾏员提供警告,在预防可控飞⾏撞地(CFIT)事故⽅⾯起着重要的作⽤。
GPWS正是针对CFIT研制和发展的电⼦设备系统。
它利⽤飞机上各种已有的传感器所提供的信号,监控飞机的状态和相对地形的位置,在出现危及飞⾏安全的情况时向飞⾏员发出警告。
但是近地警告系统也存在着缺陷,使CFIT仍时有发⽣。
针对近地警告系统存在的缺陷,发展了增强型近地警告系统EGPWS。
本⽂将对GPWS以及EGPWS 与飞⾏安全这⼀问题进⾏阐述。
关键词:GPWS 近地警告系统EGPWS 增强型警告系统CFIT 可控飞⾏撞地可控飞⾏撞地CFIT已经成为商⽤喷⽓飞机机毁⼈亡的主要原因,当飞机⽆意中撞地或坠海时就发⽣了⼀次可控飞⾏撞地(CFIT)事故。
例如:⼀架BeC99飞机机组被允许进⾏⽩天的航向道的进近。
⽬的地天⽓是700英尺散云,400英尺多云,3英⾥能见度,有雾和⾬,天⽓听起来不算太好,但对于近进来说是⾜够了。
开始进近时,不知道什么原因飞机飞错了⽅向,飞到航向道边界外⽽不是对准机场,机组没有注意到增加的距离,进近到⼀半的时候,机长意识到发⽣错误了,从舱⾳记录器听到“让我们复飞”,副驾驶回答到“下降到1100英尺”,然后就没有对话了。
两分钟后,飞机撞地,撞地点⾼度1800英尺,距机场7英⾥,机上6⼈有3⼈死于事故中。
如果飞机上装有GPWS,它会发出“PULL UP”的警告语⾳,这次事故就可能会避免。
1988年1⽉19⽇,⼀架SA227在科罗拉多,向Durango机场进近中坠毁。
飞机上9⼈遇难,8⼈⽣还。
NTSB认为“如果飞机上有GPWS,就可以警告飞⾏员飞机正在接近地⾯,从⽽避免事故。
警告系统可以提前⼤约20秒发出警告。
”1990年1⽉15⽇,⼀架SA227在向内华达Elko机场进近中坠毁。
机上13⼈遇难。
NTSB 指出,如果飞机上安装了GPWS将提供⼤约25秒的警告。
地效飞行器原理
地效飞行器原理地效飞行器,也称作地效飞行器,是一种能够在接近地表时利用地面效应来提高升力的飞行器。
它的原理基于伯努利定律和地面效应的相互作用,能够在接近地表时以更低的动力消耗实现飞行。
地效飞行器的原理十分复杂,需要结合气体动力学、流体力学、空气动力学等多个学科的知识来进行深入的研究和理解。
地效飞行器原理的基础是地面效应,即当飞行器接近地表时,地面会对飞行器下方的气流产生影响,使得气流的速度和压力发生变化。
这种变化会导致气流下方的压力增加,从而产生额外的升力,使得飞行器能够在接近地表时获得更多的升力支持。
这种现象被称为地面效应,是地效飞行器能够实现低空飞行的关键。
在地效飞行器的设计中,需要考虑多个因素来充分利用地面效应。
首先是飞行器的机翼设计,通常采用大展弦比的机翼来增加升力系数,以及采用对称翼型来减小气动阻力。
其次是飞行器的机身设计,需要考虑地面效应对机身气流的影响,减小机身气动阻力和阻力矩。
此外,还需要考虑地面效应对飞行器的操纵性和稳定性的影响,进行相应的控制系统设计和飞行性能优化。
地效飞行器的原理还涉及到气流的流动特性和地面效应对气流的影响。
在地面效应范围内,气流的速度会减小,压力会增加,从而产生额外的升力。
这种现象与伯努利定律密切相关,即在气流速度减小、压力增加的情况下,气流的动能转化为静压能,产生额外的升力。
因此,地效飞行器的原理可以理解为利用地面效应来实现气流的动能转化,从而获得额外的升力支持。
除了地面效应,地效飞行器的原理还涉及到飞行器的动力系统和控制系统。
在低空飞行时,地效飞行器需要消耗较少的动力来维持飞行,因此通常采用推进效率较高的动力系统,如涡轮螺旋桨发动机或喷气发动机。
同时,地效飞行器的控制系统需要考虑地面效应对飞行器操纵性的影响,进行相应的操纵面设计和飞行控制算法优化。
综上所述,地效飞行器的原理是基于地面效应和气流动力学的相互作用,利用地面效应来提高飞行器的升力,实现低空飞行。
飞行原理知识要点
第一章飞机和大气的一般介绍1、机翼的剖面参数:翼弦:翼型前沿到后沿的连线。
厚度:上翼面到下翼面的距离;最大厚度;最大厚度位置:最大厚度到翼型前沿的距离与弦长的比值,用百分比表示;相对厚度:(厚弦比)翼型最大厚度与弦长的比值,用百分比表示。
中弧线:与翼型上下表面相切的一系列元的圆心的连线(中弧线到上下翼面的距离相等),对称翼面中弧线与翼弦重合。
弧高:中弧线与翼弦的垂直距离;相对弯度:最大弧高与翼弦的比值,用百分比表示。
2、机翼的平面形状参数:平直机翼有极好的低速特性,便于制造;椭圆形机翼的阻力最小,但是难以制造,成本高;梯形机翼结合律矩形机翼和椭圆机翼的优缺点,具有适中的升阻特性和较好的低速性能,制造成本也较低;后掠翼和三角翼有很好的高速性能,主要用于高亚音速飞机和超音速飞机,低速性能较差翼展:机翼翼尖之间的距离;展弦比:机翼翼展与平均弦长的比值(表示机翼平面形状长短和宽窄的程度);梢根比:机翼翼尖弦长玉机翼翼根弦长的比值(表示翼尖道翼根的收缩度);后掠角:机翼1/4弦线玉机身纵轴垂直线之间的夹角(表示机翼的平面形状向后倾斜的程度)第二节大气的一般介绍空气密度减小对飞行的影响:真空速不断增大、发动机效率降低空气压力降低的线性变化规律:高度上升8.25(27ft)米气压降低1hPa;高度上升1000ft 气压降低1inHg;高度上升11米气压降低1mmHg空气温度降低的线性变化规律:高度上升1000米温度下降6.5°高度上升1000ft温度降低2°湿度越大,空气的密度越小(水蒸气是干空气重量的62%);相对湿度,露点(反映空气中水汽含量的多少,假如空气中水汽含量多,温度降低很少—相对较高的温度就可以达到饱和,露点就高),气温露点差:就是实际气温与露点的差值,反映空气的潮湿程度中低空高度每升高1000米真空速比表速约大5%;气温升高5°速度增大1%第二章低速空气动力学第一节低速空气动力学基础1、飞机的相对气流:相对于飞机运动的空气流,方向与飞行速度方向相反。
地效飞行器原理
地效飞行器原理
地效飞行器,也被称为弹簧式飞机或地面效应机,利用了地面效应原理来实现飞行。
其原理是利用大规模的地表或水面接触下,产生的气体动力学效应来提供升力和推进力。
地效飞行器主要运行在高度低于其翼展的1至2倍的高度上,通常在10到50米之间。
在这个高度范围内,由于地表的限制使得气体动力学效应扩散,形成了一个称为地面效应的区域。
在地面效应区域内,气体动力学效应的能量损失较小,产生了更高的升力和推进力。
当地效飞行器接近地表时,气体在飞行器下方的压力区域会增加。
由于高压区域的存在,飞行器的翼下方的气流速度减小,使得压力上升,产生升力。
而在飞行器尾部,气流的速度增加,形成了推进力。
这种压力和速度的变化使得地效飞行器在地表附近具有较高的升力和推进力。
地效飞行器的翼型通常为扁平椭圆形,这种翼型有利于在地面效应区域内产生更强的升力。
此外,飞行器的机身通常被设计成具有较小的阻力和较高的升力系数,以增加飞行效率。
由于地效飞行器的翼展较大,需要在相对较低的高度上飞行,所以其使用范围通常局限在平坦的地面或水面上。
地效飞行器在交通运输、救援、军事侦察等领域有着广泛的应用前景。
它具有灵活性高、速度快、载荷大等特点,可以在短时间内覆盖大面积。
不过,地效飞行器的飞行高度和速度受到一定的限制,且在起飞和降落时需要较长的距离。
无人机仿地飞行原理
无人机仿地飞行原理无人机仿地飞行原理无人机是一种能够在没有人操控的情况下进行飞行任务的飞行器。
其独特的飞行原理是仿地飞行,也称为地面效应飞行。
地面效应是指飞行器在接近地面时,受到地面附近气流的影响而产生的一种较大升力。
这种升力主要来源于飞行器与地面之间的气流互动,其中包括地面反射的气流、地面摩擦产生的气流以及地面附近的气流湍流。
无人机通过利用地面效应来实现低空飞行,具有以下几个特点:1. 降低能耗:由于地面效应的存在,无人机在近地飞行时,可以减小发动机输出的功率,节约能源。
这在长时间飞行任务中尤为重要,可以延长无人机的飞行时间和作业范围。
2. 提高升力:地面效应能够增加飞行器的升力系数,使其在低空飞行中获得更大的升力。
这使得无人机能够在限制较小的空间中进行飞行,如城市、山区、海岸线等复杂环境。
3. 提高稳定性:地面效应使无人机接近地面时受到地形的限制,类似于飞行器在水面上飞行时的稳定性。
这使得无人机更加稳定,能够更好地完成任务,如侦察、巡航、拍摄等。
无人机实现仿地飞行原理主要通过以下几个方面的技术支持:1. 机翼设计:为了能够更好地利用地面效应,无人机的机翼设计通常较短,具有较大的升力系数。
短而宽的机翼可以提供更大的抗风扰能力,有助于稳定飞行。
2. 推力布局:为了减小发动机对地面的影响,无人机的推力布局一般会倾斜,将发动机的推力主要作用于无人机的前部,以减小对地面的依赖。
此外,还可以通过修改进气道来改善气流引导,进一步提高地面效应利用率。
3. 气动控制:无人机在仿地飞行中需要更精确的控制,以适应地面效应的变化。
通过使用先进的气动控制技术,如气动稳定器、舵面调整、反升力装置等,可以实现更好的飞行控制和敏捷性。
总结起来,无人机仿地飞行原理是利用地面效应来提供额外的升力和稳定性,实现低空飞行任务的一种飞行方式。
通过合理的翼型设计、推力布局和气动控制,无人机可以在复杂环境中完成各种任务,如农业作业、环境监测、救援行动等。
军用飞机俯冲式降落的原理
军用飞机俯冲式降落的原理
军用飞机的俯冲式降落是一种紧急情况下的着陆方式,通常用于战斗或紧急救援等场合。
其原理是利用飞机的重力加速度俯冲下降,通过控制飞机的姿态和速度,在接近地面时快速拉起机头,进入水平飞行,最终安全着陆。
具体来说,俯冲式降落的步骤如下:
1.先飞到目标着陆区域上方,在安全高度以上进行飞行。
2.在适当的位置和高度开始俯冲降落,使飞机以较高速度向下俯冲。
3.在接近地面前,减小俯冲角度,使飞机俯冲的速度减慢。
4.当飞机接近地面时,快速拉起机头,进入水平飞行状态。
5.在适当的位置和速度下,进行着陆。
俯冲式降落需要有足够的高度、速度和安全空间,同时需要飞行员具备较高的技能和经验,才能保证着陆的安全和稳定。
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近地飞行的安全飞行原理分析
摘要飞机每次必经的地面滑跑与近地飞行过程为事故的高发段。
本文从起飞和
着陆阶段的安全飞行原理和飞机性能角度着手进行研究,在起飞和着陆阶段提出
了应该掌握的技术难点和相应的安全措施,尽量减少近地飞行阶段的飞行事故和
降低飞行事故风险。
关键词:航空事故、近地飞行、起飞滑跑、安全原理、飞行技术
引言
地面滑行和近地飞行阶段是事故的高发段。
在这两个飞行阶段中,机组工作多,飞行员的工作负担重;飞机速度小,高度低,飞行状态变化快;外界条件复杂,可能遇到的特殊问题最多,是航空飞行器最容易发生重大事故的阶段,因此,对飞行安全来说,这个阶段是值得特别注意的,也一直是全球民航业的关注的热点。
一、飞行事故概况
国际上,据相关统计,近年来,民用航空运输飞行事故发生在进近着陆阶段
的共有287起,占民用运输航空飞行事故总数的46%。
而在这287起事故中,有108起发生在起始进近阶段;82起事故发生在航空器五边最后进近和中间进近阶段;97起事故发生在航空器着陆阶段[1]。
纵观上述民用运输航空飞行事故发生时所处飞行阶段,我们发现当航空器离
地起飞段和刚收襟翼/缝翼的初始爬升阶段的所用飞行时间虽然只占航班整个飞行时间的2%甚至更少,但在该飞行阶段发生航空飞行事故的总数却占据总飞行事
故数量的20.6%;占航空器在起始进近、中间进近、最后进近和着陆阶段的飞行
时间虽然只占整个航班飞行时间的4%甚至更低,但在该飞行阶段发生航空飞行
事故的总数却占据总飞行事故数量的49.1%。
从中国民航总局空管局下发不安全事件的信息统计从1950年到1999年8月
底统计的在起飞,进近着陆(含复飞)阶段所发生的事故占到68%,基本上与国际
相同[2]。
二、起飞阶段安全分析
2.1 正常起飞安全分析
航空器的起飞过程,是一个物理高加速度的加速过程。
业界将其细分为起飞
滑跑、离地和上升三个阶段。
先用喷气式飞机大多采用前三点式布局。
该布局方
式在滑跑中具有较好的方向稳定性,但该布局方式由于其固定的空气动力学限制——航空器小迎角姿态带来的小升力系数,所以航空器需要较大的离地速度才能
产生足够的升力以供航空器起飞离地。
但是在实际偏离定常飞行状态的扰动运动中,俯仰姿态、飞行轨迹和空速都
可能偏离预定值。
70年代中期,由一系列重大低空风切变事故引发的大量分析、研究表明,这种严格控制空速的操纵逻辑,不利于飞行轨迹控制,削弱了飞机穿
越风切变区的能力。
当然,这里决不是说可以忽视空速,相反,建议的标准操作技术,要求密切
注视空速的变化。
若上升速度在飞行稳定后仍偏离预定值,应适当调整所保持的
目标俯仰角,以使速度接近预定值。
但在受到扰动时,还是要首先修正俯仰姿态
偏差,不能忽略俯仰姿态,而忙于严格保持速度。
2.2 中断起飞安全分析
起飞滑跑后,由于多种原因,均需要航空器驾驶员及时准确的做出判断:继
续起飞还是中断起飞。
航空器驾驶员在中断起飞时的操作与该阶段发生的事故有着极大的联系,是
该阶段发生事故的决定性因素。
根据调查,航空器中断起飞时发生的事故中,有58%的事故都是发生在航空器滑跑速度已达到V1速度(起飞决断速度,允许航空器驾驶员开始中断起飞操作时航空器的最大速度)的情况下开始中断起飞的。
可见,V1后中断起飞是造成中断起飞冲出跑道事故的一个重要因素,中断起飞晚是造成飞机冲出跑道事故的主要原因[3]。
一旦决定中断起飞,首先将飞机由起飞状态改变到制动状态,因为加速过程
已用掉了约60%的跑道(这是指V1时开始中断起飞),中断起飞需要在剩下的40%跑道上将飞机停下,故应用上飞机的全部制动能力。
尽快使用最大刹车压力,立即张开减速板并使用最大反推。
三、进近着陆阶段安全分析
在“最危险的11分钟”内,降落前的8分钟比起飞的3分钟更容易发生事故,
原因在于飞机正处于进近阶段。
由于进近阶段是一个飞行速度不断减小、航空器
空气动力不断降低带来航空器机动性能逐渐变弱的阶段,所以在这个飞行阶段中,航空器驾驶员必须严格按照标准程序要求实施仪表进近,规范操作,只有这样才
能更好地避免飞行事故的发生,确保飞行安全[4]。
3.1 视觉错觉对进近的影响
要防止错觉的不利影响,机组在目视进近中,不能只靠目视线索,必须交叉
检查升、降速度表等飞行仪表,看对应于经过风速修正的飞行速度(地速),下
降率是否合适等来保证延正常下滑到下滑。
3.2 入口速度对进近的影响
选择适当的进场速度(跑道入口速度)是确保着陆安全的重要环节。
如果选
用的进场速度过小,常会造成过早接地、接地重或拉平不够等问题。
如果进场速
度过大则会增加冲出跑道的危险。
3.3 进近程序稳定性
稳定进近是指飞机在进近过程中,其航迹和下滑轨迹平滑、飞机构形和姿态
稳定、进近速度和进近高度适宜。
3.4 着陆阶段安全操作
航空器着陆,一般采用收小油门,稳定下滑角度的方法下降。
而机组将拉平后,由于此时航空器速度仍然较大,不能立即接地着陆,需要在离地0. 5~1. 0
米高度上继续减速,这个过程就是平飘。
在这个阶段,航空器驾驶员仍需不断调
整航空器俯仰姿态,增大机头迎角来加大航空器的升力,使升力近似于飞机重力,让飞机缓慢下沉。
3.5 复飞
航空器复飞是一般采用全动力的方式进行,其过程主要为断开仪表进近着陆
系统的引导,调整航空起油门至最大位置(TO GA),拉升升降舵使航空器上升
高度并重新进近。
而从操作方式上来看,正常情况下航空器复飞方式分为多种。
另外特殊情况下还有航空器单发飞行(ETOPS)时和带故障飞行时的复飞[5]。
航空器单发飞行(ETOPS)时的复飞难点在于动力不足,这也是非常危险的。
单发飞行造成航空器的方向偏转力矩较大,若此时航空器发生复飞操作,配合航
空器蹬舵不及时则特别容易造成航空器以大角度发生侧滑,在本身就是低高度飞
行时引起航空器滚转,严重危及飞行安全。
航空器带故障飞行时发生的复飞更具备危险性。
因为航空器本身就是带故障
飞行,所以为确保在复飞动作时航空器本身的结构和气动性安全,对航空器复飞
过程中的速度和坡度都有较为严格的限制。
针对航空器不同类型飞行故障时发生
的复飞,飞行手册中都有及其明确的表述和规定,因此在发生上述情况时,航空
器驾驶员必须清晰的判断航空器故障类型从而进一步采取安全有效的复飞动作。
四、结论
安全工作永无止境,确保安全是维系民航发展的基础,是民航工作的生命线。
在新世纪的今天,我们要继续毫不动摇地坚持“安全第一”的方针,认真总结几十
年来的经验教训,锲而不舍,努力开创安全工作和局面,为21世纪中国民航的
全面发展打下坚实的基础。
参考文献
[1] 杨春生、孟昭荣,危险的11分钟,中国民航出版社,2000。
[2] 英国民航局,全球重大事故回顾,中国民航总局航空安全办公室,1999。
[3] Boeing 737, 1990 Flight Operational Safety Seminar, Takeoff Rotation Techniques.
[4] 刘汉辉等,安全飞行原理,中国民航出版社,1993。
[5] 兰秀清,进近着陆意识检查单. 中国民航飞行学院学报,2001,12 (2) :8~11。