航空航天飞行器基本飞行原理
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波音747-200型
32
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上 2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力 的空气动力
翼型 是指沿平行于飞机对称平面的切平面切割机翼所得到的剖面 。
33
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
翼弦和迎角
翼型最前端的点叫“前缘”，最后端的点叫“后缘”。前缘 和后缘之间的连线叫翼弦。翼弦与相对气流速度之间的源自文库角 叫迎角。
升力公式
翼型和迎角对升力的影响可以通过升力系数Cy表现出来。 总结以上因素的影响，升力的公式可写成：
0
3399
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
飞机几何外形和参数
几何平均弦长 cpj (c0 c1) / 2 展弦比
A b b2 S cpj
梢根比
c1 c0
翼型相对厚度 t t c
40
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
影响飞机升力的因素
• 机翼面积的影响 机翼面积越大，则产生的升力就越大。
7
2.1.1 大气飞行环境
散逸层
空气极其稀薄，同时又远离地面，受地球的引力作用较小，因而大气分子 不断地向星际空间逃逸。航天器脱离这一层后便进入太空飞行。
8
第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.2 空间飞行环境
航天器在外层空间飞行时所处的环境条件，称为空间飞行环境。它可 分为自然环境和诱导环境。
23
2.2 流动流体的基本规律
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。
qm VA
Δt
S1
v
1
S2
v
它表述了流体的流 速与流管截面积之 间的关系。流量一 定，也就是说在截 面积小的地方流速 大，截面积大的地 方流速小。
1v1S1 2v2S2 2
34
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
升力的产生
由于翼型作用当，气流 流过翼面时，流动通道 变窄，气流速度增大， 压强降低；相反下翼面 处流动通道变宽，气流 速度减小，压强增大。 上下翼面之间形成了一 个压强差，从而产生了 一个向上的升力。
35
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
4
2.1.1 大气飞行环境
平流层
特点是该层中的大气主要是水平方向流动，没有上下对流。
5
2.1.1 大气飞行环境
中间层
气温随高度增加而下降，空气有相当强烈的垂直运动。在这一层的顶部气 温可低至160～190K。
6
2.1.1 大气飞行环境
热层
该层空气密度极小，由于空气直接受到太阳短波辐射，空气处于高度电离 状态，温度又随高度增加而上升。
假设声速：340m/s 那么：
Ma<0.4,
为低速飞行；
1Ma = 1224Km/h
0.4<Ma<0.85, 为亚声速飞行；
0.85<Ma<1.3, 为跨声速飞行；
1.3<Ma<5.0, 为超声速飞行；
Ma>5.0，
为高超声速飞行。
18
X-43 (无人机) 9.8马赫
X-15A-2 6.72马赫，世界上最快的载人飞机
飞机几何外形和参数
圆头尖尾
尖头尖尾
对称翼型 非对称翼型
菱形翼型 平板翼型 弯板翼型
38
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
飞机几何外形和参数
• 翼展b：机翼左右翼梢之间的最大横向距离 。 • 翼弦：翼型前缘点和后缘点之间的连线 。(c0翼根弦长，c1翼
梢弦长)
• 前间缘的后夹掠角角。：0 机翼前缘线与垂直于翼根对称平面的直线之
升力的产生
机翼表面各点压力的测定
用向量法表示的机翼压强分布布图
36
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
飞机几何外形和参数
飞机的几何外形主要由机身、机翼和尾翼等主要部 件的外形共 同来组成。
垂直尾翼
方向舵
发动机
升降舵
驾驶舱
襟翼
水平尾翼 副翼
机身
机翼
37
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
粘性与摩擦阻力
大气流过物体时产生的摩擦阻力是与大气的粘性有关系的。因此飞机 飞行时所产生的摩擦阻力与大气的粘性也有很大关系。
理想流体
通常把不考虑粘性的流体（即流体内摩擦系数趋于零的流体）称为理 想流体或无粘流体。
15
2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
声速：
声速是指声波在物体中传播的速度，声波是一个振动的声源在介质中 传播时产生的疏密波。
• 相对速度的影响 相对速度越大，机翼产生的升力就越大。
• 空气密度的影响 空气密度越大，升力也就越大，反之当空气稀薄时，
升力就变小了。 • 机翼剖面形状和翼迎角的影响
机翼上产生升力的大小与机翼剖面形状有很大关系。 在一定迎角范围内，随着迎角的增大，升力也会随之增大。 当迎角超出此范围而继续增大时，则会产生失速现象。
24
2.2 流动流体的基本规律
连续性定理
它表述了流体的流 速与流管截面积之 间的关系。流量一 定，也就是说在截 面积小的地方流速 大，截面积大的地 方流速小。
25
2.2 流动流体的基本规律
低速流动伯努利定理
由能量守恒定理描述流体流速与压强之间的关系。
在管道中稳定流动的不可压缩理想流体，在管道各处的流 体动压和静压之和应 始终保持不变即：
29
2.2 流动流体的基本规律
高速气流的流动特点
超音速气流在变截面管道中的流动情况，与低速 气流相反，收缩管道将使超音速气流减速、增压； 而扩张形管道将使超音速气流增速、减压。
30
第2章航2空.航3天飞行飞器基本机飞行原的理 几何外形和作用在飞机上 的空气动力
波音747-200型
31
第2章航2空.航3天飞行飞器基本机飞行原的理 几何外形和作用在飞机上 的空气动力
10
第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.3 国际标准大气
1:标准大气压=101千帕 2:大气压随高度的升高而减小.
11
第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.2 流动流体的基本规律
2.2.1 流动的基本概念
流体是气体（如空气）和液体（如水）的统称。 流体可压缩性是指流体的压强改变时其密度和体积也改变的性质。
在研究飞行器和大气之间的相对运动时， 气体分子之间的距离完全可以忽略不计， 即把气体看成是连续的介质。这就是在 空气动力学研究中常说的连续性假设。
14
2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
粘性：
大气的粘性力是相邻大气层之间相互运动时产生的牵扯作用力，即大 气相邻流动层间出现滑动时产生的摩擦力，也叫做大气的内摩擦力。
27
2.2 流动流体的基本规律
低速流动伯努利定理
由连续性定理和伯努利方程可知，流体在变截面管道中流动 时，凡是截面积小的地方，流速就大，压强就小；凡是截面 积大的地方，流速就小，压强就大。
28
2.2 流动流体的基本规律
低速气流的流动特点
当管道收缩时,气流速度将增加，压力将减小； 当管道扩张时,气流速度将减小，压力将增加。
流线密处，表示流速大，反之则稀。
流管
流管：由一组流线围成的管状区域称为流管。
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。
20
2.2 流动流体的基本规律
空气动力
流动的基本概念
任何物体只要和空气之间产生相对运动，空气就会对它产 生作用力，这个力就是空气动力。
一般认为液体是不可压缩的，气体是可压缩的。
当气流速度较小时，压强和密度变化很小，可以不考虑大气可压缩性的影响。 但当大气流动的速度较高时，压强和速度的变化很明显，就必须考虑大气可压 缩性。
12
2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
大气的状态参数和状态方程：
气体的状态参数是指压强P、温度T和密度 ρ这三个参数。它们 之间的关系可以用气体状态方程表示，即
声速的大小和传播介质有关。在水中的声速大约为1440米/秒；而在海 平面标准状态下，在空气中的声速仅为341米/秒(1227公里/小时）。
由此可知介质的可压缩性越大，声速越小（如空气）；介质的可压缩 性越小，声速越大（如水）。
16
2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
马赫：
马赫数Ma的定义为：
飞机的升力主要是由机翼和空气的相对运动而产生的。
流线演示视频
21
2.2 流动流体的基本规律
相对运动原理
1. 只要空气和物体有相对运动，就会产生空气动力。
2. 例：有风的时候，我们站着不动，会感到有空气的力量 作用在身上；没有风的时候，如果我们骑车飞跑，也会 感到有空气的力量作用在身上。
3. 这两种情况虽然运动对象不同，但产生的空气动力效果 是一样的。前一种是空气流动，物体不动；后—种是空气 静止，物体运动。
Ma = v/a
v是飞行速度(或相对气流速度)，a是飞行高度上的当地音速。
飞行器飞行速度越大，Ma 就越大，
飞行器前面的空气就压缩得越厉害。 因此，Ma的大小可作为判断空气受 到压缩程度的指标。
超音速战斗机突破音障瞬间
17
2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
马赫：
Ma与飞行器飞行速度的关系：
自然环境：真空、电磁辐射、 高能粒子辐射、微流星体、 行星大气、磁场和引力场等
诱导环境：振动、冲击、感 应磁场、有机材料溢出物污 染等。
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.3 国际标准大气
为了准确描述飞行器的飞行性能，必须建立一个统一的标准，即 标准大气。
目前我国所采用的国际标准大气，是一种“模式大气”。它依据 实测资料，用简化方程近似地表示大气温度、密度和压强等参数的平 均铅垂分布，并将计算结果排列成表，形成国际标准大气表。
静压+动压=总压=常数
伯努利定理的应用条件：
(1) 理想流体
(2) 不可压缩流
(3) 定常流动
(4) 在所考虑的范围内，没有能量的交换
(5) 在同一条流线上或同一根流管上
26
2.2 流动流体的基本规律
低速流动伯努利定理
由连续性定理和伯努利方程可知，流体在变截面管道中流动 时，凡是截面积小的地方，流速就大，压强就小；凡是截面 积大的地方，流速就小，压强就大。
武汉大学通识课程
航空航天技术概论
武汉大学电子信息学院 光谱成像实验室
吴琼水 qswu@whu.edu.cn
1
第2章 航空航天飞行器基本飞行原理
• 2.1 飞行环境概述 • 2.2 流动流体的基本规律 • 2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气
动力
2
第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.1 大气飞行环境
飞行器在大气层内飞行时所处的环境条件，称为大气飞行环境。包围 地球的空气层(即大气)是航空器的唯一飞行活动环境，也是导弹和航 天器的重要飞行环境。
根据大气中温度 随高度的变化可 将大气层划分为 对流层、平流层、 中间层、热层和 散逸层。
3
2.1.1 大气飞行环境
对流层
大气中最低的一层，特点是其温度随高度增加而逐渐降低。
13
2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
连续性：
在研究飞行器和大气之间的相对运动时，气体分子之间的距离完全可以忽 略不计，即把气体看成是连续的介质。但飞行器所处的飞行环境为高空大 气层和外层空间，空气分子间的平均自由行程很大，气体分子的自由行程 大约与飞行器的外形尺寸在同一数量级甚至更大，在此情况下，大气就不 能看成是连续介质了。
SR-71 黑鸟 (YF-12) 3.2+马赫 ，世界上最 快的量产飞机
米格-25R Foxbat-B 3.2马赫
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2.2 流动流体的基本规律
流线
流动的基本概念
流线：分布在流场中的许多假想曲线，曲线上每一点的切线方
向和流体质量元流经该点时的速度方向一致。 v1
流场中流线是连续分布的；
v2
空间每一点只有一个确定的流速方向， 流速大 所以流线不可相交。
22
2.2 流动流体的基本规律
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。
飞机以每小时300km的速度在静止的空气中飞行，或者气流以每小时300km 的速度从相反的方向流过静止的飞机，两者的相对速度都是每小时300km。 这两种情况，在飞机产生的空气动力完全相等，所以叫做“相对运动原 理”(或可逆性原理)。
41
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
失速
超过临界迎角(或临界攻角，多数飞机为18°，即气流开始与失速机翼分离的 角度)后，翼型上表面边界层将发生严重的分离，升力急剧下降而不能保持正 常飞行的现象，叫失速。
42
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
失速
43
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上 2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力 的空气动力
翼型 是指沿平行于飞机对称平面的切平面切割机翼所得到的剖面 。
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
翼弦和迎角
翼型最前端的点叫“前缘”，最后端的点叫“后缘”。前缘 和后缘之间的连线叫翼弦。翼弦与相对气流速度之间的源自文库角 叫迎角。
升力公式
翼型和迎角对升力的影响可以通过升力系数Cy表现出来。 总结以上因素的影响，升力的公式可写成：
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
飞机几何外形和参数
几何平均弦长 cpj (c0 c1) / 2 展弦比
A b b2 S cpj
梢根比
c1 c0
翼型相对厚度 t t c
40
2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
影响飞机升力的因素
• 机翼面积的影响 机翼面积越大，则产生的升力就越大。
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2.1.1 大气飞行环境
散逸层
空气极其稀薄，同时又远离地面，受地球的引力作用较小，因而大气分子 不断地向星际空间逃逸。航天器脱离这一层后便进入太空飞行。
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.2 空间飞行环境
航天器在外层空间飞行时所处的环境条件，称为空间飞行环境。它可 分为自然环境和诱导环境。
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2.2 流动流体的基本规律
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。
qm VA
Δt
S1
v
1
S2
v
它表述了流体的流 速与流管截面积之 间的关系。流量一 定，也就是说在截 面积小的地方流速 大，截面积大的地 方流速小。
1v1S1 2v2S2 2
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
升力的产生
由于翼型作用当，气流 流过翼面时，流动通道 变窄，气流速度增大， 压强降低；相反下翼面 处流动通道变宽，气流 速度减小，压强增大。 上下翼面之间形成了一 个压强差，从而产生了 一个向上的升力。
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
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2.1.1 大气飞行环境
平流层
特点是该层中的大气主要是水平方向流动，没有上下对流。
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2.1.1 大气飞行环境
中间层
气温随高度增加而下降，空气有相当强烈的垂直运动。在这一层的顶部气 温可低至160～190K。
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2.1.1 大气飞行环境
热层
该层空气密度极小，由于空气直接受到太阳短波辐射，空气处于高度电离 状态，温度又随高度增加而上升。
假设声速：340m/s 那么：
Ma<0.4,
为低速飞行；
1Ma = 1224Km/h
0.4<Ma<0.85, 为亚声速飞行；
0.85<Ma<1.3, 为跨声速飞行；
1.3<Ma<5.0, 为超声速飞行；
Ma>5.0，
为高超声速飞行。
18
X-43 (无人机) 9.8马赫
X-15A-2 6.72马赫，世界上最快的载人飞机
飞机几何外形和参数
圆头尖尾
尖头尖尾
对称翼型 非对称翼型
菱形翼型 平板翼型 弯板翼型
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
飞机几何外形和参数
• 翼展b：机翼左右翼梢之间的最大横向距离 。 • 翼弦：翼型前缘点和后缘点之间的连线 。(c0翼根弦长，c1翼
梢弦长)
• 前间缘的后夹掠角角。：0 机翼前缘线与垂直于翼根对称平面的直线之
升力的产生
机翼表面各点压力的测定
用向量法表示的机翼压强分布布图
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
飞机几何外形和参数
飞机的几何外形主要由机身、机翼和尾翼等主要部 件的外形共 同来组成。
垂直尾翼
方向舵
发动机
升降舵
驾驶舱
襟翼
水平尾翼 副翼
机身
机翼
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
粘性与摩擦阻力
大气流过物体时产生的摩擦阻力是与大气的粘性有关系的。因此飞机 飞行时所产生的摩擦阻力与大气的粘性也有很大关系。
理想流体
通常把不考虑粘性的流体（即流体内摩擦系数趋于零的流体）称为理 想流体或无粘流体。
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
声速：
声速是指声波在物体中传播的速度，声波是一个振动的声源在介质中 传播时产生的疏密波。
• 相对速度的影响 相对速度越大，机翼产生的升力就越大。
• 空气密度的影响 空气密度越大，升力也就越大，反之当空气稀薄时，
升力就变小了。 • 机翼剖面形状和翼迎角的影响
机翼上产生升力的大小与机翼剖面形状有很大关系。 在一定迎角范围内，随着迎角的增大，升力也会随之增大。 当迎角超出此范围而继续增大时，则会产生失速现象。
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2.2 流动流体的基本规律
连续性定理
它表述了流体的流 速与流管截面积之 间的关系。流量一 定，也就是说在截 面积小的地方流速 大，截面积大的地 方流速小。
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2.2 流动流体的基本规律
低速流动伯努利定理
由能量守恒定理描述流体流速与压强之间的关系。
在管道中稳定流动的不可压缩理想流体，在管道各处的流 体动压和静压之和应 始终保持不变即：
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2.2 流动流体的基本规律
高速气流的流动特点
超音速气流在变截面管道中的流动情况，与低速 气流相反，收缩管道将使超音速气流减速、增压； 而扩张形管道将使超音速气流增速、减压。
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第2章航2空.航3天飞行飞器基本机飞行原的理 几何外形和作用在飞机上 的空气动力
波音747-200型
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第2章航2空.航3天飞行飞器基本机飞行原的理 几何外形和作用在飞机上 的空气动力
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.3 国际标准大气
1:标准大气压=101千帕 2:大气压随高度的升高而减小.
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.2 流动流体的基本规律
2.2.1 流动的基本概念
流体是气体（如空气）和液体（如水）的统称。 流体可压缩性是指流体的压强改变时其密度和体积也改变的性质。
在研究飞行器和大气之间的相对运动时， 气体分子之间的距离完全可以忽略不计， 即把气体看成是连续的介质。这就是在 空气动力学研究中常说的连续性假设。
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
粘性：
大气的粘性力是相邻大气层之间相互运动时产生的牵扯作用力，即大 气相邻流动层间出现滑动时产生的摩擦力，也叫做大气的内摩擦力。
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2.2 流动流体的基本规律
低速流动伯努利定理
由连续性定理和伯努利方程可知，流体在变截面管道中流动 时，凡是截面积小的地方，流速就大，压强就小；凡是截面 积大的地方，流速就小，压强就大。
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2.2 流动流体的基本规律
低速气流的流动特点
当管道收缩时,气流速度将增加，压力将减小； 当管道扩张时,气流速度将减小，压力将增加。
流线密处，表示流速大，反之则稀。
流管
流管：由一组流线围成的管状区域称为流管。
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。
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2.2 流动流体的基本规律
空气动力
流动的基本概念
任何物体只要和空气之间产生相对运动，空气就会对它产 生作用力，这个力就是空气动力。
一般认为液体是不可压缩的，气体是可压缩的。
当气流速度较小时，压强和密度变化很小，可以不考虑大气可压缩性的影响。 但当大气流动的速度较高时，压强和速度的变化很明显，就必须考虑大气可压 缩性。
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
大气的状态参数和状态方程：
气体的状态参数是指压强P、温度T和密度 ρ这三个参数。它们 之间的关系可以用气体状态方程表示，即
声速的大小和传播介质有关。在水中的声速大约为1440米/秒；而在海 平面标准状态下，在空气中的声速仅为341米/秒(1227公里/小时）。
由此可知介质的可压缩性越大，声速越小（如空气）；介质的可压缩 性越小，声速越大（如水）。
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
马赫：
马赫数Ma的定义为：
飞机的升力主要是由机翼和空气的相对运动而产生的。
流线演示视频
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2.2 流动流体的基本规律
相对运动原理
1. 只要空气和物体有相对运动，就会产生空气动力。
2. 例：有风的时候，我们站着不动，会感到有空气的力量 作用在身上；没有风的时候，如果我们骑车飞跑，也会 感到有空气的力量作用在身上。
3. 这两种情况虽然运动对象不同，但产生的空气动力效果 是一样的。前一种是空气流动，物体不动；后—种是空气 静止，物体运动。
Ma = v/a
v是飞行速度(或相对气流速度)，a是飞行高度上的当地音速。
飞行器飞行速度越大，Ma 就越大，
飞行器前面的空气就压缩得越厉害。 因此，Ma的大小可作为判断空气受 到压缩程度的指标。
超音速战斗机突破音障瞬间
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
马赫：
Ma与飞行器飞行速度的关系：
自然环境：真空、电磁辐射、 高能粒子辐射、微流星体、 行星大气、磁场和引力场等
诱导环境：振动、冲击、感 应磁场、有机材料溢出物污 染等。
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第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.3 国际标准大气
为了准确描述飞行器的飞行性能，必须建立一个统一的标准，即 标准大气。
目前我国所采用的国际标准大气，是一种“模式大气”。它依据 实测资料，用简化方程近似地表示大气温度、密度和压强等参数的平 均铅垂分布，并将计算结果排列成表，形成国际标准大气表。
静压+动压=总压=常数
伯努利定理的应用条件：
(1) 理想流体
(2) 不可压缩流
(3) 定常流动
(4) 在所考虑的范围内，没有能量的交换
(5) 在同一条流线上或同一根流管上
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2.2 流动流体的基本规律
低速流动伯努利定理
由连续性定理和伯努利方程可知，流体在变截面管道中流动 时，凡是截面积小的地方，流速就大，压强就小；凡是截面 积大的地方，流速就小，压强就大。
武汉大学通识课程
航空航天技术概论
武汉大学电子信息学院 光谱成像实验室
吴琼水 qswu@whu.edu.cn
1
第2章 航空航天飞行器基本飞行原理
• 2.1 飞行环境概述 • 2.2 流动流体的基本规律 • 2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气
动力
2
第2章航空航天飞行器基本飞行原理
2.1 飞行环境概述
2.1.1 大气飞行环境
飞行器在大气层内飞行时所处的环境条件，称为大气飞行环境。包围 地球的空气层(即大气)是航空器的唯一飞行活动环境，也是导弹和航 天器的重要飞行环境。
根据大气中温度 随高度的变化可 将大气层划分为 对流层、平流层、 中间层、热层和 散逸层。
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2.1.1 大气飞行环境
对流层
大气中最低的一层，特点是其温度随高度增加而逐渐降低。
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2.2 流动流体的基本规律
流动的基本概念
大气的物理性质
连续性：
在研究飞行器和大气之间的相对运动时，气体分子之间的距离完全可以忽 略不计，即把气体看成是连续的介质。但飞行器所处的飞行环境为高空大 气层和外层空间，空气分子间的平均自由行程很大，气体分子的自由行程 大约与飞行器的外形尺寸在同一数量级甚至更大，在此情况下，大气就不 能看成是连续介质了。
SR-71 黑鸟 (YF-12) 3.2+马赫 ，世界上最 快的量产飞机
米格-25R Foxbat-B 3.2马赫
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2.2 流动流体的基本规律
流线
流动的基本概念
流线：分布在流场中的许多假想曲线，曲线上每一点的切线方
向和流体质量元流经该点时的速度方向一致。 v1
流场中流线是连续分布的；
v2
空间每一点只有一个确定的流速方向， 流速大 所以流线不可相交。
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2.2 流动流体的基本规律
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。
飞机以每小时300km的速度在静止的空气中飞行，或者气流以每小时300km 的速度从相反的方向流过静止的飞机，两者的相对速度都是每小时300km。 这两种情况，在飞机产生的空气动力完全相等，所以叫做“相对运动原 理”(或可逆性原理)。
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
失速
超过临界迎角(或临界攻角，多数飞机为18°，即气流开始与失速机翼分离的 角度)后，翼型上表面边界层将发生严重的分离，升力急剧下降而不能保持正 常飞行的现象，叫失速。
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力
失速
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2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力