航空航天概论总复习20181(1)

压差称为作用在机翼上的空气动力。
空气动力合力在垂直于气流速度方向上
的分量就是机翼的升力，其合力的作用点叫 做压心
（3）作用在飞机上的空气动力
（a）升力
升力的计算公式：
Y
源自文库
1 2
C
y
v
2
S
对于某一种翼型，通 过实验可以获得升力系 数与迎角的关系曲线， 即Cy—α曲线。
（a）升力
影响飞机升力的因素 机翼面积的影响 相对速度的影响 空气密度的影响 机翼剖面形状和迎角的影响
（一）机翼的几何形状
（2）机翼平面形状参数
翼展：机翼翼尖两端点之间的距离，也叫展长，以“L”表示。
根梢比：翼根弦长和翼梢弦长的比值。
展弦比：展长和平均气动 力弦长之比;以λ表示，即： λ=L/ bba
后掠角：机翼与机身轴线之
间的夹角，以χ 来表示。
（1）机翼平面形状参数
上反角或下反角：飞机处于水平状态时，机翼与水平面的夹 角。机翼向上为上反角，向下为下反角。
2003年10月15日9时整，神舟五 号载人飞船发射成功，将中国第 一名航天员杨利伟送上太空。
载人飞船
推进舱 返回舱
轨道舱
我国独立研制的第一种多用途喷气式无人机
为了使机械动力飞行获得成功，需要解决两个主要的问题：（1）飞行器 动力和升力的问题；（2）飞行器飞行控制(稳定和操纵)的问题。
1783年，法国蒙哥尔菲兄弟的热气球的升空，实现了人类自古以来的飞行 之梦，是人类在征服天空的道路上迈出的第一步。
六十年代初，美国
宇航局提出了“阿波 罗登月计划”。经过 八年的艰苦努力，连 续发射10艘不载人的 阿波罗飞船之后，终 于在1969年7月16日 发射成功载人登月的 阿波罗11号飞船
1971年4月，前苏联成功发射了世界上 第一个试验性载人空间站———“礼炮”1 号空间站。这标志着人类的航天活动从规 模小、飞行时间短的载人飞船进入到规模 较大、飞行时间较长的空间应用探索与试
（a）升力：失速
（a）升力：失速
因为攻角过大，机翼上表面的气流不能维持平滑的流动， 气流一绕过前缘很快就开始分离，产生流向不定的杂乱 无章的流动。这种流动状态使机翼上表面的压力加大， 升力也就很快下降了。这种现象叫做“失速”。
（a）升力：失速
随着迎角的增大，升力也随之增大，但当迎角增大到一 定程度时，气流从机翼前缘开始分离，升力突然下降， 阻力突然增大，这种现象就叫“失速”，失速刚刚开始 时对应的迎角叫失速临界迎角。
激波强度：
波阻的大小与激波的强度有关，即激 波强度越大，波阻就越大。
正激波的强度总是大于斜激波的强度； 且激波面越倾斜，激波强度就越小。
形状影响
当M＞1时： 若物体头部圆钝，在物体前面将形成
脱体正激波，而沿上下两端逐渐倾斜 成斜激波。 若物体头部尖削，形成附着于物体头 部的斜激波。
局部激波和临界马赫数
机翼迎角：翼弦和相对来 流之间的夹角。
（3）作用在飞机上的空气动力
（a）升力
（3）作用在飞机上的空气动力
（a）升力
•
通常，机翼翼型的上表面凸起较多而
下表面比较平直，再加上有一定的迎角。这
样，从前缘到后缘，上翼面的气流流速就比
下翼面的流速快；上翼面的静压也就比下翼
面的静压低，上下翼面间形成压力差，此静
压差阻力
运动着的物体前后由于压力差而形成的阻力叫 做压差阻力。
影响压差阻力的因素
物体的迎风面积 物体的形状（整流罩、流线型）
起飞着陆时打开扰流板，增大阻力，降低着陆滑跑距离
诱导阻力
诱导阻力是翼面所独有的一种阻力，它是伴随 着升力的产生而产生的，因此可以说它是为了产生升 力而付出的一种“代价”。
验阶段。
1981年4月12 日美国第一架实 用航天飞机哥伦 比亚号从卡纳维 拉尔角起飞，历 时54.5小时，绕地 球36圈后安全返 回。
外挂贮箱
储存推进剂、不可回收
轨道器
载人
助推器
固体火箭、可重复使用
1970年4月24日，中国第一颗人造地 球卫星“东方红1号”从酒泉卫星发射中 心升空，向全世界宣布中国已进入宇宙空 间。
1 2
v2S
Cx
C x
kC
2 y
Cx 为零升阻力系数，包括摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力和激波阻力
kC
2 y
为升致阻力系数，包括诱导阻力
低速飞机阻力的产生及减阻措施
按阻力产生的原 因，飞机低速飞行时 的阻力一般可分为：
•摩擦阻力 •压差阻力 •诱导阻力 •干扰阻力
影响摩擦阻力的因素
空气的粘性 飞机表面的形状（光滑程度） 同气流接触的飞机表面积的大小（浸润面积） 附面层中气流的流动情况
1.第一宇宙速度又称为环绕速 度，地面上为7.9公里/秒，轨 道为圆环
2.第二宇宙速度又称为脱离速 度。地面上为11.2公里/秒，轨 道为抛物线
3.第三宇宙速度又称为逃逸速 度。地面上为16.7公里/秒，轨 道为双曲线
地球同步静止轨道的轨道倾角为 0°
§3.1航空器飞行性能
§3.1.1飞机飞行性能 速度性能 高度性能 续航性能 机动性能 敏捷性 起飞着陆性能
大气环境
对流层和中间层（或热层）中的空气存在着强烈的对 流运动 平流层内大气只有水平运动（水平风） 能见度较好，喷气式旅客机大多在对流层顶至此层内 飞行。 质量为空气质量的1/4。 极光现象通常出现在电离层大气中
飞行相对运动原理
流动气体的基本规律
连续性方程
1s1v1= 2s2v2 = 3s3v3 =……=const. 即： s v = const.
根据航空器产生升力的原理，航空器可分为 两大类：轻于空气的航空器和重于空气的航空器。
航空器
轻于空气的航空器
气球 飞艇
重于空气的航空器
固定翼航空器 旋翼航空器
扑翼机 倾转旋翼机
飞机 滑翔机 直升机 旋翼机
空气静力航空器—旋翼机
直升机的分类
直升机可以按照平衡旋翼反扭矩的不同方式 进行分类。
航天器的分类
当流体不可压缩时，
即： = const. 时：
有：s v = const.
流动气体的基本规律
伯努利方程 管道中以稳定的速度流动的流体，若流体不
可压缩，且与外界无能量交换，则沿管道各点 的流体的动压与静压之和等于常量。
伯努利方程
p+1/2 v2 = P = const.
大气的物理性质
马赫数
马赫数的大小可以作为判断空气受到压缩程度的
流速减小 静压增加
流速增加 静压减小
低速、亚音速和超音速流动的区别 拉瓦尔喷管工作原理
Ma < 1 Ma＝1
Ma > 1
流速增加 静压减小
流速增加 静压减小
（一）机翼的几何形状
（1）机翼翼型及其参数 翼型：机翼的横剖面形状。 翼型厚度：指上下翼面在垂直于翼弦方向的距离，其中最大
者成为最大厚度。 中弧线：翼型厚度中点的连线。 翼弦：翼型前缘点与后缘点间的连线。 翼型弯度：中弧线与翼弦之间的最大距离。
（a）升力：增加升力的主要措施
增升装置的增升原理
目前所使用的增升装置的增升原理主要有 三类： ①增大翼型弯度； ②增大机翼面积； ③控制机翼上的附面层，推迟气流的不利分离。
增升装置的主要作用
增升装置的主要功用是在起飞降落时增加机翼的 升力，从而降低飞机的离地和接地速度，缩短起飞和 降落滑跑距离。
（a）升力：常用的增升装置
2007年，我国自主研制的第一颗月球探测卫星嫦娥1号 发射成功，这标志 着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。2013年12月中国发射了第一个无 人登月探测器嫦娥三号。
2011年9月29日，我国发射了第一个目标飞行器 天宫一号，11月1日又发 射了航天飞船神舟八号 ，之后两个航天器共进行了两次对接。
2012年6月18日，神舟九飞船与天宫1号目标飞行器首次载人交会对接成 功，刘洋成为我国第一个进入太空的女航天员。
第二次世界大战期间，德国研制成功了V-2弹道导弹。 戈达德为宇宙航行奠定了技术基础，被公认为现代火箭之父。 我国自行研制的第一架大型喷气客机Y10于1980年首飞成功。 安225目前世界上起飞重量最大的运输机 米26是目前世界上现役起飞重量最大的直升机 中国明代学者万户在一把座椅背后安装了47支火箭，将自己绑在座椅前尝
(1) 选择题 40分 (2) 判断题 10分 (3) 选择填空题 25分 (4) 简答题 25分
5
试题内容与分值
1.发展史与分类 （约占10%）
2.原理性能品质 （约占50%）
3.结构
（约占22%）
4.机载、导航 （约占8%）
5.发动机
（约占10%）
6
以下内容 需重点掌握
7
§1.1 飞行器分类
指标。
Ma v a
其中v为空速，飞机相对于空气的飞行速度，a为当 地音速。
低速、亚音速和超音速流动的区别 低速流动
流速增加 静压减小
流速减小 静压增加
低速、亚音速和超音速流动的区别 亚音速流动 v s= C
流速增加 静压减小
流速减小 静压增加
低速、亚音速和超音速流动的区别 超音速流动 v s= C
增升装置的主要种类
目前所使用的增升装置的种类主要有：
简单襟翼 分裂襟翼 开缝襟翼 后退襟翼 前缘襟翼 克鲁格襟翼 前缘缝翼
（a）升力：常用的增升装置
增升装置的主要种类
目前所使用的增升装置的种类主要有：
简单襟翼 分裂襟翼 开缝襟翼 后退襟翼 前缘襟翼 克鲁格襟翼 前缘缝翼
阻力的产生及减阻措施
Q
Cx
试了火箭飞行。虽然壮烈牺牲，但被后世认为是世界上第一个试图利用火 箭升空飞行的人。 J6是我国自行制造的第一种超音速喷气式战斗机 1783年，法国物理学家查理制作了世界上第一个氢气球并飞行成功。 中国于2017年04月20日成功发射了货运飞船天舟一号，并成功完成与天 宫二号首次推进剂在轨补加试验。 美国“勇气号”行星探测器于2004年1月4日胜利登陆火星
飞行器是指能在地球大气层内外空间飞行的 器械。通常按照飞行环境和工作方式，把飞行器 分为三类：
——航空器：指在大气层内飞行的飞行器。 ——航天器：指主要在大气层外空间飞行的 飞行器。 ——火箭和导弹：都属于一次性使用的飞行 器，可在大气层内或大气层外飞行。
航空器的分类 ——1 按产生升力的原理分类
翼梢小翼
干扰阻力
干扰阻力就是飞机各部分之间由于气流相互干 扰而产生的一种额外的阻力。
激波
当飞机以等音速或超音速飞行时，在其前面也 会出现由无数较强的波迭聚而成的波面，这个波面就 称为激波。
激波特性：
激波是一层受到强 烈压缩的空气层。
气流通过激波时， 压强、密度、温度 突然增加，而速度 却大大降低。
（一）速度性能
最大平飞速度：飞机水平直线平衡飞行时，在一 定飞行距离内（一般不小于３千米），发动机推力在 最大状态下，飞机所能达到的最大飞行速度。
临界马赫数小于1。
减小激波阻力措施
尖锐头部、细长机身 小展弦比机翼 大后掠机翼提高临界马赫数
§2.2.5 空气动力学试验装置
直流式风洞
低速风洞与模型实验要求
回流式风洞
对试验模型的要求 －－ 几何相似；运动 相似；动力相似，即模型实验的雷诺数要与飞 机飞行的雷诺数相等。
§2.3.1 天体运动——宇宙速度
1903年，莱特兄弟驾驶他们成功制造的世界上第一架载人动力飞机进行试 飞。这架飞机采用了双层机翼带鸭翼的气动布局。
1968年，苏联首先试飞了超声速旅客机图-144。 由南京航空航天大学研制的延安二号，是我国自行研制的第一架直升机。
由南京航空航天大学研制的长空一号，是我国独立研制的第一种多用途喷 气式无人机
局部激波 当飞机的飞行速度达到一定值但还未达到音速时，
飞机上某些部位的局部流速却已达到或超过了音速。 于是，在这些局部超音速区首先开始形成激波。这种 在飞机的飞行速度尚未达到音速而在机体表面局部产 生的激波称之为“局部激波”。
临界马赫数
飞机开始产生局部激波所对应的飞行马赫数称 为“临界马赫数”。
临界马赫数／临界速度是亚音速飞行和跨音速 飞行的分界点。
1957年10月4日，世界上第一 颗人造地球卫星“斯普特尼克1号” 由前苏联从拜科努尔发射场升空。
１９６１年４月１２ 日，前苏联宇航员加加林 乘坐“东方”１号宇宙飞 船在最大高度为３０１公 里的轨道上绕地球一周， 历时１小时４８分钟，于 上午１０时５５分降落在 苏联境内，完成了世界上 首次载人宇宙飞行，实现 了人类进入太空的愿望。
《航空航天概论》 总复习
1
考试
安排及注意事项
2
考试时间:2017年12月17日 18：30-20：00
考试地点:
3
试题形式与分值 (A卷)
1.选择题 30题 （共30分） 2.判断题 15题 （共15分） 3.选择填空题30空 （共30分） 4. 综合题 4题 （共25分）
4
试题形式与分值 (B卷)