飞机飞行原理.ppt

第一章、飞机和大气的一般介绍
第一节 飞机的一般介绍
（一）机翼 机翼的主要功用是产生升力，以支持飞 机在空中飞行，也起一定的稳定和操纵作 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，放下襟翼能使机翼 升力增大。

（二）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，还可将飞机的其他 部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个 整体。

（五）动力装置 动力装置主要用来产生拉力或推力，使 飞机前。其次还可以为飞机上的用电设备 提供电源，为空调设备等用气设备提供气 源。

第二节 大气的一般介绍
空气的密度、温度和压力是确定空气状态 的三个主要参数。飞行中，飞机的空气动 力和大小和飞行性能的好坏都与这些参数 有关。 粘性和压缩性是空气的两种物理性质。在 飞行中，飞机之所以会受到空气阻力原因 之一就是空气有粘性。而飞机以接近音速 或者超过音速飞行时会出现阻力突增等现 象则与空气的压缩性有关。

（三）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租 成。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和 可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，并保证飞机能平稳地 飞行。

（四）起落装置 起落装置是用来支持飞机并使它能在地 面和水平面起落和停放。 陆上飞机的起落装置，大都又减震支柱 和机轮等租成。它是用于起飞、着陆滑跑， 地面滑行和停放时支撑飞机。
3．诱导阻力 伴随升力的产生而产生的阻力称为诱导阻力。诱导阻力 主要来自机翼。当机翼产生升力时，下表面的压力比上表 面的压力大，下表面的空气会绕过翼尖向上表面流去，使 翼尖气流发生扭转而形成翼尖涡流。翼尖气流扭转，产生 下洗速度，气流方向向下倾斜，形成洗流升力亦随之向后 倾斜。 日常生活中，我们有时可以看到，飞行中的飞机翼尖处拖 着两条白雾状的涡流索。这是因为旋转着的翼尖涡流内压 力很低，迹。 4.干扰阻力 飞机飞行中各部分气流互相干扰所引起的阻力称之为干 扰阻力
阻力的产生 空气动力沿气流方向的分力阻碍飞机 在空气中前进的力称为阻力，机翼的阻力 包括压差阻力、摩擦阻力和诱导阻力。



1．压差阻力 相对气流流过机翼时，机翼前缘的气流受阻，流速减慢， 压力增大；而机翼后缘气流分离，形成涡流区，压力减小。 这样，机翼前后产生压力差形成阻力。这个阻力称为 压 差阻力。 这点可以作如下理解：高速行驶的汽车后面时常扬起尘土， 就是由于车后涡流区的空气压力小，吸起灰尘的缘故。 2．摩擦阻力 在飞行中，空气贴着飞机表面流过，由于空气具有粘性， 与飞机表面发生摩擦，产 生了阻止飞机前进的摩擦阻力。

机翼表面的压力分布

机翼表面上各点的压力大小，用箭头长短表示， 凡是箭头方向朝外，表示比大气压力低的吸力 （负压力）；凡是箭头方向指向机翼表面的， 表示比大气压力高的正压。从图可以看出，由 于机翼上表面的压力所形成的升力在总升力中 占60-80%，而下表面的压力所形成的升力，只 占总升力的20-40%。所以不能认为：飞机被支 托在空中，主要是空气从机翼下面冲击机翼的 结果。

第三节 影响升力和阻力的因素







1．机翼迎角的影响 (1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后， 机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差 更大。 (2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部 的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差 (阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。 2．速度的影响 相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速 度的平方成正比。 (1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下 压力差则越大，升力就越大。 (2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就 越大，前后压力差也越大。压差阻力越大．另外由于相对速度大摩擦阻力 也随之增大。 。

第二章、飞机的升力和阻力
第一节、气流特性

气流特性是指空气在流动中各点流速、压 力、密度等参数的变化规律，气流特性是 空气动力学的重要研究课题，对飞机的飞 行原理非常重要。

空气动力：空气流过物体或物体在空
气中运动时，空气对物体的作用力称为空 气动力。如有风的时候，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，我们跑步时也感到有空气的力量 作用在身上。这是空气动力的表现形式。 再如：飞机在飞行中受到的升力和阻力也 是空气动力的表现形式。

气流：流动的空气称为气流，如风。 稳定气流和不稳定气流：所谓"稳定气流"，

就是空气流动时，空间各点上的参数不随 时间而变化。如果空气流动时，空间各点 上的参数随时间而改变，这样的气流就是" 不稳定气流"。以下几个概念及定理都是只 适用于稳定气流。


流线：在稳定气流中，空气微团流动的路
线，叫做"流线"。 流线谱：流体流过物体时整个流线组成的 图形称为流线谱。根据流线谱可从理论上 对空气动力作定性的分析。




3．空气密度的影响 空气密度越大，升力和阻力越大。升力、阻力的大小与空 气密度成正比。根据动压公式(g=1/2ρv,2)，空气密度增大后， 气流流过机翼时的动压变化大。所以机翼上下的压力差和机 翼前后的压力差变化也大4．机真的影响 (1)面积：升力和阻力与面积成正比。 (2)平面形状：机翼产生升力后出现涡流，使上翼面压强增 加，下翼面压强减小，机翼升力受到损失，并产生诱导阻力。 当机翼平面形状接近椭圆形时，升力损失最小，诱导阻力也 较小，平面形状为矩形的机翼升力损失较大，诱导阻力也较 大。而梯形机翼居 两者之间，因此椭圆形机翼空气动力性能 最好。 (3)展弦比：展弦比越大涡流影响所占的比例越小，升力损 失和诱导阻力也越小。
第二节 升力和阻力的产生
升力


升力的产生
从空气流过机翼的流线谱可以看出：相对气流流过机翼 时，分成上下两股，分别沿机翼上表面流过，而在机翼的 后缘重新汇合向后流去。因机翼表面突起的影响，上表面 流线密集，流管细，其气流流速快、压力小；而下表面流 线较稀疏，流管粗， 其气流流速慢，压力较大。因此， 产生了上下压力差。这个压力差就是空气动力(R)， 它垂 直流速方向的分力就是升力(Y)。升力维持飞机在空中飞 行。 机翼升力的着力点，即升力作用线与翼弦的交点叫压 力中心。