飞行器环境、气流特性

4.可压缩性： 可压缩性： 可压缩性
①定义：气体受压其密度和体积改变的特性称为 定义： 气体的可压缩性。 气体的可压缩性。 当低速飞行（ 因密度变化很小， ②当低速飞行（M≤0.4）时，因密度变化很小， ） 可忽略其压缩性。 可忽略其压缩性。 当高速飞行（ ＞ ） 因密度变化很大， ③当高速飞行（M＞0.4）时，因密度变化很大， 不可忽略其压缩性。 不可忽略其压缩性。
数的变化规律。
2.稳定气流：空气在流动中各点的v、p、ρ等参 稳定气流： 、 稳定气流
数不随时间变化而变化。
3.不稳定气流：空气在流动中各点的v、p、ρ 不稳定气流： 、 不稳定气流
等参数随时间变化而变。
4.流 线：稳定气流中，空气微团流动的路线 流 5.流 管：稳定气流中，相邻两条流线组成的图形 流
流管
气流流过汽车的情形
6.流线谱：若干流线形成的图形。 流线谱：若干流线形成的图形。 流线谱
图2.3 翼剖面的 流线谱
图2.4 圆柱体 的流线谱
连续性定理(Continuous) §2.2.3 连续性定理
当流体稳定的流过一条粗细不等的管 道时，管道细的地方流速快， 道时，管道细的地方流速快，管道粗的地 方流速慢。 方流速慢。
二、标准大气：（见表2—1） 标准大气：（见表 ：（见表 ）
所谓国际标准大气，简称 所谓国际标准大气，简称ISA，就是人为地规 ， 定一个不变的大气环境， 定一个不变的大气环境，作为计算和试验飞机的统 一标准。 一标准。
国际标准大气指定的依据： 国际标准大气指定的依据： 国际民航组织以北半球中纬度地区大气物理性 质的平均值修正建立的。 质的平均值修正建立的。
5、散逸层（800—2500KM） 、散逸层（800—2500KM）
特点： 特点： 地球大气层的最外一层； ① 地球大气层的最外一层； 受地球引力小， ② 受地球引力小，大气分子不断向星际 空间逃逸。 空间逃逸。
现代民用客机多在海拔11km左右飞行。 现代民用客机多在海拔11km左右飞行。 11km左右飞行
强：物体单位面积上所受气体的压力。 物体单位面积上所受气体的压力。 单位： 单位：公斤 / 平方厘米
3.黏性： 黏性： 黏性
来自百度文库
黏性实验
结 论：
1.流动空气的分子间具有内摩擦力，即黏力 黏力。 黏力 2.气流流过物体，在物体表面其速度会降为零，然 后随着与物体距离的增加，速度增大，直到与原 来速度相同。 紧贴物体表面的这层气流称为附面层。 紧贴物体表面的这层气流称为附面层。 附面层
影响飞行的因素： 影响飞行的因素： ① 气温 ② 气流 ③ 气象
§2.1.2 大气的物理特性与标准大气
一、大气的物理特性 1.连续性：在40㎞以下，随H↑--- ρ↓---气体分子 连续性： 连续性 ㎞以下， 气体分子 距↑，尽管如此，它与飞机的外形尺寸 ，尽管如此， 相比可忽略不计故我们把气体看成是连 续的介质这就是连续性假设。 续的介质这就是连续性假设。 2.压 压
§2.1、2.2 作业
1.大气层共分为哪五层？其个层的特点如何？ 大气层共分为哪五层？其个层的特点如何？ 大气层共分为哪五层 2.现代民用客机多在什么高度飞行？ 现代民用客机多在什么高度飞行？ 现代民用客机多在什么高度飞行 3.区分气体是否可压缩的标志是什么？ 区分气体是否可压缩的标志是什么？ 区分气体是否可压缩的标志是什么 4.国际标准大气指定的数值和依据事什么？ 国际标准大气指定的数值和依据事什么？ 国际标准大气指定的数值和依据事什么 5.什么是稳定气流和不稳定气流？ 什么是稳定气流和不稳定气流？ 什么是稳定气流和不稳定气流 6.什么是流线、流管和流线谱？ 什么是流线、 什么是流线 流管和流线谱？
第二章 飞机的飞行原理
§2.1
飞行器的飞行环境
§2.1.1 大气层
若以气温变化为基准，则可将大气分为对流层、 若以气温变化为基准，则可将大气分为对流层、 平流层、中间层、电离层、和散逸层等五层。 平流层、中间层、电离层、和散逸层等五层。
1、对流层（变温层）0—11KM 对流层（变温层）
特点： 特点： 空气水蒸气多， H↑而 ①空气水蒸气多，P、ρ、T、a随H↑而↓ 风向、 ② 风向、风速经常变化 空气上下对流激烈（既有水平又有垂直方向） ③ 空气上下对流激烈（既有水平又有垂直方向） 有云、 ④ 有云、雨、雾、雪等天气现象
§2.2 气流特性
§2.2.1 相对运动原理
相对运动原理
作用在飞机上的空气动力取决于飞机 和空气之间的相对运动情况，而与观察、 和空气之间的相对运动情况，而与观察、研究 时所选用的参考坐标无关。 时所选用的参考坐标无关。
§2.2.2 稳定气流
1.气流特性：空气在流动中各点的v、p、ρ等参 气流特性： 、 气流特性
2、平流层（11—50KM） 平流层（11—50KM）
特点： 特点： ① 空气中没有水蒸气 ② 风向稳定，空气水平流动(无垂直流动） 风向稳定，空气水平流动(无垂直流动） 11—20KM内为同温层 均值内为同温层， ③ 11—20KM内为同温层，均值-56.5℃ ④无云、雨、雪、雹，能见度好，空气阻力小 能见度好， 无云、 ⑤现代喷气客机多在这一层底(11-12KM)飞行 现代喷气客机多在这一层底(11 12KM)飞行 (11-
3、中间层 50—80KM） 中间层（50—80KM） 中间层
特点： 特点： ① 气温随高度增加先升高后降低 ② 空气在垂直方向有强烈对流
4、电离层（80—800KM） 电离层（80—800KM）
特点： 特点： ① 气温随高度升高迅速上升
5、散逸层 空气能吸收、反射、 ② 空气能吸收、反射、折射无线电波
截面Ⅰ 截面Ⅰ 截面Ⅱ 截面Ⅱ v1 v2 A2 ρ2
A1 ρ1 图2.7 气流在不同管径中流速的变化
§2.2.4 伯努利定理
流体在流动时， 流体在流动时， 流速快的地方压力小， 流速快的地方压力小， 流速慢的地方压力大。 流速慢的地方压力大。
丹尼尔●伯努力 丹尼尔●伯努力——（1700-1782）瑞士科学家 （ ）
国际标准大气规定： 国际标准大气规定： 1、海平面高度： H=0 、海平面高度： 2、海平面气温： T=（273+15）K 、海平面气温： （ ） 3、海平面气压： P=101325Pa 、海平面气压： 4、海平面密度： ρ=1.2250㎏/m3 、海平面密度： ㎏ 5、音 a=341m/s 、 速： 6、对流层高度为11km或36089ft 、对流层高度为 或 7、对流层内标准温度递减率：每增加 、对流层内标准温度递减率：每增加1km温度递减 温度递减 6.5℃，或每增加 温度递减2℃ ℃ 或每增加1000ft温度递减 ℃ 温度递减 8、从11－20km之间的平流层气温为常温：-56.5℃ 之间的平流层气温为常温： 、 － 之间的平流层气温为常温 ℃