民航基础第二章
第一节 飞 行 原 理
3. 诱导阻力
诱导阻力是伴随着升力的产生而产生的。如果没有升
力,就没有诱导阻力。飞机的诱导阻力主要是由机翼产生
的。当机翼产生升力时,根据作用力与反作用力的原理, 升力的反作用力由机翼作用到气流上,方向向下,所以使
气流向下转折一个角度,使原来的迎角减小,因而导致升
力也向后倾斜一个角度。此升力在水平方向有一个投影分 量,即为诱导阻力。诱导阻力的大小与机翼的平面形状、
第二节 飞机的基本结构
(3) 摇臂式起落架。 摇臂式起落架的主要特点是机轮通过可转动的摇臂与
减震器的活塞杆相连。减震器也可以兼做承力支柱。
(4) 浮筒式起落架。 浮筒式起落架应用于水陆两用飞机上。由于水陆两用
飞机需要能够安全降落在水上和陆上,因此浮筒式起落架
除了设有普通可收缩的机轮外,还设有专门在水上降落、 不能收回的浮筒,浮筒式起落架的机轮收回在浮筒之内。
尾的工作原理相似。垂尾翼面的前半部分通 常是固定的,称为垂直安定面;后半部分铰
接在垂直安定面后部,可操纵其偏转,称为
方向舵。根据垂尾的数目,飞机可分为单垂 尾、双垂尾、三垂尾和四垂
起落架是飞机下部用于起飞降落
或地面(或水面)滑行时支撑航空器
并用于地面(或水面)移动的附件装 置。现代的大型民航客机的起落架主
要受到向上的升力、向
下的重力、向前的推力 和向后的阻力四种力的
作用,如图2-1所示。
通常将升力和推力视为 正向力,将重力和阻力
视为负向力。
图2-1 飞机飞行中作用在飞机上的力
第一节 飞 行 原 理
1. 流体连续性定理
流体连续性定理的三个基本假设是:流体无须抵抗与 窗口壁之间的黏性力,即流体为非黏性;流体为不可压缩 的,即其密度不变;高速流动不会导致湍流的出现,即流 体是稳定的。 基于以上三个假设,可以得出:当流体以稳定的流速 在管道中流动时,流体流速与横截面积的大小成反比,即 流体在变截面积的管道中流动时,在截面积大的地方流速 低,在截面积小的地方流速高。流体连续性定理说明了流 体的流速与管道横截面积之间的关系。
全部的升力效应,同时,阻力会大幅增加。
第一节 飞 行 原 理
3. 流过机翼表面的气流速度
对升力和阻力的影响流过机 翼表面的气流速度增加,可以导 致升力和阻力的增加。升力和阻 力的变化量与流过机翼表面的气 流速率变化量的平方成正比。
第一节 飞 行 原 理
4. 大气密度对升力和阻力的影响
升力和阻力与大气密度有直接 的关系:当大气密度增加时,升力 和阻力增加;当大气密度减小时, 升力和阻力减小。大气密度受气压、 温度和湿度的影响。
民航基础
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第二章 民航航空器
飞行原理
飞机的基本结构 飞机动力装置 航空仪表 飞行性能 民用飞机的发展及主要制造商
总体要求
◎了解飞行基本原理。
◎理解升力产生的原理。
◎了解飞机的基本结构。 ◎了解航空发动机的分类及各自的工作原理。 ◎理解各种航空仪表的作用。 ◎掌握飞行的五个阶段。
要包括四个部分:起落架舱、制动装
置、减震装置和收放装置。
第二节 飞机的基本结构
1. 布置方式
起落架的布置方式分为前三点式和后
三点式。前三点式是指主起落架在飞机重
心之后,飞机头部安装前起落架。后三点 式是指主起落架在飞机重心之前,机尾装
有后起落架或尾轮。现代大型民航客机大
部分都采用前三点式起落架。
第二节 飞机的基本结构
力,因此,经常将发动机比作飞机的“心脏”。 发动机的性能在很大程度上决定了航空技术的发
展水平。从历史上看,航空技术的每次重大进展
都离不开发动机技术的发展。
第三节 飞机动力装置
二 、 活塞式航空发动机
活塞式发动机是利用汽油与空气混合,在密闭的
容器(气缸)内燃烧并膨胀做功的机械。活塞式发动
机身上。机身可分为三个主要部分:驾驶 舱、客舱和货舱。机身的前头部分是用来
控制飞机的驾驶舱;中部是用来装载乘客、
货物、燃油及各种必需设备的客舱或货舱; 机身的后部与尾翼相连。
第二节 飞机的基本结构
二 、 机翼
机翼是产生升力、使飞机升空的主要 部件。在现代客机上,飞机的油箱和起落
架舱也通常连接于机翼上。根据机翼在机
翼剖面形状、展弦比及升力的大小有关,椭圆形平面形状
和大展弦比的机翼的诱导阻力较小。
第一节 飞 行 原 理
4. 干扰阻力
由于飞机飞行过程中气流流动时的
相互干扰,在飞机各部件间产生干扰阻
力。为了减少干扰阻力,通常在部件连 接处加装流线型的整流片,使得连接处
圆滑过渡,尽可能减少涡流的产生。
第一节 飞 行 原 理
空气的物理特性之一就是黏性。当气流流过飞
机表面时,由于空气的黏性,空气与飞机表面产生
摩擦,阻滞空气的流动,由此产生的阻力称为摩擦 阻力。摩擦阻力的大小取决于空气黏性、飞机表面
的物理状态及同气流接触的飞机表面面积的大小。
空气的黏性越大,飞机表面越粗糙,飞机与空气的 接触面积越大,摩擦阻力就越大。
第一节 飞 行 原 理
方向的分量即为升力,如图2-3所示。
第一节 飞 行 原 理
图2-3
机翼受力图
第一节 飞 行 原 理
三 、 重力
重力是将所有物体铅直向地心吸引的向下的力。飞 机的重心是飞机上所有重量的集中点,也是整个飞机的 平衡点,如果将一架飞机从重心位置吊起,飞机会处于 平衡状态。 重心位于飞机的纵向中心线上,并靠近机翼的升力 中心。重心的位置由飞机所装载货物的位置和重量决定。 由于重心位置直接影响飞机的稳定性与性能,因此,确 定飞机重心的位置至关重要。
五 、 影响升力和阻力的因素
影响航空器升力和阻力的因素包括机
翼面积、翼型、流过机翼表面的气流速度
和大气密度。由于当升力增加时阻力也随 之增加,升力减小时阻力也减小,因此,
上述任一因素的变化都会影响升力和阻力
之间的关系变化。
第一节 飞 行 原 理
1. 机翼面积对升力和阻力的影响
作用在机翼上的升力和阻力 与机翼面积成正比。在其他条件 不变的情况下,如果机翼面积增 加1倍,机翼所产生的升力和阻力 也将增加1倍。
第一节 飞 行 原 理
二 、 升力
根据流体连续性定理,流过上表面和下表面的气流在
机翼前缘分离后,将在相同的时间到达机翼后缘并会合。
由于机翼上表面的弯曲较大,气流流经上表面所经过的距 离要比流经下表面的长,流过机翼上表面的气流速度比流
过下表面的气流速度更快。根据伯努利定理可知,下表面
产生的向上的压力要大于上表面产生的向下的压力,故在 机翼上下表面产生了压力差,该压力差在垂直于相对气流
第二节 飞机的基本结构
教学要求
◎了解航空器的分类。 ◎掌握飞机的主要组成部分。
第二节 飞机的基本结构
根据产生升 力方式的不同,
航空器分为轻于
空气的航空器和 重于空气的航空
器两类,具体内
容如图2-4所示。
图2-4 航空器的分类
第二节 飞机的基本结构
一 、 机身
机身是飞机的主体,并连接着机翼和
尾翼。现代民航运输机的起落架也连接在
第一节 飞 行 原 理
空中客车公司的A380是一架最大起飞重量为
560吨的庞然大物,这个比空气重的“铁鸟”是
如何打破重力法则,自由自在地翱翔在13000米 的高空的呢?其原因有两个方面:装有能够产生
升力的机翼和尾翼;装有可以产生足够动力的发
动机。
第一节 飞 行 原 理
一 、 基本概念
飞机在空中飞行主
2. 构成形式
(1) 构架式起落架。 构架式起落架的主要特点是通过承力构架将机轮与机 翼或机身相连。承力构架中的杆件及减震支柱都是相互铰接 的,它们只承受轴向力(沿各自的轴线方向)而不承受弯矩。 (2) 支柱式起落架。
支柱式起落架的主要特点是减震器与承力支柱合二为
一,机轮直接固定在减震器的活塞杆上。减震支柱上端与机 翼的连接形式取决于收放要求。
2. 压差阻力
气流流过物体的过程中,在物体前面,气流受 到阻挡,流速减慢,压力增大;在物体后面,由于 气流分离形成涡流区,压力减小。这样,在物体的 前后便产生了压力差,形成阻力。这种由于前后压 力差所形成的阻力称为压差阻力。压差阻力同物体 的迎风面积、形状和在气流中的位置都有很大关系。 为了减小压差阻力,在飞机设计和制造过程中,常 将飞机暴露在气流中的所有部件都做成流线型。
身上安装的部件和形式,可以把飞机分成 下单翼飞机、中单翼飞机和上单翼飞机。
早期的飞机多为双翼机或三翼机,现代的
民航运输机多为下单翼飞机。
第二节 飞机的基本结构
三 、 尾翼
1. 水平尾翼
水平尾翼也称平尾,是飞机纵向平衡、稳定和操纵的
翼面。平尾左右对称地安装在飞机尾部。翼面前半部通常
是固定的,其所在的平面称为水平安定面;翼面后半部铰 接在水平安定面的后面,可操纵其上下偏转,称为升降舵。
两个时期:第一时期是从莱特兄弟的首次飞行开始到第
二次世界大战结束为止,这一时期使用的是活塞式发动 机;第二个时期是从第二次世界大战结束至今,这一时
期涡轮发动机取代了活塞式发动机,处于主导地位。
第三节 飞机动力装置
飞机是比空气重的航空器,因此需要消耗自 身动力来获得升力。飞机的自身动力来自飞机的
发动机,发动机的不停运转保证飞行的速度和升
第一节 飞 行 原 理
2. 翼型对升力和阻力的影响
机翼上表面的弯曲度越大,产生的升力越
大。高升力机翼的上表面都有较大的凸起的弯
度,下表面有向上凹进的弯度。大多数飞机的 机翼上安装有襟翼装置,当襟翼放下时,能增
加机翼上表面的弯曲度和机翼下表面的凹进弯
度,其作用是增加机翼的升力。机翼结冰时会 改变翼型形状,可能会导致飞机丧失部分甚至