飞行原理

飞行原理

低速飞机翼型前缘较圆鈍

高速飞机翼型前缘较尖

平直机翼有极好的低速特性

椭圆机翼诱导阻力最小

梯形机翼矩形加椭圆优点，升阻比特性和低速特性

后掠翼、三角翼------ -------- ------ 高速特性

基本术语：

翼弦---翼型前沿到后沿的连线弦。

相对厚度（厚弦比）----翼型最大厚度与弦长的比值。

翼型的中弧曲度越大表明翼型的上下表面外凸程度差别越大。

翼展---机翼翼尖之间的距离。

展弦比---机翼翼展与平均弦长的比值。

飞机展弦比越大，诱导阻力越小。

后掠角---机翼1／４弦线与机身纵轴垂直线之间夹角。后掠角为了增大临界马赫数。

迎角---- 相对气流方向与翼弦夹角。

临界迎角---升力系数最大时对应的迎角。

有利迎角---升阻比最大时对应的迎角。

阻力

阻力=诱导阻力+废阻力

诱导阻力：

1.大展弦比机翼比小展弦比机翼诱导阻力小。

2.翼梢小翼可以减小飞机的诱导阻力。

3.诱导阻力与速度平方成反比。

废阻力：

废阻力=压差阻力+摩擦阻力+干扰阻力

1.摩擦阻力：

飞机表面积越大或表面越粗糙，摩擦阻力也越大。

2.压差阻力：

与迎风面积、机翼形状、迎角有关。

3.干扰阻力：

废阻力大小与速度的平方成正比。

总阻力是诱导阻力和废阻力之和。

在低速（起降）时诱导阻力占主要，在高速（巡航）时废阻力占主导。

诱导阻力=废阻力时，总阻力最小，升阻比最大。

放下起落架，升阻比减小。

增升装置----前缘缝翼+后缘襟翼

前缘缝翼：

位于机翼前缘，延缓机翼气流分离，提高最大升力系数和临界迎角。

在迎角较小时打开，会降低升力系数。

只有在接近临界迎角时打开，才能起到增升的作用。有的飞机装有“翼尖前缘缝翼”，其主要作用是在

大迎角下延缓翼尖部分的气流分离，提高副翼的效能，改善飞机横侧稳定性和操纵性。

后缘襟翼：简单襟翼+开缝襟翼+后退襟翼+后退开缝襟翼+前缘襟翼

1.简单襟翼—改变了翼型弯度—升阻比降低。

2.开缝襟翼—机翼弯度增大；最大升力系数增大

多，临界迎角降低不多。

3.后退襟翼—增大了机翼弯度和机翼面积，增升

效果好，临界迎角降低较少。

4.后退开缝襟翼（查格襟翼+富勒襟翼）—兼有

后退襟翼和开缝襟翼优点。

5.前缘襟翼—一方面减小前缘延缓气流分离；另

一方面增大了翼型弯度。使最大升力系数和临

界迎角得到提高。

增升装置通过三个方面达到增升目的：

一是增大翼型弯度，提高机翼上、下压强差，从而增大升力系数。

二是延缓上翼面的气流分离，提高临界迎角和最大升力系数。

三是增大机翼面积，从而增大升力系数。

机动飞行中的空气动力

陡升速度---上升角最大的速度。

上升率与剩余功率成正比。

快升速度---上升率最大的速度。

逆风（顺风）使相同表速上升角增大（减小），上升率不变。

重量增加，最大上升率和上升角减小。

下降：

下滑角与升阻比成反比。（不受重量影响）

转弯：

载荷因数----总升力与重力之比。

载荷因数取决于转弯坡度。

协调转弯：转弯时坡度与转弯速度间的关系可以通过侧滑仪小球反应出来。（小球反应转弯质量）

转弯半径和转弯速度：

坡度一定时，转弯半径与速度平方成正比。

相同坡度、真空速对应的转弯角速度和转弯半径是相同的。（与飞机型号、重量等无关）。

副翼反效现象：

高速飞行时由于翼展过大，飞机向与操作相反的一侧滚转。这种现象叫做副翼反效。

造成副翼反效根本原因是翼展过大导致的翼尖部位刚度过小。所以大翼展飞机都设计有内外副翼。低速时使用外侧副翼；高速时气动力较大，则使用内侧副翼。

失速和螺旋：

飞机刚进入失速时的速度称为失速速度用Vs表示。

在飞行手册上，常用Vs1表示特定构型下的失速速度或最小稳定飞行速度。常用Vso表示飞机在着陆状态下的失速速度或最小稳定飞行速度。

失速的根本原因：

飞机的迎角超过临界迎角。

螺旋的原因：

飞机超过临界迎角后机翼自转引起的。

螺旋桨的拉力

概念：

桨弦---桨叶前缘、后缘的连线。

旋转面--是桨叶旋转所画的平面。

桨叶角—桨弦与旋转面的夹角。

变距---桨叶角的变化。变距的目的是改变螺旋桨转速；前推变距桨叶角减小，后拉变距桨叶角增大。

螺旋桨拉力变化：

增压式发动机，油门一定，在额度高度下，高度增加，拉力增大；额度高度上，高度增加，拉力减小；

吸气式发动机，高度增加，拉力减小。

在油门、高度一定时，速度增加，螺旋桨拉力减小；速度减小，拉力增大；

在速度、高度一定时，油门增大，螺旋桨拉力增大；油门减小，拉力减小。

螺旋桨三种情况下产生负拉力：

1.发动机正常，速度过大而油门比较小。

2.发动机正常，速度不大而油门过小。

3.发动机空中停车。

产生负拉力的根本原因桨叶迎角是负迎角。

空中停车：立即顺桨；无顺桨装置，拉变距到最后，减小负拉力。

螺旋桨的副作用

1.螺旋桨的进动：

螺旋桨形成的绕另一轴的转动。

2.螺旋桨的反作用力矩：

右转螺旋桨飞机，螺旋桨反作用力矩力图使飞机向左滚转。

3.螺旋桨的滑流扭转作用：

右转螺旋桨飞机，滑流扭转力矩力图使飞机机头左偏转。

4.螺旋桨因素：

右转螺旋桨飞机的螺旋桨因素使飞机左偏。

飞机的稳定性

静稳定性：

指飞机从受扰动偏离原平衡状态，是否具有自动恢复原平衡状态的趋势特性。

如果飞机具有趋向回到原平衡状态的趋势，称飞机具有正静稳定状态。

如果飞机趋向于进一步的偏离原平衡状态，称飞机具有负静稳定状态。

静稳定状态条件：产生稳定力矩。

负静稳定性和中立静稳定状态不是希望的特性。

动稳定性：

扰动—偏离—振幅逐渐减小—恢复，称飞机具有正动稳定性。

扰动—偏离—振幅越来越大—偏离，称飞机具有负动稳定性。

摆幅既不增大也不减小—称中立动稳定性。

动稳定性条件：扰动过程中产生削弱扰动运动的阻尼力矩。

纵向（俯仰）稳定性：

俯仰稳定性的作用是保持迎角不变。

为了使飞机具有俯仰稳定性，飞机的重心必须位于焦点之前。

飞机的纵向稳定性主要由平尾提供。

重心越靠前，稳定性越强。但飞机的配平阻力增大，同时要求机翼产生更大升力。

横向稳定性：

飞机的横向稳定性主要由机翼的上反角和后掠角提供。方向稳定性：

飞机的方向稳定性主要由垂尾提供。

横向稳定性与方向稳定性的关系：

飘摆——主要原因是飞机横侧稳定性相对过强。

螺旋不稳定性——方向稳定性相对过强。

影响稳定性的主要因素：

重心位置：

重心靠前，俯仰稳定性越强，方向稳定性有所增加，但不明显。

重心前后移动，对横侧稳定性无影响。

速度：速度增大，稳定性越强（阻尼力矩增大）。

高度：高度增加，稳定性减弱（阻尼力矩减小）。

翼尖涡流：

飞机的尾流主要是翼尖涡流。

飞机的尾流要完全消散约需2分钟。

从正后方进入前机尾流，飞机下降率增大，上升率减小；

从正后方进入前机的一个翼尖涡流，飞机出现急剧滚转。

预防：

保持比前机稍高的高度；

保持在前机的上风飞行；

小飞机落地时，接地点在前机落地点之前；

飞行性能

真速TAS

指示空速（表速）IAS

平飞所需拉力和所需功率：

所需拉力随速度的变化规律：

速度增大，拉力先减小，随后又增大；最小阻力对应的速度称为“最小阻力速度”（有利速度）；以最小阻力速度（有利速度）巡航，航程最大。

所需功率随速度的变化规律：

速度增大，功率先减小，随后又增大；最小功率对应的速度称为“最小功率速度”（经济速度）以经济速度巡航，航时最长。

满油门下的可用拉力与所需拉力相等时对应的速度为平飞最大速度；

v—G图（表速、载荷因数）