北航14年6月《航空航天概論》考核要求new

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1、北航《航空航天概論》考核要求1.飛機(jī)的氣動(dòng)布局形式有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)述各布局形式的特點(diǎn)。（20分）答：分類：主要有常規(guī)布局、無尾布局、鴨式布局、三翼面布局和飛翼布局。特點(diǎn)：常規(guī)布局自從萊特兄弟發(fā)明第一架飛機(jī)以來，飛機(jī)設(shè)計(jì)師們通常將飛機(jī)的水平尾翼和垂直尾翼都放在機(jī)翼后面的飛機(jī)尾部。這種布局一直沿用到現(xiàn)在，也是現(xiàn)代飛機(jī)最經(jīng)常采用的氣動(dòng)布，因此稱之為“常規(guī)布局”。20多年前，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在機(jī)翼前沿根部靠近機(jī)身兩側(cè)處增加一片大后掠角圓弧形的機(jī)翼面積，就可以大為改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的升力。這增加的部分在我國一般叫做“邊條”。新式戰(zhàn)斗機(jī)很

2、多都采用這種布局，如俄羅斯的米格－29、蘇－27、美國的F－22、F－16、F－18等。只要看到一型飛機(jī)采用了邊條的設(shè)計(jì)，就可推測(cè)到這型飛機(jī)是強(qiáng)調(diào)近距離格斗性能，適合大迎角、大過載機(jī)動(dòng)飛行的。美國的飛機(jī)一直鐘情于常規(guī)布局。雖然美國通過X－31試驗(yàn)機(jī)已經(jīng)獲得了鴨式布局設(shè)計(jì)的要領(lǐng)，但在新一代戰(zhàn)斗機(jī)F－22亮相時(shí)，大家看到的仍然是常規(guī)布局。無尾布局通常說的“無尾布局”，是指無水平尾翼，垂直尾翼還是有的。這種布局，在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)就開始實(shí)用了。德國的火箭動(dòng)力戰(zhàn)斗機(jī)Me－163就是這種布局。60年代采用這種布局的飛機(jī)比較多，如法國的

3、“幻影”Ⅲ、美國的F－102、F－106、英國的“火神”式轟炸機(jī)等。在無尾布局的飛機(jī)上，副翼兼顧了平尾的作用。省去了平尾，可以減少飛機(jī)的重量和阻力，使之容易跨過音速阻力突增區(qū)，其缺點(diǎn)主要是起降性能差。無尾布局的飛機(jī)高空高速性能好，適合做截?fù)魴C(jī)用。但其低空區(qū)音速機(jī)動(dòng)性能差，不符合現(xiàn)代飛機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，正逐漸被鴨式布局所取代。鴨式布局鴨式布局，是一種十分適合于超音速空戰(zhàn)的氣動(dòng)布局。早在二戰(zhàn)前，前蘇聯(lián)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果將水平尾翼移到主翼之前的機(jī)頭兩側(cè)，就可以用較小的翼面來達(dá)到同樣的操縱效能，而且前翼和機(jī)翼可以同時(shí)產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣

4、，平衡俯仰力矩多數(shù)情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)升力。早期的鴨式布局飛起來像一只鴨子，“鴨式布局”由此得名。采用鴨式布局的飛機(jī)的前翼稱為“鴨翼”。戰(zhàn)機(jī)的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當(dāng)飛機(jī)處在大迎角狀態(tài)時(shí)加強(qiáng)機(jī)翼的前緣渦流，改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的性能，也有利于飛機(jī)的短矩起降。真正有可操縱鴨翼的戰(zhàn)機(jī)目前有歐洲的EF－2000、法國的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS－39等。這些飛機(jī)的鴨翼除了用以產(chǎn)生渦流外，還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時(shí)也可減少配平阻力、有利于超音速空戰(zhàn)。在降落時(shí)，鴨翼還可偏轉(zhuǎn)一個(gè)很大的負(fù)角，起減速板的作用。據(jù)稱，俄

5、羅斯下一代的飛機(jī)也考慮使用鴨式布局。三翼面布局在常規(guī)布局的飛機(jī)主翼前機(jī)身兩側(cè)增加一對(duì)鴨翼的布局稱為“三翼面布局”。俄羅斯的蘇－34、蘇－35和蘇－37都采用這種布局。美國在F－18上也試過這種布局，但沒有發(fā)展為生產(chǎn)型號(hào)。三翼面布局的前翼所起的作用與鴨式布局的前翼相同，使飛機(jī)跨音速和超音速飛行時(shí)的機(jī)動(dòng)性較好。但目前這種布局的飛機(jī)大多是用常規(guī)布局的飛機(jī)改裝成的。三翼面布局的缺點(diǎn)是增加了鴨翼，阻力和重量自然也會(huì)增大，電傳操縱系統(tǒng)也會(huì)復(fù)雜一些。不過這種布局對(duì)改進(jìn)常規(guī)布局戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動(dòng)性會(huì)有較好的效果。飛翼布局早在二戰(zhàn)期間，美國和德國就開

6、始研究這種布局的飛機(jī)?，F(xiàn)代采用飛翼布局的最新式飛機(jī)，就是大名鼎鼎的美國B－2隱型轟炸機(jī)。由于飛翼布局沒有水平尾翼，連垂直尾翼都沒有，只是像一片飄在天空中的樹葉，所以其雷達(dá)反射波很弱，據(jù)說B－2在雷達(dá)上的反射面積只有同類大小飛機(jī)的百分之一。過去，飛機(jī)沒有電傳操縱系統(tǒng)，也沒有計(jì)算機(jī)幫助飛機(jī)員操縱飛機(jī)，因此，飛翼式飛機(jī)的飛行控制問題一直難以解決。類似B－2這樣的飛翼布局，其空氣氣動(dòng)力效率高、升阻比大、隱身性能好，但機(jī)動(dòng)性差、操縱效能低，所以這種局面目前只適用于轟炸機(jī)。1.簡(jiǎn)述直升機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)前飛、后飛、上飛和下飛的？（20分）答：

7、直升機(jī)垂直方向上的運(yùn)動(dòng)是靠調(diào)整旋翼升力大小實(shí)現(xiàn)的，水平方向上的機(jī)動(dòng)依靠旋翼向某個(gè)方向傾斜產(chǎn)生的分力實(shí)現(xiàn)，直升機(jī)繞自身的旋轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)依靠尾部旋翼的拉力變化實(shí)現(xiàn)，這些都是針對(duì)常規(guī)的單旋翼直升機(jī)而言的。上下飛是通過控制主翼的馬力來實(shí)現(xiàn)的。前后飛是通過擺動(dòng)主翼邊上的一對(duì)副翼實(shí)現(xiàn)的，主翼不能斜傾，但副翼可以。通過副翼的調(diào)整，可是整個(gè)主翼的旋轉(zhuǎn)面與水平有個(gè)夾角，然后就形成了一個(gè)向前的分力，這樣直升機(jī)就可以前進(jìn)后退了。2.比較描述宇宙飛船和航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其用途。（20分）答：基本結(jié)構(gòu)：宇宙飛船的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、遙

8、控系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)、變軌系統(tǒng)和推進(jìn)劑等。而航天飛機(jī)基本結(jié)構(gòu)，是由一個(gè)軌道器、一個(gè)外儲(chǔ)箱和兩個(gè)固體火箭助推器所組成，通常所說的航天飛機(jī)就是指軌道器。航天飛機(jī)每飛行一次就要扔掉一個(gè)外儲(chǔ)箱，而固體火箭助推器和軌道器仍能重復(fù)使用，軌道器可以重復(fù)使用100次，助推器可重復(fù)使用20次。因此，當(dāng)前的航