航模飛行原理

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1、歡迎同學(xué)們西北工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練中心張玉潔2010年3月航模飛行原理第一節(jié)基本概念一、緒論1、模型飛機(jī)：就是能夠在空中飛行的模型：速度343.92千米/小時(shí)，高度8205米，距離832.43千米，續(xù)航時(shí)間33小時(shí)39分15秒，2、無線電世界記錄（2001年）：倒飛、垂直8字、水平8字。無線電遙控飛機(jī)模型空中做特技：3、模型飛機(jī)飛行原理的研究：翼型的研究提高機(jī)翼性能的研究模型飛機(jī)穩(wěn)定性的研究模型飛機(jī)的各部分比例及配置問題螺旋槳的研究二、有關(guān)空氣的一些知識：氣體的壓力是由于氣體分子在不斷運(yùn)動(dòng)時(shí)沖擊到物體表面而產(chǎn)生的?？諝獾膲簭?qiáng)就是單位面積所受到的空氣壓力。在一密閉容器

2、內(nèi)（分子數(shù)目不變），溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越活躍，速度增大，沖擊力就大，壓力就大，壓強(qiáng)就大。1、空氣的壓強(qiáng)2、空氣的密度：大氣密度為:千克/m3大氣壓強(qiáng)：毫米汞柱大氣溫度：℃空氣的粘性隨著溫度的變化而變化，溫度越低空氣的粘性越小，溫度越高空氣粘性越大（液體相反的，液體的粘性是隨著溫度的升高而降低的）?？諝饬鬟^物體表面的時(shí)候，就像潤滑油一樣，最靠近物體表面的空氣是附著在物體表面的，離表面稍遠(yuǎn)，空氣的速度便稍大。達(dá)到一定距離后，粘性的作用就表現(xiàn)不明顯了，在這附近的氣流速度等于沒有黏性作用時(shí)的速度，所以空性的黏性作用只是明顯表現(xiàn)在物體表面薄薄的一層空氣內(nèi)，離開了這緊靠著物體

3、表面的一薄層便可以認(rèn)為空氣是沒有黏性的，這一薄層空氣成為邊界層（或附面層）。3、空氣的粘性第二節(jié)飛行器1、飛行器就是能夠離開地面飛行的裝置，在地球大氣層內(nèi)或在大氣層之外的空間（含環(huán)地球的空間、行星和行星際空間）飛行的器械。一、簡介航空器：飛機(jī)，熱氣球.按照飛行器的飛行環(huán)境和工作方式的不同，飛行器航天器：人造衛(wèi)星，宇宙飛船，空間站，航天飛機(jī)火箭和導(dǎo)彈：2、航空器（產(chǎn)生升力的基本原理）輕航空器模型就是指它的重量比同體積空氣輕的航空器。它是依靠空氣的浮力而升空的。二、輕航空器1、概念：根據(jù)阿基米德定律，任何物體在空氣中都會受到向上的浮力，這個(gè)浮力的大小等于被物體排開的空

4、氣的重量。2、升空原理：如氫氣（０．０９千克力／米３）氦氣（０．１８千克力／米３）、熱空氣。3、充入氣體4、常見的輕航空器裝有發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)裝置（螺旋槳），并且有安定面、操縱面以及裝載人或貨物的吊艙，其飛行路線可以控制。飛艇一般制造成流線型，以減少阻力。飛艇還裝有尾翼，以保證它前進(jìn)底穩(wěn)定性，并且通過尾翼操縱飛艇的方向。氣球是沒有動(dòng)力裝置而靠自然風(fēng)運(yùn)動(dòng)。飛艇5、計(jì)算氣球的直徑D氣球的體積為氣球所受到的浮力F氣球所受到的重力:球的表面積球囊的重量↓(空氣的比重ρ)↓熱空氣的比重ρ熱空氣(球囊材料單位面積的重量d)↓比較可知：Ｆ浮力〉Ｇ氣球就能夠升空Ｆ浮力〈Ｇ　　氣球就不

5、能夠升氣球的直徑是1M，空氣的比重是１.２２６千克／米３(在15℃和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的情況下)熱空氣(75℃)的比重是1.016千克／米３，球囊的材料采用煙卷紙，每平方米的重量是0.022千克力，6、舉例說明：Ｆ浮〉Ｇ氣球熱氣球能升起來三、重航空器1．概念：重航空器是指它的重量比同體積的空氣重的航空器。如飛機(jī)、滑翔機(jī)等都屬于重航空器。2．升空原理：重航空器所受的浮力比重力小得多，不可能依靠浮力升空，靠自身與空氣的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力升空飛行的。升空原理：空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)一個(gè)物體在空氣中運(yùn)動(dòng)，或者空氣從物體表面流過得時(shí)候，空氣對物體都會產(chǎn)生作用力，我們把空氣這種作用在物體上的力叫

6、做空氣動(dòng)力。一、空氣動(dòng)力：第三節(jié)空氣動(dòng)力學(xué)對于整架模型飛機(jī)來說，產(chǎn)生升力的除過機(jī)翼外，還有尾翼；產(chǎn)生阻力的除過機(jī)翼外，還有機(jī)身尾翼發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。二、空氣動(dòng)力：升力，阻力C:應(yīng)用：風(fēng)洞的設(shè)置四、空氣動(dòng)力學(xué)的幾個(gè)基本原理1、相對性原理A:現(xiàn)象B:意義2、連續(xù)性原理A:現(xiàn)象B:流線C:連續(xù)性原理流體微團(tuán)流動(dòng)時(shí)所經(jīng)過的路徑叫流線（不可壓縮流體）流體只能在通道中流動(dòng)，在單位時(shí)間內(nèi)通過通道上任何界面的流體質(zhì)量都是相等的。(S1,S2兩個(gè)截面)↓↓↓↓公式：(不可壓縮流體)（由圖可知）翼型繞流分析截面窄，流線密的地方，流體的速度快；截面寬，流線稀的地方，流體的速度慢。D:應(yīng)用(

7、不可壓縮流體)3、伯努利定律A:現(xiàn)象B:伯努利定律（能量守恒定律）當(dāng)氣體水平運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，它包括兩種能量：一種是垂直作用在流體表面的靜壓強(qiáng)的能量，另一種是由于氣體運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)壓強(qiáng)的能量，這兩種能量之和是一個(gè)常數(shù)。靜壓強(qiáng),用Ｐ表示，單位是千克力／米２；動(dòng)壓強(qiáng)用ρv2/2表示，其中ρ是空氣密度，單位是千克力／米２；Ｖ是流速，單位是米／秒。當(dāng)一股氣流，由于機(jī)翼的插入，被分成上下兩股，通過機(jī)翼以后合為一股。由于機(jī)翼上表面拱起，使得上方那股氣流的通道變窄。根據(jù)氣流連續(xù)性原理和伯努利定理可以得知，機(jī)翼上方的壓強(qiáng)比機(jī)翼下方的壓強(qiáng)小，也就是說機(jī)翼下表面受到向上的壓力比機(jī)翼上表面受

8、到向下的壓