北航課程考試《航空航天概論》考核要求

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1、北航12年6月課程考試《航空航天概論》考核要求1.飛機的氣動布局形式有哪些？請簡述各布局形式的特點。（20分）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：常規(guī)布局自從萊特兄弟發(fā)明第一架飛機以來，飛機設(shè)計師們通常將飛機的水平尾翼和垂直尾翼都放在機翼后面的飛機尾部。這種布局一直沿用到現(xiàn)在，也是現(xiàn)代飛機最經(jīng)常采用的氣動布，因此稱之為“常規(guī)布局”。20多年前，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在機翼前沿根部靠近機身兩側(cè)處增加一片大后掠角圓弧形的機翼面積，就可以大為改善飛機大迎角狀態(tài)的升力。這增加的部分在我國一般叫做“邊條”。新式戰(zhàn)斗機很多都采用

2、這種布局，如俄羅斯的米格－29、蘇－27、美國的F－22、F－16、F－18等。只要看到一型飛機采用了邊條的設(shè)計，就可推測到這型飛機是強調(diào)近距離格斗性能，適合大迎角、大過載機動飛行的。美國的飛機一直鐘情于常規(guī)布局。雖然美國通過X－31試驗機已經(jīng)獲得了鴨式布局設(shè)計的要領(lǐng)，但在新一代戰(zhàn)斗機F－22亮相時，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)時就開始實用了。德國的火箭動力戰(zhàn)斗機Me－163就是這種布局。60年代采用這種布局的飛機比較多，如法國的“幻影”Ⅲ、美國的F－

3、102、F－106、英國的“火神”式轟炸機等。在無尾布局的飛機上，副翼兼顧了平尾的作用。省去了平尾，可以減少飛機的重量和阻力，使之容易跨過音速阻力突增區(qū)，其缺點主要是起降性能差。無尾布局的飛機高空高速性能好，適合做截擊機用。但其低空區(qū)音速機動性能差，不符合現(xiàn)代飛機發(fā)展趨勢，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頭兩側(cè)，就可以用較小的翼面來達到同樣的操縱效能，而且前翼和機翼可以同時產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數(shù)情況下會產(chǎn)生負升力

4、。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的前翼稱為“鴨翼”。戰(zhàn)機的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當飛機處在大迎角狀態(tài)時加強機翼的前緣渦流，改善飛機大迎角狀態(tài)的性能，也有利于飛機的短矩起降。真正有可操縱鴨翼的戰(zhàn)機目前有歐洲的EF－2000、法國的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS－39等。這些飛機的鴨翼除了用以產(chǎn)生渦流外，還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時也可減少配平阻力、有利于超音速空戰(zhàn)。在降落時，鴨翼還可偏轉(zhuǎn)一個很大的負角，起減速板的作用。據(jù)稱，俄羅斯下一代的飛機也考慮使用鴨式布局。三翼面布局在常

5、規(guī)布局的飛機主翼前機身兩側(cè)增加一對鴨翼的布局稱為“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。三翼面布局的前翼所起的作用與鴨式布局的前翼相同，使飛機跨音速和超音速飛行時的機動性較好。但目前這種布局的飛機大多是用常規(guī)布局的飛機改裝成的。三翼面布局的缺點是增加了鴨翼，阻力和重量自然也會增大，電傳操縱系統(tǒng)也會復(fù)雜一些。不過這種布局對改進常規(guī)布局戰(zhàn)機的機動性會有較好的效果。飛翼布局早在二戰(zhàn)期間，美國和德國就開始研究這種布局的飛機?，F(xiàn)代采用飛翼布局的最新式飛機，就是大名鼎鼎

6、的美國B－2隱型轟炸機。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，所以其雷達反射波很弱，據(jù)說B－2在雷達上的反射面積只有同類大小飛機的百分之一。過去，飛機沒有電傳操縱系統(tǒng)，也沒有計算機幫助飛機員操縱飛機，因此，飛翼式飛機的飛行控制問題一直難以解決。類似B－2這樣的飛翼布局，其空氣氣動力效率高、升阻比大、隱身性能好，但機動性差、操縱效能低，所以這種局面目前只適用于轟炸機1.簡述直升機是如何實現(xiàn)前飛、后飛、上飛和下飛的？（20分）直升機垂直方向上的運動是靠調(diào)整旋翼升力大小實現(xiàn)的，水平方向上的機動依靠旋翼向某個方向

7、傾斜產(chǎn)生的分力實現(xiàn)，直升機繞自身的旋轉(zhuǎn)機動依靠尾部旋翼的拉力變化實現(xiàn)，這些都是針對常規(guī)的單旋翼直升機而言的。上下飛是通過控制主翼的馬力來實現(xiàn)的。前后飛是通過擺動主翼邊上的一對副翼實現(xiàn)的，主翼不能斜傾，但副翼可以。通過副翼的調(diào)整，可是整個主翼的旋轉(zhuǎn)面與水平有個夾角，然后就形成了一個向前的分力，這樣直升機就可以前進后退了。2.比較描述宇宙飛船和航天飛機的基本結(jié)構(gòu)及其用途。（20分）結(jié)構(gòu)：宇宙飛船基本的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)、變軌系統(tǒng)和推進劑等。用途：宇宙飛船，是一種運送航天員、貨物到達太空并安全返回的一

8、次性使用的航天器。它能基本保證航天員在太空短期生活并進行一定的工作。它的運行時間一般是幾天到半個月，一般乘2到3名航天員。結(jié)構(gòu)：航天飛機基本結(jié)構(gòu)，是由一個軌道器、一個外儲箱和兩個固體火箭助推器