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1、航空飛行器飛行定義及原理一、飛行器的分類:1.輕于空氣的航空器輕于空氣的航空器包括氣球和水艇。他們的升空和飛行是靠空氣的浮力或靜力。與船漂浮在水面上一樣,都遵循阿基米德原理,即浸沒在流體中的物體受到包圍它的流體的一種浮力作用,其浮力的大小等于該物體所排出的同體積流體的重力。氣球由氣囊和吊籃(吊艙)組成,分為熱氣球和氫氣球(氦氣球),主要用于高空探測和科學實驗研究。氣球沒有動力裝置,升空后只能隨風飄動或被系留在固定位置上。飛艇又稱可操縱氣球,飛行路線可以控制。它由巨大的流線艇體、裝載人或物的吊艙、起穩(wěn)定控制作用的安定面和操縱面以及推進裝置四部分組成,主要用來運輸、旅游和航空運動。2
2、.重于空氣的航空器重于空氣的航空器是自身與空氣之間的相對運動產(chǎn)生的升力升空飛行的。這種航空器主要有兩類;固定翼航空器和旋翼航空器。前者包括飛機和滑翔機,后者包括直升機和旋翼機。飛機是依靠由動力裝置產(chǎn)生前進推力(或拉力)、由固定機翼產(chǎn)生升力,在大氣層中飛行的航空器?;铏C在飛行原理與構造形式上與飛機基本相同,只是它沒有動力裝置和推進裝置,一般由彈射或拖拽升空,然后靠有利熱氣流(位能轉(zhuǎn)變動能)繼續(xù)飛行。直升機是已動力驅(qū)動的旋翼作為主要升力來源,能垂直起落的航空器。在重于空氣的航空器中,固定翼飛機和直升機是兩種獲得廣泛應用的航空器。二、飛機的功能和結構1.飛機的功能飛機按其功能可分為軍
3、用飛機、民用飛機和科研飛機三大類。在軍用飛機包括殲擊機(戰(zhàn)斗機)、轟炸機(攻擊機)、軍用運輸機、偵察機預警機、電子對抗機、反潛機、空中加油機和救護機等。軍用飛機的功能主要是完成空中攔擊、偵查、轟炸、攻擊、預警、反潛、電子干擾、軍事運輸?shù)热蝿铡\娪蔑w機的種類繁多,發(fā)展最迅速,新技術應用也最快。民用飛機是指非軍事用途的飛機,包括商業(yè)用的旅客及和貨運飛機,它們已成為一種快速、方便、舒適、安全的交通運輸工具;還有以下通用航空中使用的飛機,如用于農(nóng)業(yè)作業(yè)、護林造林、救災、醫(yī)療救護、空中偵測和體育活動等。2.飛機的結構(1)機體機體包括機翼、機身及尾翼部件1.1機翼機翼是飛機產(chǎn)生升力的主要部
4、件。通常在機翼上有用于橫向操縱的副翼和擾流片,機翼前后緣部分還設有各種形式的襟翼,用于增加升力和改變機翼升力的分布。1.2尾翼尾翼通常在飛機尾部,分為水平尾翼和垂直尾翼兩部分。個別飛機的尾翼設計成V形,它兼起縱向和航向穩(wěn)定,操縱的作用,稱為V形尾翼。一般水平尾翼由水平安定面和升降舵組成,垂直尾翼由垂直安定面和方向舵組成。1.3機身機身處于飛機的中央,它將機翼、尾翼、動力裝置和起落架等部件連成一個整體,構成飛機,機身主要用于容納人員、貨物、武器和設備等。但是機身并不是飛機不可缺少的部件,早期飛機僅有一個連接各部件的構架,這樣的機身在初級滑翔機或超輕型飛機上還可以見到。后來為了減少阻
5、力,發(fā)展成為流線外形的機身,并用以容納人員以及設備和貨物等體積較大的物體。如果飛機足夠大,能將人員、貨物和燃油等全部裝在機翼內(nèi)部,則可以取消機身,成為飛翼式飛機,簡稱飛翼。(2)起落架起落架是飛機起飛,著陸滑跑和在地面(或水面)停放時支持飛機的裝置,一般由承力支柱、減震器、帶剎車的機輪(或滑橇)和收放機構組成。在低速飛機上用不可回收的固定式起落架以減輕重量,在支柱和機輪上有時裝整流罩以減小阻力。在陸地上或艦上起落的飛機用機輪,在冰上或雪地起落的飛機用滑橇代替機輪,浮筒式水上飛機代之以浮筒。(3)操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)包括駕駛桿、腳蹬、拉桿、搖臂或鋼索和滑輪等。駕駛桿控制升降舵(或全動水
6、平尾翼)和副翼,腳蹬控制方向舵。為了改善操縱性和穩(wěn)定性,現(xiàn)代飛機操縱系統(tǒng)中還配備有各種助理系統(tǒng)(液壓的和電動的)、穩(wěn)定裝置、電傳操縱系統(tǒng)和自動駕駛儀等。(4)動力裝置動力裝置包括產(chǎn)生推力的發(fā)動機和保證發(fā)動機正常工作的所需的附件和系統(tǒng),期中包括發(fā)動機的啟動、操縱、固定、燃油、滑油、散熱、防火、滅火、進氣和排氣裝置或系統(tǒng)?,F(xiàn)代飛機上應用最多的是渦輪風扇發(fā)動機、渦輪噴氣發(fā)動機和渦輪螺旋槳發(fā)動機。(5)機載設備機載設備包括飛行儀表、通信、導航、環(huán)境控制、生命保障和能源供給等設備以及與飛機用途有關的一些機載設備,如戰(zhàn)斗機的武器和火控系統(tǒng)、客機的客艙生活服務設施等。不同類別的航空器,其構成情
7、況有所不同。如滑翔機,則無動力裝置,對飛艇,升力是靜浮力,而直升機的升力由旋翼產(chǎn)生,因此它們均無機翼。但總的來說,其組成情況是類似的。三、飛機的飛行原理1.伯努利定律飛機是如何翱翔在天際的,首先要明白一個定理,即伯努利定理。在一個流體系統(tǒng),比如氣流、水流中,流速越快,流體產(chǎn)生的壓力就越小,這就是被稱為“流體力學之父”的丹尼爾·努利1738年發(fā)現(xiàn)的“伯努利定理”。伯努利定理的內(nèi)容是:由不可壓、理想流體沿流管作定常流動時的伯努利定理知,流動速度增加,流體的靜壓將減?。环粗?,流動速度減