飞行力学知识点

最大飞行速度飞机在某高度上以特定的重量和一定的发动机工作状态进行等速水平直线飞行所能达到的最大速度称为飞机在该高度上的最大平飞速度各个高度上的最大平飞速度中的最大值称为飞机的最大平飞速度最小平飞速度指飞机在一定高度上能作定直平飞的最小速度实用静升限飞机以特定的重量和给定的发动机工作状态做等速直线平飞时还具有最大上升率为5ms或05ms的飞行高度理论静升限飞机以特定的质量和给定的发动机工作状态能够保持等速直线平飞的飞行高度也就是上升率等于零的飞行高度飞机的航程飞机携带的有效载荷在标准大气及无风情况下沿预定航线飞行耗尽其可用燃油所经过的水平距离包括上升和下滑的水平距离飞机的航时飞机携带的有效载荷在标准大气及无风条件下按照预定航线飞行耗尽其可用燃油所能持续的飞行时间飞机的过载作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比称为过载上升率飞机以特定的重量和给定的发动机工作状态进行等速直线上升时在单位时间内上升的高度也称上升垂直速度定常运动运动参数不随时间而改变的运动飞机的平飞需用推力飞机在某一高度以一定的速度进行等速直线平飞所需要的发动机推力铰链力矩作用在舵面上的气动力对舵面转轴的力矩称为铰链力矩最短上升时间以最大上升率保持最快上升速度上升到预定高度所需要的时间小时耗油率飞机飞行一小时发动机所消耗的燃油质量公里耗油率飞机飞行一公里发动机所消耗的燃油质量飞机的最大活动半径飞机由机场出发飞到目标上空完成一定任务后再飞回原机场所能达到的最远距离飞机的焦点当迎角变化时气动力对该点的力矩始终保持不变这样的特殊点称为机翼的焦点尾旋当飞机迎角超过临界迎角时飞机同时绕三个机体轴旋转并沿小半径的螺旋轨迹急剧下降的运动升降舵平衡曲线在满足力矩平衡Mz0条件下升降舵偏角与飞机升力系数之间的关系极曲线反应飞行器阻力系数与升力系数之间的关系的曲线机体坐标系平行于机身轴线或机翼的平均气动原点位于飞机的质心Oxb轴在飞机的对称面内弦线指向前Ozb轴也在对称面内垂直于Oxb轴指向下Oyb轴垂直于对称面指向右书上版是固联于飞机并随飞机运动的一种动坐标系它的原点O位于飞机的质心Oxt轴与翼弦或机身轴线平行指向机头为正Oyt轴位于飞机对称面内垂直于Oxt轴指向上方为正Ozt轴垂直飞机对称面指向右翼为正翼载荷飞机重力与及面积的比值纵向静稳定力矩由迎角引起的那部分俯仰力矩称之为纵向静稳定力矩航向静稳定性飞行器在平衡状态下受到外界非对称干扰而产生侧滑时在驾驶员不加操纵的条件下飞行器具有减小侧滑角的趋势1作用在飞机上的外力主要有飞机重力G空气动力R发动机推力P2飞机的过载分为切向过载nx法向过载ny组成3飞机的着陆过程可分为下滑拉平平飞减速飘落地面滑跑4对于具有静稳定性的飞机来说当焦点位置一定飞机质心向前移动其静稳定性则增强向后移动静稳定性则减弱5在定常曲线飞行中衡量飞机机动性的指标单位过载舵偏角Zny单位过载杆力增量PZny6升降舵下偏舵偏角为正升降舵上偏舵偏角为负7影响飞机纵向静稳定性的主要部件机翼机身水平尾翼8机翼的后掠角增大则飞机的横向静稳定性增大9在飞机的性能计算中通常将飞机阻力分为零升阻力和升致阻力10根据飞机的飞行转台不同涡轮喷气发动机的工作状态包括加力状态最大状态额定状态巡航状态慢车状态11飞机跃升分为进入跃升跃升直线段改出跃升12飞行力学主要研究内容包括飞行性能和稳定性和操纵性13飞机的机动性是指飞机改变速度高度以及方向的能力14通常飞机的俯冲过程可以分为进入俯冲俯冲直线改出俯冲15对于具有一定过载静稳定性的飞机纵向扰动运动可分为短周期模态和长周期模态16飞机的升力由机翼机身平尾和舵面产生简述最大升阻比Kmax随M数的变化规律并绘图解释其变化原因答小M数时Kmax基本不变在跨音速区由于Cx0剧增使Kmax显著减小在超音速区M数增加时A值和Cx0值几乎保持同一比例而按相反方向变化使二者乘积基本保持不变使Kmax变化不大飞机设计师为提高在亚音速范围的飞机性能通常采用哪些措施答减小Cxo增大展弦比较小的后掠角x尽可能采用高升阻比的布局型式采用哪些措施可以改善飞机的航程和航时答从气动布局上提高飞机的升阻比尽量利用飞机内部空间携带更多的燃油利用外部大气环境如采用顺风飞行影响飞机进行正常盘旋时要考虑的三种限制因素答飞机结构强度和刚度以及人的生理条件对最大过载的限制从飞行安全角度考虑受允许升力系数的限制发动机最大可用推力的限制简述飞机的气流坐标系包括XYZ轴及相关角度答气流坐标系原点位于飞机的质心ox轴始终指向飞机的空速方向oy轴位于飞机的对称面内垂直于ox轴指向上方为正oz轴垂直于飞机对称面指向右翼为正简述飞机的机体坐标系包括XYZ轴以及相关角度答机体坐标系原点位于飞机的质心Ox轴与翼弦或机身轴线平行指向机头为正Oy轴位于飞机的对称面内指向上方为正Oz轴垂直于飞机对称面指向右翼为正气流坐标系和风轴系之间的夹角包括迎角和侧滑角7简述差动副翼及其意义答差动副翼是一边副翼的上偏角大于另一边副翼的下偏角采用差动副翼目的加大型阻去平衡增大的升致阻力从而使偏航力矩为零提高副翼操纵效能航迹坐标系答飞机质心为原点Oxh轴始终指向飞机的地速方向Oyh轴则位于包含Oyh轴的铅垂面内垂直于Oxh轴指向上为正Ozh轴垂直于OxhOyh平面指向右翼为正9简述在第一平飞范围内飞机的速度变化与驾驶员的操作之间的关系答在第一平飞范围内若飞机由低速平飞改为高速平飞减小增大飞机的迎角和增大飞机的推力驾驶员应前推驾驶杆和油门若飞机由高速平飞改为低速平飞增大增大飞机的迎角和减小飞机的推力驾驶员应后拉驾驶杆和油门试叙述基本飞行性能计算时的假设条件答假定地球为平面大地飞机为理想刚体假定大气为静止的标准大气飞机的最大允许升力系数主要受那些因素的限制答飞机的迎角飞机的马赫数平尾极限偏转角抖动升力系数Cydd飞机定直平飞的最小速度受到那些因素的限制而最大速度又受到哪些因素的限制答最大升力系数抖动升力系数平尾偏角发动机可用推力结构最大允许气动载荷最大承受温度试分析静推重比PkyG及翼载荷GS对飞机起落性能基本飞行性能的影响答GS越大Vld越大起落性能越差必须设法减小重量G不但可以降低Vld和Vjd而且可使机轮对地面的摩擦力减小是起飞时加速快缩短起飞滑跑距离飞机的PkyG越大起飞过程中的加速力越大可以在较短的路程上达到离地速度从而缩短起飞滑跑距离为提高飞机的Kmax对亚音速飞机和超音速飞机在气动布局上各采用哪些措施答亚音速大展弦比较大的相对厚度小后掠角小根梢比超音速小展弦比较小的相对厚度大后掠角变后掠机翼和边条机翼升致阻力系数因子A随M变化规律答亚音速时A与机翼有效展弦yx成反比当MMijA将随M增大而增大大概M1时对于钝头机翼A值增加不多在超音速前缘下A1Cy4随M增加A大致与成正比增大若机翼前缘不带弯度且为尖锐前缘则A1Cy整个M内纵向运动与横航向运动分开分析需要满足那些条件推导飞机运动方程时的假设条件答小扰动飞机有一个纵向对称面气动外形和质量分布均对称且略却飞机内部转动部件的影响未扰动运动为对称定常直线飞行即飞机仅在于铅锤平面相重合的纵向对称面内等速直线飞行说明飞机在跨音速区域飞行时产生自动俯冲的现象及原因图答现象假定驾驶员在A点作定常直线飞行对应的平衡舵偏角再为A由于外界扰动使速度增加到B点此时偏角并没有变化仍然保持A可这个值对B点平衡而言不够大向上偏角太小因而在飞机上作用有不平衡的低头力矩使飞机转入俯冲而进一步增加它的速度到C点为正由速度不稳定而引起的下俯现象称自动俯冲原因空气压缩性对焦点位置和力矩系数的影响使飞机失去了速度静稳定性从概念上说明mzwz与mz有何区别及产生原因答纵向阻尼导数mzwz由俯仰角速度Wz引起的纵向力矩洗流时差导数mz引起的气动力或力矩主要是由于平尾洗流时差作用产生说明Xjd和Xjdsg的物理含义如果质心位置处于二者之间即Xjdsg则对飞机的操纵性有何影响答Xjd握杆激动点相当于定常曲线运动中迎角变化产生的升力增量YnyG与角速度Wz产生的升力增量Ypwwz的合力作用点Xjdsg松杆机动点当质心与该点重合时为了使飞机增加法向过载并不需要额外地施力于驾驶杆为获得正ny驾驶员向后拉杆正常操纵zny驾驶员向后拉杆过载减小ny0怎么判别飞机是否具有航向静稳定性横向影响航向静稳定性的主要因素是什么答myB航垂尾myBcw垂尾的航向静稳定导数垂尾的面积横机翼上反角部件干扰怎样提高副翼操纵效能mxx答改善横向在机翼上表面安装扰流板在副翼前缘之前安装涡流发生器纵向在机翼表面安装翼刀采用锯齿形前缘采用差动副翼增加抗扭刚度试分析飞机横航向扰动中三种典型模态特性答1滚转模态在扰动运动的初期主要是大的负实根起作用飞机滚转角速度及滚转角迅速变化而其他的参数变化很小2荷兰滚模态在滚转阻尼运动基本结束后共轭复根的作用变得十分明显主要表现为各个参数都随时间按震荡方式周期性的变化飞机一方面来回滚转一方面左右偏航同时待有侧滑3螺旋模态到了扰动运动的后期主要是小实根起作用此时各参数变化都很小因而作用于飞机上的侧力和横航向力矩也很小结果使运动参数表现为单调而缓慢的变化使飞机的飞行高度降低飞机将沿着近似螺旋线的航迹缓慢的盘旋下降简述两种典型模态简述纵向扰动运动的典型模态简述飞机受扰动后纵向的典型模态答在扰动运动的最初阶段主要特征是以迎角和角速度变化为代表的短周期运动飞行速度基本保持不变而在扰动的后一阶段主要特征是以速度和航迹角变化为代表的长周期运动飞机迎角保持不变试说明飞机纵向扰动运动中出现两种典型模态的物理成因答当飞机受到外界干扰后飞机上产生的静稳定力矩必然引起较大的绕Oz轴的角加速度从而使飞机的迎角和俯仰角迅速变化当迎角的增量从正值变为负值时又产生相反方向的静稳定力矩使飞机向相反方向转动于是便形成了迎角和俯仰角的短周期震荡运动由于飞机的质量一般都比较大而起恢复和阻尼作用的气动力YvV及XcvV相对地比较小所以这一变化过程进行地非常缓慢使飞行速度和航迹倾斜角随时间的变化呈长周期运动的起伏形式25分析对纵向变化模态影响较大的气动导数CmCmqCm26说明衡量升降舵偏转操纵的飞机响应特性的常用参数迎角俯仰角俯仰角速度q速度v高度H27简述飞行状态和飞行员操纵的关系改变驾驶杆和油门对飞机的影响答若驾驶员前推驾驶杆不动油门则经过一短暂时间后速度由V1增大到V2飞机将以V2的速度下滑后拉则与此相反若驾驶员只推油门杆不前推驾驶杆则经过一短暂时间后飞机将以原速上升后拉则与此相反即只动驾驶杆不动油门可以改变航迹倾斜角只动油门而不动驾驶杆可以改变航迹倾斜角飞行速度保持不变简述飞机的蹬舵反倾斜现象蹬舵的效果与所需要的倾斜相反即飞机在低空高速飞行时由于在大气压下所需的平飞Cy较小飞机横向稳定性MxB斜现象简述改善飞机起飞着陆性能的措施答采用各种增升装置前缘缝翼襟翼附面层控制合理选择飞机的构造参数增大翼载荷GS增大推重比增加飞机的接地后的减速里如采用减速装置刹车反推力装置等利用外部环境逆风起落采用摩擦系数小的跑道简述水平尾翼的作用答在机翼后面安装水平尾翼其主要作用有两个一是保证飞机具有纵向静稳定性二是通过舵面的偏转产生操纵力矩改变飞机的俯仰姿态保证飞机具有纵向静稳定性