【簡介:】本篇文章給大家談談《民航機飛行原理》對應的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、飛機起飛的原理是什么
2、飛機飛行原理?
3、飛機飛行的原理是什么?
4、航天飛
本篇文章給大家談談《民航機飛行原理》對應的知識點,希望對各位有所幫助。
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- 1、飛機起飛的原理是什么
- 2、飛機飛行原理?
- 3、飛機飛行的原理是什么?
- 4、航天飛機的飛行原理是什么?
飛機起飛的原理是什么
在真實且可產生升力的機翼中,氣流總是在后緣處交匯,否則在機翼后緣將會產生一個氣流速度為無窮大的點。這一條件被稱為庫塔條件,只有滿足該條件,機翼才可能產生升力。在理想氣體中或機翼剛開始運動的時候,這一條件并不滿足,粘性邊界層沒有形成。
通常翼型(機翼橫截面)都是上方距離比下方長,剛開始在沒有環(huán)流的情況下上下表面氣流流速相同,導致下方氣流到達后緣點時上方氣流還沒到后緣,后駐點位于翼型上方某點,下方氣流就必定要繞過尖后緣與上方氣流匯合。
由于流體黏性(即康達效應),下方氣流繞過后緣時會形成一個低壓旋渦,導致后緣存在很大的逆壓梯度。隨即,這個旋渦就會被來流沖跑,這個渦就叫做起動渦。根據(jù)海姆霍茲旋渦守恒定律,對于理想不可壓縮流體在有勢力的作用下翼型周圍也會存在一個與起動渦強度相等方向相反的渦,叫做環(huán)流,或是繞翼環(huán)量。
環(huán)流是從機翼上表面前緣流向下表面前緣的,所以環(huán)流加上來流就導致后駐點最終后移到機翼后緣,從而滿足庫塔條件。由滿足庫塔條件所產生的繞翼環(huán)量導致了機翼上表面氣流向后加速,由伯努利定理可推導出壓力差并計算出升力。
這一環(huán)量最終產生的升力大小亦可由庫塔-茹可夫斯基方程計算:L(升力)=ρVΓ(氣體密度×流速×環(huán)量值)這一方程同樣可以計算馬格努斯效應的氣動力。根據(jù)伯努利定理——“流體速度越快,其靜壓值越?。o壓就是流體流動時垂直于流體運動方向所產生的壓力)?!?/p>
因此上表面的空氣施加給機翼的壓力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產生了升力。升力的原理就是因為繞翼環(huán)量(附著渦)的存在導致機翼上下表面流速不同壓力不同。
擴展資料:
飛機的動力裝置的核心是航空發(fā)動機,主要功能是用來產生拉力或推力克服與空氣相對運動時產生的阻力使飛機前進。次要功能則是為飛機上的用電設備提供電力,為空調設備等用氣設備提供氣源等。飛機的動力裝置除發(fā)動機外,還包括一系列保證發(fā)動機正常工作的系統(tǒng),如引擎燃油系統(tǒng)、引擎控制系統(tǒng)等。
現(xiàn)代飛機的動力裝置一般為渦輪引擎(噴射引擎)和往復式引擎兩種。應用較廣泛的配置方式有四種:航空活塞式發(fā)動機加螺旋槳推進器;渦輪噴射引擎;渦輪螺旋槳引擎;渦輪扇引擎。隨著航空技術的發(fā)展,火箭發(fā)動機、沖壓引擎、原子能航空發(fā)動機、脈沖爆震發(fā)動機等,也有可能會逐漸被采用。
參考資料:百度百科 飛機
飛機飛行原理?
飛行原理簡介(一)
要了解飛機的飛行原理就必須先知道飛機的組成以及功用,飛機的升力是如何產生的等問題。這些問題將分成幾個部分簡要講解。
一、飛行的主要組成部分及功用
到目前為止,除了少數(shù)特殊形式的飛機外,大多數(shù)飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成:
1. 機翼——機翼的主要功用是產生升力,以支持飛機在空中飛行,同時也起到一定的穩(wěn)定和操作作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機滾轉,放下襟翼可使升力增大。機翼上還可安裝發(fā)動機、起落架和油箱等。不同用途的飛機其機翼形狀、大小也各有不同。
2. 機身——機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備,將飛機的其他部件如:機翼、尾翼及發(fā)動機等連接成一個整體。
3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成,有的高速飛機將水平安定面和升降舵合為一體成為全動平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉,保證飛機能平穩(wěn)飛行。
4.起落裝置——飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時支撐飛機。
5.動力裝置——動力裝置主要用來產生拉力和推力,使飛機前進。其次還可為飛機上的其他用電設備提供電源等?,F(xiàn)在飛機動力裝置應用較廣泛的有:航空活塞式發(fā)動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機。除了發(fā)動機本身,動力裝置還包括一系列保證發(fā)動機正常工作的系統(tǒng)。
飛機上除了這五個主要部分外,根據(jù)飛機操作和執(zhí)行任務的需要,還裝有各種儀表、通訊設備、領航設備、安全設備等其他設備。
二、飛機的升力和阻力
飛機是重于空氣的飛行器,當飛機飛行在空中,就會產生作用于飛機的空氣動力,飛機就是靠空氣動力升空飛行的。在了解飛機升力和阻力的產生之前,我們還要認識空氣流動的特性,即空氣流動的基本規(guī)律。流動的空氣就是氣流,一種流體,這里我們要引用兩個流體定理:連續(xù)性定理和伯努利定理:
流體的連續(xù)性定理:當流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過一個粗細不等的管道時,由于管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來,因此在同一時間內,流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。
連續(xù)性定理闡述了流體在流動中流速和管道切面之間的關系。流體在流動中,不僅流速和管道切面相互聯(lián)系,而且流速和壓力之間也相互聯(lián)系。伯努利定理就是要闡述流體流動在流動中流速和壓力之間的關系。
伯努利定理基本內容:流體在一個管道中流動時,流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。
飛機的升力絕大部分是由機翼產生,尾翼通常產生負升力,飛機其他部分產生的升力很小,一般不考慮。從上圖我們可以看到:空氣流到機翼前緣,分成上、下兩股氣流,分別沿機翼上、下表面流過,在機翼后緣重新匯合向后流去。機翼上表面比較凸出,流管較細,說明流速加快,壓力降低。而機翼下表面,氣流受阻擋作用,流管變粗,流速減慢,壓力增大。這里我們就引用到了上述兩個定理。于是機翼上、下表面出現(xiàn)了壓力差,垂直于相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力。這樣重于空氣的飛機借助機翼上獲得的升力克服自身因地球引力形成的重力,從而翱翔在藍天上了。
機翼升力的產生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正壓力的作用,一般機翼上表面形成的吸力占總升力的60-80%左右,下表面的正壓形成的升力只占總升力的20-40%左右。
飛機飛行在空氣中會有各種阻力,阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力,它阻礙飛機的前進,這里我們也需要對它有所了解。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力。
1.摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時,由于粘性,空氣同飛機表面發(fā)生摩擦,產生一個阻止飛機前進的力,這個力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小,決定于空氣的粘性,飛機的表面狀況,以及同空氣相接觸的飛機表面積。空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大,摩擦阻力就越大。
2.壓差阻力——人在逆風中行走,會感到阻力的作用,這就是一種壓差阻力。這種由前后壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。
3.誘導阻力——升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生升力而誘導出來的阻力稱為誘導阻力,是飛機為產生升力而付出的一種“代價”。其產生的過程較復雜這里就不在詳訴。
4.干擾阻力——它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身和機翼、機身和尾翼、機翼和發(fā)動機短艙、機翼和副油箱之間。
以上四種阻力是對低速飛機而言,至于高速飛機,除了也有這些阻力外,還會產生波阻等其他阻力。
三、影響升力和阻力的因素
升力和阻力是飛機在空氣之間的相對運動中(相對氣流)中產生的。影響升力和阻力的基本因素有:機翼在氣流中的相對位置(迎角)、氣流的速度和空氣密度以及飛機本身的特點(飛機表面質量、機翼形狀、機翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等)。
1.迎角對升力和阻力的影響——相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下,得到最大升力的迎角,叫做臨界迎角。在小于臨界迎角范圍內增大迎角,升力增大:超過臨界臨界迎角后,再增大迎角,升力反而減小。迎角增大,阻力也越大,迎角越大,阻力增加越多:超過臨界迎角,阻力急劇增大。
2.飛行速度和空氣密度對升力阻力的影響——飛行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力與飛行速度的平方成正比例,即速度增大到原來的兩倍,升力和阻力增大到原來的四倍:速度增大到原來的三倍,勝利和阻力也會增大到原來的九倍??諝饷芏却?,空氣動力大,升力和阻力自然也大。空氣密度增大為原來的兩倍,升力和阻力也增大為原來的兩倍,即升力和阻力與空氣密度成正比例。
3,機翼面積,形狀和表面質量對升力、阻力的影響——機翼面積大,升力大,阻力也大。升力和阻力都與機翼面積的大小成正比例。機翼形狀對升力、阻力有很大影響,從機翼切面形狀的相對厚度、最大厚度位置、機翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機翼結冰都對升力、阻力影響較大。還有飛機表面光滑與否對摩擦阻力也會有影響,飛機表面相對光滑,阻力相對也會較小,反之則大.
飛機飛行的原理是什么?
飛機能夠飛上天,主要是靠發(fā)動機產生的動力和通過機翼產生的升力。來看看機翼,它的前端是半圓形的,往后逐漸變薄呈尖形,機翼的表面平滑隆起,當空氣在機翼的上面和下面流過時,在機翼的上下產生不同的流速,上面的空氣流速快,產生的壓強就小,下面的空氣流速慢,產生的壓強就大,因此,飛機就有了向上的升力,同時飛機的推力越大速度就越快,得到的向上的升力也就越大。飛機的起飛和降落都是在逆風下進行的,在有風和無風的情況下,滑跑的距離也是不一樣的,逆風時候起飛滑跑的距離就短,相反在無風和順風時候,起飛的滑跑距離就會加大,總之,飛機飛得越高越快,需要的動力就越大,消耗的燃料就越多。
航天飛機的飛行原理是什么?
航天飛機由軌道飛行器、固體火箭助推器和外掛貯箱3大部分組成,航天飛機起飛的動力源自兩臺巨大的集束式助推器和3臺液體推進劑。在這些起飛動力裝置中,中心部分是一個外形像一架三角翼滑翔機的軌道飛行器,它垂直發(fā)射,是航天飛機飛行時必不可少的配件,它在進入地球大氣層后像普通飛機那樣下滑著陸。
航天飛機在起飛時,利用外掛貯箱內的液氫推進劑作為主發(fā)動機的動力,貯箱隨著推進劑的使用完畢而投棄,另外,航天飛機還依據(jù)軌道飛行器順利飛行;一般情況下,航天飛機的軌道飛行器可使用次數(shù)在100次以上,它有一個巨大的貨倉,可以作為衛(wèi)星及其他材料的存儲點;大規(guī)模的太空作業(yè)時,還可將外掛貯箱帶入軌道,作為航天站的核心部分。
飛行高度在1000千米以下是航天飛機近地軌道的飛行高度,向國際空間站運送宇航員和各種建設用部件和補養(yǎng)是目前航天飛機的主要任務,因為航天飛機的運載能力比較大,所以航天飛機往往采用多級組合形式,在需要高軌道運行有效載荷的時候,還可以由航天飛機將其送上近地軌道后再從這個軌道發(fā)射,使其進入高軌道,以完成最終任務。
關于《民航機飛行原理》的介紹到此就結束了。