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1、什么是旋翼飛機(jī)?
2、旋翼直升機(jī)的特點(diǎn)是什么?
3、航空器的分類方法
4、航空器
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什么是旋翼飛機(jī)?
旋翼機(jī)不是直升機(jī)。旋翼機(jī)與直升機(jī)的最大區(qū)別是,旋翼機(jī)的旋翼不與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相連,發(fā)動(dòng)機(jī)不是以驅(qū)動(dòng)旋翼為飛機(jī)提供升力,而是在旋翼機(jī)飛行的過(guò)程中,由氣流吹動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。在飛行中,旋翼機(jī)同直升機(jī)最明顯的分別為直升機(jī)的旋翼面向前傾斜,而旋翼機(jī)的旋翼則是向后傾斜的。優(yōu)缺點(diǎn)有很多,具體看百科
旋翼直升機(jī)的特點(diǎn)是什么?
旋翼直升機(jī)在飛行時(shí)利用氣流來(lái)驅(qū)動(dòng)旋翼,而不是用發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋翼。1923年1月9日,西班牙工程師J切爾瓦(JuandeaCierva)在西班牙赫塔夫上空駕駛他的C-3型旋翼機(jī)(商業(yè)名稱為“旋翼”者),首次飛行成功。在他的帶動(dòng)下,各國(guó)航空界開始了對(duì)旋翼機(jī)的研制。
旋翼機(jī)直線飛行距離的紀(jì)錄是87428千米,是由英國(guó)人肯尼思·沃利斯(KennethH-Wallis)創(chuàng)造的。1975年9月28日,他駕駛自己的WA-116F旋翼機(jī)從英格蘭的利德中途不著陸飛至蘇格蘭的威克。1968年6月11日,他又駕駛裝有72馬力(54千瓦),麥卡洛克(Mculloeh)發(fā)動(dòng)機(jī)的WA-116D旋翼機(jī),在3千米直線航線上創(chuàng)造了時(shí)速179千米的旋翼機(jī)最快飛行速度世界紀(jì)錄。他還于1982年7月20日,駕駛WA-121旋翼機(jī),以5643.68米的高度刷新了旋翼機(jī)飛行高度的世界紀(jì)錄。
另有報(bào)道,早在1931年4月8日,美國(guó)人阿米利亞·埃爾哈特在賓夕法尼亞州的皮特卡恩航空基地駕駛旋翼機(jī)達(dá)到了5791米的高度。
航空器的分類方法
能在大氣層內(nèi)進(jìn)行可控飛行的各種。任何航空器都必須產(chǎn)生一個(gè)大于自身重力的向上的力,才能升入空中。根據(jù)產(chǎn)生向上力的基本原理的不同,航空器可劃
分為兩大類:輕于空氣的航空器和重于空氣的航空器。前者靠空氣靜浮力升空;后者靠空氣動(dòng)力克服自身重力升空。
根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)可進(jìn)一步分為下列幾種類型:
主要由固定的機(jī)翼產(chǎn)生升力。旋翼航空器主要由旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生升力。
飛機(jī)是最主要的、應(yīng)用范圍最廣的航空器。它的特點(diǎn)是裝有提供拉力或推力的動(dòng)力裝置,產(chǎn)生升力的固定,控制飛行姿態(tài)的操縱面。
滑翔機(jī)與飛機(jī)的根本區(qū)別是,它升高以后不用動(dòng)力而靠自身重力在飛行方向的分力向前滑翔。雖然有些滑翔機(jī)裝有小型發(fā)動(dòng)機(jī)(稱為動(dòng)力滑翔機(jī)),但主要是在滑翔飛行前用來(lái)獲得初始高度。 旋翼航空器由旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生空氣動(dòng)力。
旋翼機(jī)的旋翼沒(méi)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng),當(dāng)它在動(dòng)力裝置提供的拉力作用下前進(jìn)時(shí),迎面氣流吹動(dòng)旋翼像風(fēng)車似地旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生升力。有的旋翼機(jī)還裝有固定小翼面,由它提供一部分升力。
直升機(jī)的旋翼是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的,升力和水平運(yùn)動(dòng)所需的拉力都由旋翼產(chǎn)生。 當(dāng)空氣和物體迎面相對(duì)時(shí),該物體四周的氣流形態(tài)取決于物體本身的形態(tài)和流動(dòng)速度,一道穩(wěn)定的氣流可匯成一組連續(xù)的、流暢的、幾乎平行的線條,這種線條稱為流線。因此,世人稱某些物體呈現(xiàn)流線型即表明它的形狀可以使周圍的空氣很平滑地流過(guò)。在流線上流動(dòng)非常有規(guī)則,不會(huì)出現(xiàn)四處亂流,則稱為層流。
飛行物的層流模型 當(dāng)空氣流經(jīng)表面呈現(xiàn)弧形的物體時(shí),流速就會(huì)異常加快,而流線之間的距離也緊密起來(lái),直到流過(guò)該物體為止。如該物體的表面不夠平滑,則空氣不會(huì)一次流動(dòng),而是出現(xiàn)擾流。在物體的后線也有可能出現(xiàn)渦流,這是空氣的脈動(dòng)現(xiàn)象,研究表明,物體在層流中比在擾流中受到更小的阻力。
擾流中受到更小的阻力 空氣動(dòng)力學(xué)在飛行器設(shè)計(jì)上有實(shí)際應(yīng)用,其主要受到空氣動(dòng)力的兩個(gè)分力影響,升力和阻力。
物體在空氣中運(yùn)動(dòng)的線路稱作相對(duì)風(fēng)。氣體動(dòng)力在相對(duì)風(fēng)的方向垂直產(chǎn)生的分力就是升力。而與相對(duì)風(fēng)平行但反方向運(yùn)動(dòng)的分力就是阻力,即試圖將物體向后拉,阻礙前進(jìn)的力。阻力部分來(lái)自于升力,部分源于物體形狀和表面摩擦力。
形狀對(duì)稱的物體如按照對(duì)稱軸對(duì)準(zhǔn)相對(duì)風(fēng)而運(yùn)動(dòng)時(shí),就不會(huì)有升力,僅會(huì)有部分阻力。如對(duì)稱軸與相對(duì)風(fēng)呈現(xiàn)一定的角度,就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生升力和阻力,共同構(gòu)成合力。
受力情況
在設(shè)計(jì)航空的飛行器時(shí),須以高升阻比為最佳方案。翼剖面,這是指設(shè)計(jì)成能夠產(chǎn)生最大升力的表面,飛機(jī)的基本翼剖面就是機(jī)翼。早期的翼剖面在較快的速度中容易出現(xiàn)擾流,而由于各種科學(xué)和實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展,逐漸發(fā)現(xiàn)弧形表面才是翼剖面的最佳方案。 一個(gè)穩(wěn)定飛行的航空器,其身上會(huì)有各種力的相互抵銷,主要由四個(gè),升力、阻力、重力和推力。
以飛機(jī)為例。當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí),其動(dòng)力系統(tǒng)需能產(chǎn)生足夠抵消氣流阻力的推力,飛機(jī)的升力總是也必須與其自身重量相抗衡,否則飛機(jī)就會(huì)掉下去。按照簡(jiǎn)單的來(lái)看,機(jī)身與機(jī)尾所產(chǎn)生的升力與機(jī)翼的相差甚大,尤其是低音速飛行時(shí)更是如此。
受力情況 航空器在飛行時(shí),除了要維持平衡以外,還要保持穩(wěn)定性,即飛行時(shí)受到外部干擾后,能夠恢復(fù)到原來(lái)的姿態(tài);如非這樣,航空器就需要以新的姿態(tài)飛行,稱其穩(wěn)定性為“中性”。如航空器遇到干擾后,不僅無(wú)法還原至先前的狀態(tài),而是持續(xù)地產(chǎn)生姿態(tài)的改變,這樣就是“不穩(wěn)定”。
一個(gè)飛行器按照三根軸可以有三種自由運(yùn)動(dòng),側(cè)向、縱向及垂直,而運(yùn)動(dòng)也分為移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),所以飛行器運(yùn)動(dòng)會(huì)有6個(gè)自由度。
飛行器在側(cè)向軸上轉(zhuǎn)動(dòng)就稱為俯仰。飛行器沿著垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)稱作偏航,右轉(zhuǎn)偏航就是正向偏航。飛行器于縱向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)既是側(cè)滾。
三個(gè)軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 如飛行速度達(dá)到音速時(shí),飛行器的基本狀態(tài)除了要保持平衡和穩(wěn)定以外,其他條件就重要起來(lái),如與空氣的摩擦力,及維持飛行器自身周圍層流的困難性等。另外,高速飛行也讓飛行器機(jī)翼的表面積相對(duì)減少,這更使得翼載增加了,飛行器失速的風(fēng)險(xiǎn)也就增大了。另外,飛行器在到達(dá)跨聲速和超音速,飛行時(shí),形成的激波,也是需要考慮的問(wèn)題。
F-14跨聲速飛行
航空器種類
航空器可劃
分為兩大類:輕于空氣的航空器和重于空氣的航空器。前者靠空氣靜浮力升空;后者靠空氣動(dòng)力克服自身重力升空。
根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)可進(jìn)一步分為下列幾種類型:
主要由固定的機(jī)翼產(chǎn)生升力。旋翼航空器主要由旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生升力。
飛機(jī)是最主要的、應(yīng)用范圍最廣的航空器。它的特點(diǎn)是裝有提供拉力或推力的動(dòng)力裝置,產(chǎn)生升力的固定,控制飛行姿態(tài)的操縱面。
滑翔機(jī)與飛機(jī)的根本區(qū)別是,它升高以后不用動(dòng)力而靠自身重力在飛行方向的分力向前滑翔。雖然有些滑翔機(jī)裝有小型發(fā)動(dòng)機(jī)(稱為動(dòng)力滑翔機(jī)),但主要是在滑翔飛行前用來(lái)獲得初始高度。 旋翼航空器由旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生空氣動(dòng)力。
旋翼機(jī)的旋翼沒(méi)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng),當(dāng)它在動(dòng)力裝置提供的拉力作用下前進(jìn)時(shí),迎面氣流吹動(dòng)旋翼像風(fēng)車似地旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生升力。有的旋翼機(jī)還裝有固定小翼面,由它提供一部分升力。
直升機(jī)的旋翼是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的,升力和水平運(yùn)動(dòng)所需的拉力都由旋翼產(chǎn)生。 當(dāng)空氣和物體迎面相對(duì)時(shí),該物體四周的氣流形態(tài)取決于物體本身的形態(tài)和流動(dòng)速度,一道穩(wěn)定的氣流可匯成一組連續(xù)的、流暢的、幾乎平行的線條,這種線條稱為流線。因此,世人稱某些物體呈現(xiàn)流線型即表明它的形狀可以使周圍的空氣很平滑地流過(guò)。在流線上流動(dòng)非常有規(guī)則,不會(huì)出現(xiàn)四處亂流,則稱為層流。
飛行物的層流模型 當(dāng)空氣流經(jīng)表面呈現(xiàn)弧形的物體時(shí),流速就會(huì)異常加快,而流線之間的距離也緊密起來(lái),直到流過(guò)該物體為止。如該物體的表面不夠平滑,則空氣不會(huì)一次流動(dòng),而是出現(xiàn)擾流。在物體的后線也有可能出現(xiàn)渦流,這是空氣的脈動(dòng)現(xiàn)象,研究表明,物體在層流中比在擾流中受到更小的阻力。
擾流中受到更小的阻力 空氣動(dòng)力學(xué)在飛行器設(shè)計(jì)上有實(shí)際應(yīng)用,其主要受到空氣動(dòng)力的兩個(gè)分力影響,升力和阻力。
物體在空氣中運(yùn)動(dòng)的線路稱作相對(duì)風(fēng)。氣體動(dòng)力在相對(duì)風(fēng)的方向垂直產(chǎn)生的分力就是升力。而與相對(duì)風(fēng)平行但反方向運(yùn)動(dòng)的分力就是阻力,即試圖將物體向后拉,阻礙前進(jìn)的力。阻力部分來(lái)自于升力,部分源于物體形狀和表面摩擦力。
形狀對(duì)稱的物體如按照對(duì)稱軸對(duì)準(zhǔn)相對(duì)風(fēng)而運(yùn)動(dòng)時(shí),就不會(huì)有升力,僅會(huì)有部分阻力。如對(duì)稱軸與相對(duì)風(fēng)呈現(xiàn)一定的角度,就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生升力和阻力,共同構(gòu)成合力。
受力情況
在設(shè)計(jì)航空的飛行器時(shí),須以高升阻比為最佳方案。翼剖面,這是指設(shè)計(jì)成能夠產(chǎn)生最大升力的表面,飛機(jī)的基本翼剖面就是機(jī)翼。早期的翼剖面在較快的速度中容易出現(xiàn)擾流,而由于各種科學(xué)和實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展,逐漸發(fā)現(xiàn)弧形表面才是翼剖面的最佳方案。 一個(gè)穩(wěn)定飛行的航空器,其身上會(huì)有各種力的相互抵銷,主要由四個(gè),升力、阻力、重力和推力。
關(guān)于《旋翼機(jī)的用途》的介紹到此就結(jié)束了。