【簡介:】?? 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(jī)外,大多數(shù)飛機(jī)都由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成
1。 機(jī)翼——機(jī)翼的
?? 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(jī)外,大多數(shù)飛機(jī)都由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成
1。 機(jī)翼——機(jī)翼的主要功用是產(chǎn)生升力,以支持飛機(jī)在空中飛行,同時也起到一定的穩(wěn)定和操作作用。
??在機(jī)翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機(jī)滾轉(zhuǎn),放下襟翼可使升力增大。機(jī)翼上還可安裝發(fā)動機(jī)、起落架和油箱等。不同用途的飛機(jī)其機(jī)翼形狀、大小也各有不同。
2。 機(jī)身——機(jī)身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設(shè)備,將飛機(jī)的其他部件如:機(jī)翼、尾翼及發(fā)動機(jī)等連接成一個整體。
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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(jī)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(jī)俯仰和偏轉(zhuǎn),保證飛機(jī)能平穩(wěn)飛行。
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4。起落裝置——飛機(jī)的起落架大都由減震支柱和機(jī)輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時支掌飛機(jī)。
5。動力裝置——動力裝置主要用來產(chǎn)生拉力和推力,使飛機(jī)前進(jìn)。其次還可為飛機(jī)上的其他用電設(shè)備提供電源等。現(xiàn)在飛機(jī)動力裝置應(yīng)用較廣泛的有:航空活塞式發(fā)動機(jī)加螺旋槳推進(jìn)器、渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。
??除了發(fā)動機(jī)本身,動力裝置還包括一系列保證發(fā)動機(jī)正常工作的系統(tǒng)。
*飛機(jī)上除了這五個主要部分外,根據(jù)飛機(jī)操作和執(zhí)行任務(wù)的需要,還裝有各種儀表、通訊設(shè)備、領(lǐng)航設(shè)備、安全設(shè)備等其他設(shè)備。
二、飛機(jī)的升力和阻力
**飛機(jī)是重于空氣的飛行器,當(dāng)飛機(jī)飛行在空中,就會產(chǎn)生作用于飛機(jī)的空氣動力,飛機(jī)就是靠空氣動力升空飛行的。
??在了解飛機(jī)升力和阻力的產(chǎn)生之前,我們還要認(rèn)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(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過一個粗細(xì)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(nèi),流進(jìn)任一切面的流體的質(zhì)量和從另一切面流出的流體質(zhì)量是相等的。
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**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(guān)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(guān)系。
伯努利定理基本內(nèi)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。
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**飛機(jī)的升力絕大部分是由機(jī)翼產(chǎn)生,尾翼通常產(chǎn)生負(fù)升力,飛機(jī)其他部分產(chǎn)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(jī)翼前緣,分成上、下兩股氣流,分別沿機(jī)翼上、下表面流過,在機(jī)翼后緣重新匯合向后流去。機(jī)翼上表面比較凸出,流管較細(xì),說明流速加快,壓力降低。
??而機(jī)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(jī)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(jī)翼的升力。這樣重于空氣的飛機(jī)借助機(jī)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(lán)天上了。
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* 機(jī)翼升力的產(chǎn)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(jī)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(jī)飛行在空氣中會有各種阻力,阻力是與飛機(jī)運(yùn)動方向相反的空氣動力,它阻礙飛機(jī)的前進(jìn),這里我們也需要對它有所了解。
??按阻力產(chǎn)生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)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(dāng)空氣流過飛機(jī)表面時,由于粘性,空氣同飛機(jī)表面發(fā)生摩擦,產(chǎn)生一個阻止飛機(jī)前進(jìn)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(jī)的表面狀況,以及同空氣相接觸的飛機(jī)表面積。
??空氣粘性越大、飛機(jī)表面越粗糙、飛機(jī)表面積越大,摩擦阻力就越大。
2。壓差阻力——人在逆風(fēng)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(jī)的機(jī)身、尾翼等部件都會產(chǎn)生壓差阻力。
3。誘導(dǎo)阻力——升力產(chǎn)生的同時還對飛機(jī)附加了一種阻力。
??這種因產(chǎn)生升力而誘導(dǎo)出來的阻力稱為誘導(dǎo)阻力,是飛機(jī)為產(chǎn)生升力而付出的一種“代價”。其產(chǎn)生的過程較復(fù)雜這里就不在詳訴。
4。干擾阻力——它是飛機(jī)各部分之間因氣流相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。這種阻力容易產(chǎn)生在機(jī)身和機(jī)翼、機(jī)身和尾翼、機(jī)翼和發(fā)動機(jī)短艙、機(jī)翼和副油箱之間。
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*以上四種阻力是對低速飛機(jī)而言,至于高速飛機(jī),除了也有這些阻力外,還會產(chǎn)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(jī)在空氣之間的相對運(yùn)動中(相對氣流)中產(chǎn)生的。影響升力和阻力的基本因素有:機(jī)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(jī)本身的特點(飛機(jī)表面質(zhì)量、機(jī)翼形狀、機(jī)翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等)。
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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(nèi)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。
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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(jī)翼面積,形狀和表面質(zhì)量對升力、阻力的影響——機(jī)翼面積大,升力大,阻力也大。升力和阻力都與機(jī)翼面積的大小成正比例。機(jī)翼形狀對升力、阻力有很大影響,從機(jī)翼切面形狀的相對厚度、最大厚度位置、機(jī)翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機(jī)翼結(jié)冰都對升力、阻力影響較大。
??還有飛機(jī)表面光滑與否對摩擦阻力也會有影響,飛機(jī)表面相對光滑,阻力相對也會較小,反之則大。
1. 直升機(jī)與普通飛機(jī)有哪些區(qū)別:
直升機(jī)和飛機(jī)有些共同點,都是利用空氣動力的飛行器,但直升機(jī)有很多獨(dú)有特性。
(1)直升機(jī)飛行原理和結(jié)構(gòu)與其他飛機(jī)不同飛行特點是飛機(jī)靠它的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力,而直升機(jī)是靠它頭上的槳葉(螺旋槳)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。
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(2)直升機(jī)的結(jié)構(gòu)和飛機(jī)不同,主要由旋翼、機(jī)身、發(fā)動機(jī)、起落裝置和操縱機(jī)構(gòu)等部分組成。根據(jù)螺旋槳個數(shù),分為單旋翼式、雙旋翼式和多旋翼式。
(3)單旋翼式直升機(jī)尾部還裝有尾翼,其主要作用:抗扭,用以平衡單旋翼產(chǎn)生的反作用力矩和控制直升機(jī)的轉(zhuǎn)彎。
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(4)直升機(jī)頭上窄長的大刀式的旋翼,一般由2~5片槳葉組成一副,由1~2臺發(fā)動機(jī)帶動,其主要作用:通過高速的旋轉(zhuǎn)對大氣施加向下的巨大的力,然后利用大氣的反作用力(相當(dāng)與直升飛機(jī)受到大氣向上的力)使飛機(jī)能夠平穩(wěn)的懸在空中。
2. 直升飛機(jī)的平衡:
(1)直升飛機(jī)的大螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力平衡重力。
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普通飛機(jī)是靠翅膀產(chǎn)生升力起飛的,而直升飛機(jī)是靠螺旋槳轉(zhuǎn)動,撥動空氣產(chǎn)生升力的。直升飛機(jī)起飛時,螺旋槳越轉(zhuǎn)越快,產(chǎn)生的升力也越來越大,當(dāng)升力比飛機(jī)的重量還大時,飛機(jī)就起飛了。在飛行中飛行員通過改變大螺旋槳旋轉(zhuǎn)的速度就可以調(diào)節(jié)高度了。
(2)直升飛機(jī)的橫向穩(wěn)定。
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直升飛機(jī)如果只有大螺旋槳旋,那么根據(jù)動量守衡,機(jī)身就也會旋轉(zhuǎn),因此直升飛機(jī)就必須要一個能夠阻止機(jī)身旋轉(zhuǎn)的裝置。而飛機(jī)尾部側(cè)面的小型螺旋槳就是起到這個作用,飛機(jī)的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或保持穩(wěn)定航向都是靠它來完成的。同時為了不使尾槳碰到旋翼,就必須把直升飛機(jī)的機(jī)身加長,所以,直升飛機(jī)有一個像蜻蜓式的長尾巴。
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3. 直升飛機(jī)能量方式:
根據(jù)能量守恒定律知道:能量從一種形式轉(zhuǎn)化成為另一種形式。在低速流動的空氣中,參與轉(zhuǎn)換的能量只有壓力能和動能。一定質(zhì)量的空氣具有一定的壓力,能推動物體做功;壓力越大,壓力能也越大;流動的空氣具有動能,流速越大,動能也越大。
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。
??飛機(jī)起飛的原理
機(jī)翼的側(cè)剖面是一個上緣向上拱起,下緣基本平直的形狀。所以氣流吹過機(jī)翼上下表面而且要同時從機(jī)翼前端到達(dá)后端,從上緣經(jīng)過的氣流速度就要比下緣的快(因為上緣弧度大,弧長較長,就是說距離較遠(yuǎn))。
按照物理學(xué)的伯努利方程:同樣是流過某個表面的流體,速度快的對這個表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)要小。
??因此就得出機(jī)翼上表面大氣壓強(qiáng)比下表面的要小的結(jié)論,這樣子就產(chǎn)生了升力,升力達(dá)到一定程度飛機(jī)就可以離地而起。
有個公式不知道你有沒有見過:L=Cl*1/2*ρ*V*V*S。
它的意義是:飛機(jī)升力是以下五個量的乘積:
1。升力系數(shù)Cl (那個C表示系數(shù),l是角碼,我沒有字符編輯工具打不出來),它的值和飛機(jī)的迎風(fēng)角度等許多精細(xì)的變量有關(guān),一般在零點幾,詳細(xì)的記不大情了:(
2。
??二分之一 就是0。5
3。大氣密度ρ (飛機(jī)所在環(huán)境,可以是高空也可以是低空)
4。飛機(jī)相對于周圍大氣速度的平方 V*V (沒有角碼打不出來只能這么表示)
5。機(jī)翼面積 S 。