《飞行动力学空气动力学.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞行动力学空气动力学.pptx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 第一节第一节第一节第一节 空气动力学的基本知识空气动力学的基本知识空气动力学的基本知识空气动力学的基本知识 第二节第二节第二节第二节 飞行器运动参数与操纵机构飞行器运动参数与操纵机构飞行器运动参数与操纵机构飞行器运动参数与操纵机构本节课内容本节课内容第1页/共24页第一节第一节 空气动力学的基本知识空气动力学的基本知识一、流场一、流场一、流场一、流场 定义定义定义定义 可流动的介质（水，油，气等）称为流体，流体所占可流动的介质（水，油，气等）称为流体，流体所占可流动的介质（水，油，气等）称为流体，流体所占可流动的介质（水，油，气等）称为流体，流体所占据的据的据的据的 空间称为流场。空间称为流
2、场。空间称为流场。空间称为流场。流场的描述流场的描述流场的描述流场的描述 流体流动的流体流动的速度、加速度以及速度、加速度以及速度、加速度以及速度、加速度以及密度密度密度密度 、压强、压强、压强、压强 P P P P、温度、温度、温度、温度T T T T（流体的状态参数）等（流体的状态参数）等（流体的状态参数）等（流体的状态参数）等 几何位置与时间的函数几何位置与时间的函数几何位置与时间的函数几何位置与时间的函数（1 1 1 1）流体微团）流体微团）流体微团）流体微团：空气的小分子群，空气分子间的自由行程与飞行器相比空气的小分子群，空气分子间的自由行程与飞行器相比空气的小分子群，空气分子间的自
3、由行程与飞行器相比空气的小分子群，空气分子间的自由行程与飞行器相比较较较较 太小，可忽略分子的运动太小，可忽略分子的运动太小，可忽略分子的运动太小，可忽略分子的运动（2 2 2 2）流线：）流线：）流线：）流线：流体微团流动形成的轨线，流体微团流动形成的轨线，流体微团流动形成的轨线，流体微团流动形成的轨线，流线不相交、流体微团不穿越流线（分子的排斥性）流线不相交、流体微团不穿越流线（分子的排斥性）流线不相交、流体微团不穿越流线（分子的排斥性）流线不相交、流体微团不穿越流线（分子的排斥性）第2页/共24页一、流场（续）一、流场（续）（3 3 3 3）流管：）流管：）流管：）流管：多个流线形成流管
4、多个流线形成流管多个流线形成流管多个流线形成流管 管内气体不会流出管内气体不会流出管内气体不会流出管内气体不会流出 管外气体也不会流入，不同的截面上，流量相同管外气体也不会流入，不同的截面上，流量相同管外气体也不会流入，不同的截面上，流量相同管外气体也不会流入，不同的截面上，流量相同（4 4 4 4）定常流：）定常流：）定常流：）定常流：流场中各点的速度、加速度以及状态参数等只是流场中各点的速度、加速度以及状态参数等只是流场中各点的速度、加速度以及状态参数等只是流场中各点的速度、加速度以及状态参数等只是几几几几何位置何位置何位置何位置的函数，的函数，的函数，的函数，与时间无关与时间无关与时间无
5、关与时间无关（5 5 5 5）流动的相对性）流动的相对性）流动的相对性）流动的相对性 物体静止，空气流动物体静止，空气流动物体静止，空气流动物体静止，空气流动 物体运动，空气静止物体运动，空气静止物体运动，空气静止物体运动，空气静止相对速度相同时，流场中相对速度相同时，流场中相对速度相同时，流场中相对速度相同时，流场中空气动力相同空气动力相同空气动力相同空气动力相同第3页/共24页二、连续方程二、连续方程 在流管上取垂直于流管中心线上流速方向的两个截面，在流管上取垂直于流管中心线上流速方向的两个截面，在流管上取垂直于流管中心线上流速方向的两个截面，在流管上取垂直于流管中心线上流速方向的两个截面
6、，截面截面截面截面I I I I：截面截面截面截面：空气流动是连续的，处处没有空隙空气流动是连续的，处处没有空隙空气流动是连续的，处处没有空隙空气流动是连续的，处处没有空隙 ，定常流，定常流，定常流，定常流流场中各点流场中各点流场中各点流场中各点均无随时间的分子堆积，因而均无随时间的分子堆积，因而均无随时间的分子堆积，因而均无随时间的分子堆积，因而单位时间内单位时间内单位时间内单位时间内，流入截面流入截面流入截面流入截面的空的空的空的空气质量必等于流出截面气质量必等于流出截面气质量必等于流出截面气质量必等于流出截面的空气质量的空气质量的空气质量的空气质量 质量守恒原理在流体力学中的应用质量守恒
7、原理在流体力学中的应用质量守恒原理在流体力学中的应用质量守恒原理在流体力学中的应用 或写成：或写成：或写成：或写成：在在在在V V V V小、小范围内小、小范围内小、小范围内小、小范围内连续方程：连续方程：连续方程：连续方程：A A大，大，V V小小A A小，小，V V大大第4页/共24页三、伯努利方程（能量守恒定律）三、伯努利方程（能量守恒定律）三、伯努利方程（能量守恒定律）三、伯努利方程（能量守恒定律）在低速不可压缩的假设下，密度为常数在低速不可压缩的假设下，密度为常数在低速不可压缩的假设下，密度为常数在低速不可压缩的假设下，密度为常数伯努利方程：伯努利方程：伯努利方程：伯努利方程：其中：
8、其中：其中：其中：p-p-p-p-静压，静压，静压，静压，1/21/21/21/2 V V V V2 2 2 2 动压动压动压动压，单位体积空气流动的动，单位体积空气流动的动，单位体积空气流动的动，单位体积空气流动的动 能，与高度、速度有关能，与高度、速度有关能，与高度、速度有关能，与高度、速度有关表明表明表明表明静压与动压之和沿流管不变静压与动压之和沿流管不变静压与动压之和沿流管不变静压与动压之和沿流管不变当当当当V=0V=0V=0V=0，p=pp=pp=pp=p0 0 0 0，最大静压最大静压最大静压最大静压 V V大，大，p p小；小；V V小，小，p p大大第5页/共24页四、马赫数四
9、、马赫数四、马赫数四、马赫数MMMM 马赫数马赫数马赫数马赫数定义为气流速度定义为气流速度定义为气流速度定义为气流速度(v)(v)(v)(v)和当地音速和当地音速和当地音速和当地音速(a)(a)(a)(a)之比之比之比之比:音速：音速：音速：音速：T:T:T:T:空气的绝对温度空气的绝对温度空气的绝对温度空气的绝对温度 音速音速音速音速a a a a与温度有关，与温度有关，与温度有关，与温度有关，表示空气受压缩的程度表示空气受压缩的程度表示空气受压缩的程度表示空气受压缩的程度,是高度的函数是高度的函数是高度的函数是高度的函数 临界马赫数临界马赫数临界马赫数临界马赫数McrMcrMcrMcr 远
10、前方的迎面气流速度远前方的迎面气流速度远前方的迎面气流速度远前方的迎面气流速度V V V V 与远前方空气的音速与远前方空气的音速与远前方空气的音速与远前方空气的音速a a a a 之比之比之比之比 迎面气流的迎面气流的迎面气流的迎面气流的M M M M数超过数超过数超过数超过McrMcrMcrMcr时，翼面上出现局部的超音速区，时，翼面上出现局部的超音速区，时，翼面上出现局部的超音速区，时，翼面上出现局部的超音速区，将产生局部激波将产生局部激波将产生局部激波将产生局部激波 Mcr-Mcr-Mcr-Mcr-每种机翼的特征参数每种机翼的特征参数每种机翼的特征参数每种机翼的特征参数 飞行速度定义飞
11、行速度定义飞行速度定义飞行速度定义 M0.5M0.5M0.5M0.5时为低速飞行；时为低速飞行；时为低速飞行；时为低速飞行；0.5MMcr 0.5MMcr 0.5MMcr 0.5MMcr为亚音速飞行为亚音速飞行为亚音速飞行为亚音速飞行;McrM1.5 McrM1.5 McrM1.5 McrM1.5为跨音速飞行为跨音速飞行为跨音速飞行为跨音速飞行;1.5M5;1.5M5;1.5M5;1.5M5M5M5M5为高超音速飞行为高超音速飞行为高超音速飞行为高超音速飞行 第6页/共24页五、弱扰动的传播五、弱扰动的传播 飞机在大气中飞行飞机在大气中飞行飞机在大气中飞行飞机在大气中飞行 扰动源扰动源扰动源扰
12、动源1 1 1 1）扰动源）扰动源）扰动源）扰动源v=0v=0v=0v=0，以音速传播（，以音速传播（，以音速传播（，以音速传播（a a a a）扰动源以速度扰动源以速度扰动源以速度扰动源以速度V V V V在静止空气中运动，相当于扰动源静止而在静止空气中运动，相当于扰动源静止而在静止空气中运动，相当于扰动源静止而在静止空气中运动，相当于扰动源静止而空气以速度空气以速度空气以速度空气以速度v v v v流动流动流动流动2 2 2 2）Va,M1Va,M1Va,M1Va,Ma,M1Va,M1Va,M1Va,M1,（d d d d）前方空气未受扰前方空气未受扰前方空气未受扰前方空气未受扰 飞机前临
13、近空气飞机前临近空气飞机前临近空气飞机前临近空气 突然突然突然突然 ，形成激波，形成激波，形成激波，形成激波 受扰区限于扰源受扰区限于扰源受扰区限于扰源受扰区限于扰源 下游的马赫锥内下游的马赫锥内下游的马赫锥内下游的马赫锥内 第7页/共24页第8页/共24页六、激波六、激波 气流以气流以气流以气流以超音速超音速超音速超音速流经物体时，流场中的受扰区情况与流经物体时，流场中的受扰区情况与流经物体时，流场中的受扰区情况与流经物体时，流场中的受扰区情况与物体的物体的物体的物体的形状形状形状形状有关，超音速有关，超音速有关，超音速有关，超音速强扰动，产生强扰动，产生强扰动，产生强扰动，产生激波激波激波
14、激波 激波实际上就是激波实际上就是激波实际上就是激波实际上就是气流各参数的不连续气流各参数的不连续气流各参数的不连续气流各参数的不连续分界面分界面分界面分界面 在激波之前，气流不受扰动，气流速度的大小和方向不变，在激波之前，气流不受扰动，气流速度的大小和方向不变，在激波之前，气流不受扰动，气流速度的大小和方向不变，在激波之前，气流不受扰动，气流速度的大小和方向不变，各状态参数也是常数；各状态参数也是常数；各状态参数也是常数；各状态参数也是常数；气流通过激波，其流速突然变小，温度、压强、密度等也气流通过激波，其流速突然变小，温度、压强、密度等也气流通过激波，其流速突然变小，温度、压强、密度等也气
15、流通过激波，其流速突然变小，温度、压强、密度等也突然升高突然升高突然升高突然升高 钝头物体的激波是脱体波（正激波），产生大波阻钝头物体的激波是脱体波（正激波），产生大波阻钝头物体的激波是脱体波（正激波），产生大波阻钝头物体的激波是脱体波（正激波），产生大波阻 楔形物体的激波是倾斜的（附体波楔形物体的激波是倾斜的（附体波楔形物体的激波是倾斜的（附体波楔形物体的激波是倾斜的（附体波 ），波阻较小，用于超），波阻较小，用于超），波阻较小，用于超），波阻较小，用于超音速飞机的机头音速飞机的机头音速飞机的机头音速飞机的机头 第9页/共24页七七 膨胀波膨胀波伯努利静态公式伯努利静态公式 不适用于高速流动
16、情况不适用于高速流动情况，由于空气高速流动时密度由于空气高速流动时密度 不是常数不是常数由推导由推导伯努利方程动态过程，得出考虑到空气的可压缩伯努利方程动态过程，得出考虑到空气的可压缩性的能量守恒方程：性的能量守恒方程：流管截面积增大流管截面积增大流管截面积增大流管截面积增大(dA(dA(dA(dA为正为正为正为正)的情况下，的情况下，的情况下，的情况下，流速变小或增大流速变小或增大流速变小或增大流速变小或增大,与与与与M M M M数有关数有关数有关数有关 亚音速时亚音速时亚音速时亚音速时M1M1M1M1，(M(M(M(M2 2 2 2-1)-1)-1)-1)为负值，为负值，为负值，为负值，
17、截面积增大则流速变小。截面积增大则流速变小。截面积增大则流速变小。截面积增大则流速变小。超音速时超音速时超音速时超音速时M M M M1,1,1,1,(M(M(M(M2 2 2 2-1)-1)-1)-1)为正值，为正值，为正值，为正值，截面积增大流速也增大截面积增大流速也增大截面积增大流速也增大截面积增大流速也增大 超音速气流的变化超音速气流的变化超音速气流的变化超音速气流的变化过渡区内气体是过渡区内气体是过渡区内气体是过渡区内气体是连续膨胀连续膨胀连续膨胀连续膨胀的，叫膨胀波的，叫膨胀波的，叫膨胀波的，叫膨胀波 第10页/共24页常用的空气动力学的基本概念常用的空气动力学的基本概念 飞机与气
18、流的相对作用：风飞机与气流的相对作用：风飞机与气流的相对作用：风飞机与气流的相对作用：风 马赫数马赫数马赫数马赫数MMMM与空速与空速与空速与空速V V V V，亚音速与超音速，亚音速与超音速，亚音速与超音速，亚音速与超音速 动压：评价飞行速度与高度的指标动压：评价飞行速度与高度的指标动压：评价飞行速度与高度的指标动压：评价飞行速度与高度的指标 超音速下的激波、膨胀波超音速下的激波、膨胀波超音速下的激波、膨胀波超音速下的激波、膨胀波 伯努里方程伯努里方程伯努里方程伯努里方程:气流的静态方程气流的静态方程气流的静态方程气流的静态方程(亚音速飞行亚音速飞行亚音速飞行亚音速飞行)第11页/共24页第
19、二节第二节 飞行器的运动参数与操纵机构飞行器的运动参数与操纵机构一、坐标系：一、坐标系：一、坐标系：一、坐标系：描述飞机的姿态、位置；飞机在大气中飞行，运动复杂，描述飞机的姿态、位置；飞机在大气中飞行，运动复杂，描述飞机的姿态、位置；飞机在大气中飞行，运动复杂，描述飞机的姿态、位置；飞机在大气中飞行，运动复杂，有多个坐标系描述；有多个坐标系描述；有多个坐标系描述；有多个坐标系描述；美制与苏制美制与苏制美制与苏制美制与苏制，国标，国标，国标，国标美制美制美制美制1.1.1.1.地面坐标系（地轴系）地面坐标系（地轴系）地面坐标系（地轴系）地面坐标系（地轴系）原点原点原点原点o o o og g g
20、 g 地面某一点（起飞点）地面某一点（起飞点）地面某一点（起飞点）地面某一点（起飞点）o o o og g g gx x x xg g g g 地平面内，指向某方向（飞行航线）地平面内，指向某方向（飞行航线）地平面内，指向某方向（飞行航线）地平面内，指向某方向（飞行航线）o o o og g g gy y y yg g g g 地平面内，垂直于地平面内，垂直于地平面内，垂直于地平面内，垂直于o o o og g g gx x x xg g g g，指向右方，指向右方，指向右方，指向右方 o o o og g g gz z z zg g g g 垂直地面，指向地心，垂直地面，指向地心，垂直地面，
21、指向地心，垂直地面，指向地心，右手定则右手定则右手定则右手定则 描述飞机描述飞机描述飞机描述飞机相对于地面的位置相对于地面的位置相对于地面的位置相对于地面的位置 “不动不动不动不动”的坐标系，的坐标系，的坐标系，的坐标系，惯性坐标系惯性坐标系惯性坐标系惯性坐标系第12页/共24页2.2.2.2.机体坐标系（体轴系）机体坐标系（体轴系）机体坐标系（体轴系）机体坐标系（体轴系）S-oxyzS-oxyz原点原点原点原点o o o o 飞机质心飞机质心飞机质心飞机质心ox ox ox ox 飞机机身纵向轴线，处于飞机对称平面内飞机机身纵向轴线，处于飞机对称平面内飞机机身纵向轴线，处于飞机对称平面内飞机
22、机身纵向轴线，处于飞机对称平面内oy oy oy oy 垂直于飞机对称平面，指向右方垂直于飞机对称平面，指向右方垂直于飞机对称平面，指向右方垂直于飞机对称平面，指向右方oz oz oz oz 在飞机对称平面内，垂直于在飞机对称平面内，垂直于在飞机对称平面内，垂直于在飞机对称平面内，垂直于oxoxoxox向下，向下，向下，向下，描述飞机的描述飞机的描述飞机的描述飞机的姿态运动姿态运动姿态运动姿态运动3.3.3.3.速度坐标系（气流轴系）速度坐标系（气流轴系）速度坐标系（气流轴系）速度坐标系（气流轴系）S-oxS-oxa ay ya az za a原点原点原点原点o o o o 飞机质心飞机质心飞
23、机质心飞机质心oxoxoxoxa a a a 飞机速度飞机速度飞机速度飞机速度V V V V的方向的方向的方向的方向ozozozoza a a a 飞机对称平面，垂直于飞机对称平面，垂直于飞机对称平面，垂直于飞机对称平面，垂直于oxoxa a，指向机腹指向机腹指向机腹指向机腹oyoyoyoya a a a 垂直于垂直于垂直于垂直于oxoxoxoxa a a az z z za a a a平面，向右平面，向右平面，向右平面，向右描述飞机的描述飞机的描述飞机的描述飞机的速度（轨迹）运动，速度（轨迹）运动，速度（轨迹）运动，速度（轨迹）运动，气流方向气流方向气流方向气流方向力的方向（如吹风数据）力的
24、方向（如吹风数据）力的方向（如吹风数据）力的方向（如吹风数据）坐标系间可以相互转换，转换矩阵坐标系间可以相互转换，转换矩阵坐标系间可以相互转换，转换矩阵坐标系间可以相互转换，转换矩阵两个主要的坐标系：两个主要的坐标系：两个主要的坐标系：两个主要的坐标系：惯性；机体惯性；机体惯性；机体惯性；机体第13页/共24页二、飞机的运动参数二、飞机的运动参数姿态角：姿态角：姿态角：姿态角：机体轴系与地轴系的关系机体轴系与地轴系的关系机体轴系与地轴系的关系机体轴系与地轴系的关系1.1.1.1.俯仰角俯仰角俯仰角俯仰角 机体轴机体轴机体轴机体轴oxox与地平面间的夹角与地平面间的夹角与地平面间的夹角与地平面间
25、的夹角 抬头为正抬头为正抬头为正抬头为正 2.2.2.2.偏航角偏航角偏航角偏航角 机体轴机体轴机体轴机体轴oxoxoxox在地面上的投影与在地面上的投影与在地面上的投影与在地面上的投影与 地轴地轴地轴地轴o o o og g g gx x x xg g g g间的夹角间的夹角间的夹角间的夹角 机头右偏航为正机头右偏航为正机头右偏航为正机头右偏航为正 3.3.3.3.滚转角滚转角滚转角滚转角 （倾斜角）（倾斜角）（倾斜角）（倾斜角）机体轴机体轴机体轴机体轴ozozozoz与包含机体轴与包含机体轴与包含机体轴与包含机体轴oxoxoxox的的的的 铅垂面间的夹角，铅垂面间的夹角，铅垂面间的夹角，铅
26、垂面间的夹角，飞机向右倾斜时为正飞机向右倾斜时为正飞机向右倾斜时为正飞机向右倾斜时为正 统称统称统称统称欧拉角欧拉角欧拉角欧拉角第14页/共24页二、飞机的运动参数（续）二、飞机的运动参数（续）二、飞机的运动参数（续）二、飞机的运动参数（续）速度轴系与地面轴系的关系速度轴系与地面轴系的关系速度轴系与地面轴系的关系速度轴系与地面轴系的关系 1.1.1.1.航迹倾斜角航迹倾斜角航迹倾斜角航迹倾斜角 飞行速度飞行速度飞行速度飞行速度V V V V与地平面间的夹角与地平面间的夹角与地平面间的夹角与地平面间的夹角 以飞机向上飞时为正以飞机向上飞时为正以飞机向上飞时为正以飞机向上飞时为正2.2.2.2.航
27、迹方位角航迹方位角航迹方位角航迹方位角 飞行速度飞行速度飞行速度飞行速度V V V V在地平面上的投影与在地平面上的投影与在地平面上的投影与在地平面上的投影与o o o og g g gx x x xg g g g间的夹角间的夹角间的夹角间的夹角 速度在地面的投影在速度在地面的投影在速度在地面的投影在速度在地面的投影在o o o og g g gx x x xg g g g之右时为正之右时为正之右时为正之右时为正3.3.3.3.航迹滚转角航迹滚转角航迹滚转角航迹滚转角 速度轴速度轴速度轴速度轴ozozozoza a a a与包含速度轴与包含速度轴与包含速度轴与包含速度轴oxoxoxoxa a
28、a a的铅垂面间的夹角，的铅垂面间的夹角，的铅垂面间的夹角，的铅垂面间的夹角，以飞机右倾斜为正以飞机右倾斜为正以飞机右倾斜为正以飞机右倾斜为正 制导、导航中常用，飞机作为点运动，运动学方程制导、导航中常用，飞机作为点运动，运动学方程制导、导航中常用，飞机作为点运动，运动学方程制导、导航中常用，飞机作为点运动，运动学方程第15页/共24页二、飞机的运动参数（续）二、飞机的运动参数（续）速度向量与机体轴系的关系速度向量与机体轴系的关系1 1 1 1、迎角、迎角、迎角、迎角 速度向量速度向量速度向量速度向量V V V V在飞机对称面上的投影与机体轴在飞机对称面上的投影与机体轴在飞机对称面上的投影与机
29、体轴在飞机对称面上的投影与机体轴oxoxoxox的的的的夹角，以夹角，以夹角，以夹角，以V V V V的投影在的投影在的投影在的投影在oxoxoxox轴之下为正轴之下为正轴之下为正轴之下为正 2 2 2 2、侧滑角、侧滑角、侧滑角、侧滑角 速度向量速度向量速度向量速度向量V V V V与飞机对称面的夹角。与飞机对称面的夹角。与飞机对称面的夹角。与飞机对称面的夹角。V V V V处于对称面之右时为正处于对称面之右时为正处于对称面之右时为正处于对称面之右时为正 产生空气动力的主要因素产生空气动力的主要因素产生空气动力的主要因素产生空气动力的主要因素对于飞控是重要的变量对于飞控是重要的变量对于飞控是
30、重要的变量对于飞控是重要的变量第16页/共24页三、飞行器运动的自由度三、飞行器运动的自由度 刚体飞机，空间运动，有刚体飞机，空间运动，有刚体飞机，空间运动，有刚体飞机，空间运动，有6 6 6 6个自由度：个自由度：个自由度：个自由度：质心质心质心质心x x x x、y y y y、z z z z线运动（速度增减，升降，左右移动）线运动（速度增减，升降，左右移动）线运动（速度增减，升降，左右移动）线运动（速度增减，升降，左右移动）绕质心的转动角运动绕质心的转动角运动绕质心的转动角运动绕质心的转动角运动 飞机有一个对称面飞机有一个对称面飞机有一个对称面飞机有一个对称面：纵向剖面纵向剖面纵向剖面纵
31、向剖面，几何对称、质量对称，几何对称、质量对称，几何对称、质量对称，几何对称、质量对称1.1.1.1.纵向运动纵向运动纵向运动纵向运动 速度速度速度速度V V V V，高度，高度，高度，高度H H H H，俯仰角，俯仰角，俯仰角，俯仰角 2.2.2.2.横航向运动横航向运动横航向运动横航向运动 质心的侧向移动，偏航角，滚转角质心的侧向移动，偏航角，滚转角质心的侧向移动，偏航角，滚转角质心的侧向移动，偏航角，滚转角 纵向、横航向内部各变量之间的气动交联较强纵向、横航向内部各变量之间的气动交联较强纵向、横航向内部各变量之间的气动交联较强纵向、横航向内部各变量之间的气动交联较强 纵向与横航向之间的气
32、动交联较弱，可以简化分析纵向与横航向之间的气动交联较弱，可以简化分析纵向与横航向之间的气动交联较弱，可以简化分析纵向与横航向之间的气动交联较弱，可以简化分析第17页/共24页四、飞机的操纵机构四、飞机的操纵机构飞机：飞机：飞机：飞机：升降舵、方向舵、副翼及油门杆升降舵、方向舵、副翼及油门杆升降舵、方向舵、副翼及油门杆升降舵、方向舵、副翼及油门杆 1.1.1.1.升降舵偏转角升降舵偏转角升降舵偏转角升降舵偏转角 e e e e 后缘下偏为正，产生正升力，后缘下偏为正，产生正升力，后缘下偏为正，产生正升力，后缘下偏为正，产生正升力，正正正正 e e e e产生负俯仰力产生负俯仰力产生负俯仰力产生负
33、俯仰力矩矩矩矩M M M M 2.2.2.2.方向舵偏转角方向舵偏转角方向舵偏转角方向舵偏转角 r r r r 方向舵后缘左偏为正，方向舵后缘左偏为正，方向舵后缘左偏为正，方向舵后缘左偏为正，正正正正 r r r r产生负偏航力矩产生负偏航力矩产生负偏航力矩产生负偏航力矩N N N N 3.3.副翼偏转角副翼偏转角副翼偏转角副翼偏转角 a a a a 右副翼后缘下偏右副翼后缘下偏右副翼后缘下偏右副翼后缘下偏(左副翼随同上偏左副翼随同上偏左副翼随同上偏左副翼随同上偏)为正为正为正为正正正正正 a a a a产生负滚转力矩产生负滚转力矩产生负滚转力矩产生负滚转力矩L L L L第18页/共24页四
34、、飞机的操纵机构（续）四、飞机的操纵机构（续）四、飞机的操纵机构（续）四、飞机的操纵机构（续）驾驶杆驾驶杆驾驶杆驾驶杆 前推位移前推位移前推位移前推位移WeWeWeWe为正为正为正为正(此时此时此时此时 e e e e亦为正，产生负的俯仰力矩，低亦为正，产生负的俯仰力矩，低亦为正，产生负的俯仰力矩，低亦为正，产生负的俯仰力矩，低头头头头)左倾位移左倾位移左倾位移左倾位移WaWaWaWa为正为正为正为正(此时此时此时此时 a a a a亦为正，产生负的滚转力矩，左亦为正，产生负的滚转力矩，左亦为正，产生负的滚转力矩，左亦为正，产生负的滚转力矩，左滚滚滚滚)脚蹬脚蹬脚蹬脚蹬 左脚蹬向前位移左脚蹬向
35、前位移左脚蹬向前位移左脚蹬向前位移WrWrWrWr为正（此时为正（此时为正（此时为正（此时 r r r r亦为正，产生负的偏航力亦为正，产生负的偏航力亦为正，产生负的偏航力亦为正，产生负的偏航力矩，左转矩，左转矩，左转矩，左转)油门杆油门杆油门杆油门杆 前推为正，前推为正，前推为正，前推为正，加大油门，加大油门，加大油门，加大油门，从而加大推力从而加大推力从而加大推力从而加大推力 反之为负，反之为负，反之为负，反之为负，即收油门，即收油门，即收油门，即收油门，减小推力减小推力减小推力减小推力 第19页/共24页第三节、空气动力与空气动力系数第三节、空气动力与空气动力系数 飞行中飞机表面承受着气
36、动压力飞行中飞机表面承受着气动压力飞行中飞机表面承受着气动压力飞行中飞机表面承受着气动压力空气动力，空气动力，空气动力，空气动力，分布的压力可以看作一个分布的压力可以看作一个分布的压力可以看作一个分布的压力可以看作一个合力、合力矩合力、合力矩合力、合力矩合力、合力矩：力：力：力：力：升力升力升力升力LiftLift，L L：飞机的垂直剖面内，垂直于速度飞机的垂直剖面内，垂直于速度飞机的垂直剖面内，垂直于速度飞机的垂直剖面内，垂直于速度V V，向上为正，向上为正，向上为正，向上为正 升力作用点升力作用点升力作用点升力作用点焦点焦点焦点焦点 阻力阻力阻力阻力DD：在速度的反方向上，平行于气流，向后
37、为正在速度的反方向上，平行于气流，向后为正在速度的反方向上，平行于气流，向后为正在速度的反方向上，平行于气流，向后为正 侧力侧力侧力侧力 Y Y：垂直于飞机的垂直剖面，向右为正垂直于飞机的垂直剖面，向右为正垂直于飞机的垂直剖面，向右为正垂直于飞机的垂直剖面，向右为正 力矩：机体轴系上定义力矩：机体轴系上定义力矩：机体轴系上定义力矩：机体轴系上定义 由力产生，有力臂形成力矩由力产生，有力臂形成力矩由力产生，有力臂形成力矩由力产生，有力臂形成力矩 俯仰力矩俯仰力矩俯仰力矩俯仰力矩MM：绕飞机绕飞机绕飞机绕飞机oyoy轴的力矩轴的力矩轴的力矩轴的力矩 偏航力矩偏航力矩偏航力矩偏航力矩NN：绕飞机绕飞
38、机绕飞机绕飞机ozoz轴的力矩轴的力矩轴的力矩轴的力矩 滚转力矩滚转力矩滚转力矩滚转力矩L L：绕飞机绕飞机绕飞机绕飞机oxox轴的力矩轴的力矩轴的力矩轴的力矩z第20页/共24页空气动力系数空气动力系数 用无因次形式表示，有利于分析比较用无因次形式表示，有利于分析比较用无因次形式表示，有利于分析比较用无因次形式表示，有利于分析比较 升力系数：升力系数：升力系数：升力系数：C CL L=L/QS=L/QSww ，纵向系数纵向系数纵向系数纵向系数 阻力系数：阻力系数：阻力系数：阻力系数：C CDD=D/QS=D/QSww 侧力系数：侧力系数：侧力系数：侧力系数：C CY Y=Y/QS=Y/QSw
39、w 横侧向系数横侧向系数横侧向系数横侧向系数 滚转力矩系数：滚转力矩系数：滚转力矩系数：滚转力矩系数：C CL L=L=LA A/QS/QSwwb b 俯仰力矩系数：俯仰力矩系数：俯仰力矩系数：俯仰力矩系数：C Cmm=M=MA A/QS/QSwwC CAA 偏航力矩系数：偏航力矩系数：偏航力矩系数：偏航力矩系数：C Cn n=N=NA A/QS/QSwwb b 式中：式中：式中：式中：Q=1/2Q=1/2 V V2 2动压，动压，动压，动压，Qs=Qs=牛顿（力），牛顿（力），牛顿（力），牛顿（力），S Sww机翼参考机翼参考机翼参考机翼参考面积，面积，面积，面积，b b 机翼展长，机翼展长
40、，机翼展长，机翼展长，C CAA 机翼平均气动弦长机翼平均气动弦长机翼平均气动弦长机翼平均气动弦长第21页/共24页 重点空速空速空速空速v v v v，马赫数，马赫数，马赫数，马赫数MMMM，动压，动压，动压，动压Q QQ Q；坐标系：坐标系：坐标系：坐标系：惯性坐标系、机体坐标系、速度坐标系；惯性坐标系、机体坐标系、速度坐标系；惯性坐标系、机体坐标系、速度坐标系；惯性坐标系、机体坐标系、速度坐标系；飞机运动参数：飞机运动参数：飞机运动参数：飞机运动参数：俯仰角、滚转角、偏航角；俯仰角、滚转角、偏航角；俯仰角、滚转角、偏航角；俯仰角、滚转角、偏航角；迎角与侧滑迎角与侧滑迎角与侧滑迎角与侧滑角
41、；角；角；角；操纵：三个舵面（升降舵、方向舵、副翼）偏转操纵：三个舵面（升降舵、方向舵、副翼）偏转操纵：三个舵面（升降舵、方向舵、副翼）偏转操纵：三个舵面（升降舵、方向舵、副翼）偏转角；角；角；角；稳定性定义；稳定性定义；稳定性定义；稳定性定义；空气动力系数：空气动力系数：空气动力系数：空气动力系数：无因次系数；无因次系数；无因次系数；无因次系数；第22页/共24页本节习题名词解释：流场，流线，流管，定型流试述流管截面积变化与流速变化的关系在超音速和亚音速时有何不同？马赫数的定义？什么是临界马赫数？飞行速度范围如何划分？说明飞机各操纵面的偏转极性及于操纵力矩极性的关系。第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页