单元五 飞机飞行的原理与飞行过程

1、单元五 飞机飞行的原理与飞行过程,主要内容,飞机飞行的原理 飞机飞行的过程 飞机飞行的环境,飞行的基本原理,思考：飞机升力是如何产生的？ http:/,飞机升力的产生,升力的主要来源是机翼，原理是基于伯努力定理。 伯努力定理推导的结论： 流体速度大时,它产生的压力小,流体速度小时产生的压力大; 机翼升力的产生(图示,迎角,飞机的迎角是指原前方的相对气流与飞机弦线的夹角. 弦线是飞机机翼前缘与后缘的连线,思考： 飞机起飞和降落是顺风还是逆风好,飞机飞行时受到的作用力,思考:飞机在空中飞行时受到哪些作用力？ 重力 升力 推力 阻力(摩擦阻力激波阻力) 思考:阻力产生的原因,高速飞行的问题,激波 产

2、生原因 音障:由于激波的产生使阻力急剧上升,升力下降,这个现象被称为音障,激波阻力,马赫数,马赫数：飞机飞行的速度与音速的比值。 m值的范围： 1.3 超音速飞机 民航飞机应用的m值为0.750.92(高亚音速飞机,局部激波,图示: 掠角,如何解决局部激波问题,后掠机翼 平直机翼 前掠机翼,飞机的飞行控制,飞机的平衡 飞机三个主操纵面 俯仰：抬头向上或低头下降。（水平尾翼的升降舵） 侧倾：一侧的机翼高于另一侧的机翼。（机翼上的副翼） 偏航：向左向右转（垂直尾翼方向舵） 思考: 为什么在飞机上不能随意更改自己的座位? 为什么飞机在起飞前30分钟就停止值机,民航飞机的运行和性能,飞机的飞行过程：飞

3、机要完成一次飞行任务要经过滑行、起飞、爬升、巡航、下降、着陆几个阶段。 整个飞行过程中，操作最复杂的是起飞和降落阶段，据统计航空事故的68%出现在这两个阶段，因而在飞机设计上和驾驶员的训练上这两个阶段都是重点，以确保飞行安全,飞机起飞视频 看笨重的747飞机起飞 - 视频 - 优酷视频 - 在线观看 - 笨重 飞机 747 起飞,滑行,飞机完成航班飞行前各项地面勤务工作。 向航空管制部门、塔台申请并获准后，在机坪上启动发动机，经滑行道到达跑道端准备起飞。 滑行段是飞机重量最大的时刻，也是驾驶员做起飞前各种准备和检查的时刻，同空中飞行一样也需认真小心,起飞,飞机起飞是一个直线加速运动，是飞机功率

4、最大和驾驶员操作最繁忙的时候; 决断速度 思考：飞机滑跑到跑道端，有时要等好久才起飞，为什么,起飞距离,从飞机滑跑开始到飞越35米高度的地面距离称为起飞距离，起飞距离越短越好。这个距离的长短取决于发动机的推力的大小，增升装置的性能，同时也和海拔高度及地面温度有关,爬升阶段,爬升阶段 固定的角度持续爬升 优点：节省时间，但发动机所需的功率大，燃料消耗大。 阶梯式的爬升 优点：由于飞机的升力随速度升高而增加，同时燃油的消耗使飞机的重量不断减轻，因而这样的爬升最节约燃料,巡航阶段 飞机达到预定高度后，保持水平等速飞行状态，这时如果没有天气变化的影响，驾驶员可以按照选定的航线以一定速度和姿态稳定飞行，

5、飞机几乎不需要操纵,驾驶员一般只需进行必要的监控。这一阶段的飞行事故率最低。 下降阶段 在降落前半小时或更短的飞行距离时驾驶员开始逐渐降低高度，减慢飞行速度,到达机场的空域上空,进近和着陆阶段 进近也叫进场，指飞机在机场上空由地面管制人员指挥对准跑道下降的阶段。这个阶段飞机需要按规则饶机场飞行后直接对准跑道，飞机减速，放下起落架。 着陆距离由50英尺高度到完全停止的距离称为着陆距离，这个距离也是越短越好。 思考：飞机为什么有时在机场上空徘徊，却不降落,飞机的各种重量的关系,最大起飞重量（mtow） 最大着陆重量（mlw） 最大无燃油重量（mzfw） 使用空机重量（oew） 业载： 燃油重量,最

6、大起飞重量：指飞机适航证上所规定的该型飞机在起飞时所许可的最大重量。 最大着陆重量：是飞机在着陆时允许的最大重量，它要考虑着陆时的冲击对起落架和飞机结构的影响，大型飞机的最大着陆重量小于最大起飞重量，中小飞机两者差别不大。由飞机制造厂和民航当局所规定。 空机重量:或称飞机基本重量,指除商务载重（旅客及行李、货物邮件）和燃油外飞机作好执行飞机飞行任务准备的飞机重量,业载：业务载荷，也称商载。指飞机可以用来赚取利润的商业载荷。 旅客:总重量为座位数x旅客平均重量，我国一般旅客(含随身携带的行李)平均重量按75公斤计算。行李货物,各种重量之间的关系,最大起飞重量=使用空机重量+燃油重量+商载,业载航

7、程图,思考：商载与航程之间的关系 ？ 航程和业载是飞机完成飞行任务的最主要的指标。业载航程图就是表示航程、业载和飞机的重量及燃油量相互之间的关系,飞机的综合性能指标p127,业载航程图 飞行的速度和高度 速度：高亚音速度m=0.75-0.92 飞行高度p120 经济性能：燃油利用率；维修性和可靠性； 适应性； 安全性 舒适性,图：a380休闲区,大气层的构造,大气层：0100公里 （航空活动） 近地空间：10020003000公里 电离层和逸散层 （载人航天器） 大气层的构造： 对流层 平流层,大气层的构造,对流层 也称为变温层，海平面算起平均高度为11公里； 这是航空器活动的主要区域； 有云

8、、雾、风、雪等气候现象； 平流层： 下部同温层，温度相同，为-56.5； 因为无水蒸汽，故无云、雾、雪等气候现象； 思考：民用航空器活动的空间范围,航空器活动的空间,航空器活动在对流层和平流层下部；（018公里）； 无增压舱的小型飞机：06公里 大型和高速的喷气客机：713公里 超音速和一些高速军用飞机：13.518公里,大气物理参数,航空器活动的环境为大气空间，对飞行影响最大的大气物理参数是气压、温度、空气密度和音速。 空气密度 概念：空气密度是指单位体积内的空气质量。 理解：空气的密度如同人口密度一样，人口密度越大，单位体积内人口的数量就越大，空气密度越大，单位体积内空气分子的数量就越多，

9、反之，越少。 思考：空气密度对飞机飞行的影响,空气的温度（t,概念：空气的温度指空气的冷热程度。 单位： 我国常用：摄氏温度 理论计算中，常用绝对温度 t，单位：开氏度 k ； 绝对温度：当分子停止不规则热运动时，即分子的平均速度为零时，此时的温度为绝对零度。 k=273+c 每升高1000米，温度下降6.5c，在11公里26公里，温度为-56.5c,大气压力,概念：空气的压强，物体单位面积上所承受的空气的垂直作用力。 思考：随着高度的增加，空气压力如何变化？ 单位 工程上 公斤/平方米 公斤/平方厘米 国际 帕斯卡 （pa）；牛/平方米 ；毫米汞柱 （mmhg,温度随高度(h)的变化,温度

10、因为飞机一般在对流层和平流层飞行。 在11km以下，每升高1km，温度下降6.5c，这一层称为对流层。 在11km到3540km的距离称为平流层，在这一层，空气的温度不会变化，一般保持在-56.5c。因此这一层又称为恒温层,密度、温度、压力随高度(h)的变化,密度是单位体积空气的质量，因此，随高度的增加，空气的密度就会越小。 大气压随高度的升高而降低。 温度 三者随高度的变化，对飞行有很大的影响。 飞行高度太高，空气密度很小，发动机的效率就会很低（发动机燃烧需要氧气）； 飞行高度太高，空气压力很小，对飞机结构、机载设备机上人员都是很大的威胁,飞行高度的确定,场压高度：机场当地海拔高度的气压高度

11、为零，飞机高度表上表示出来的高度就是机场上空的相对高度距离，即场压高度。 飞机在起飞和降落时，必须知道和机场之间的相对高度，以确保高度表指示出与机场地面及地面障碍物之间的距离，因此要使用场压高度。 海平面气压高度：以当地实际海平面的气压数据作为高度的基准面，飞机高度表上表示出来的高度就是飞机的实际海拔高度，即海平面气压高度。 飞机在爬升和下降阶段需要知道它的真实海拔高度，以便通过航图确定和下面地形之间的高度距离，因此需要海平面气压高度。 标准气压高度：以国际标准大气的基准面得到的高度称为标准气压高度，为标准气压高度。 飞机在巡航阶段，为了使空中飞行的各航空器有统一的高度标准，避免因高度基准不同

12、而导致的垂直间隔不够而出现故障，因此使用标准气压高度,思考：哪些天气状况影响飞机的飞行？ fs2004 恶劣天气飞行 - 视频 - 在线观看 - 土豆网,影响飞行活动的天气情况,云和能见度 雾 降水 风 沙尘暴,资料：可见度的影响,在具有仪表着陆系统的机场上，飞机虽然可以在低能见度下着陆，但目前世界上较大的机场，当跑道视距小于400米，判断高度低于30米时，飞机就难以着陆。 中国民航规定：一般情况，跑道视程在550米以下时，禁止飞机着陆；跑道视程在500米以下时，禁止飞机起飞,云对飞行的影响,云是在飞行中经常遇到和常会给飞行活动带来影响的一种气象条件。 对飞行的影响主要有： 云底高度很低的云影

13、响飞机的起降； 云中能见度很坏，影响目视飞行； 云中的冷却水水滴使飞机积冰； 云中的湍流造成飞机颠簸； 云中明暗不均容易使飞行员产生错觉； 云中的雷电损坏飞机等等,例：云对飞行的影响,1981年4月21日，民航北京管理局一架飞机在南海北部湾四号钻井平台起飞，因天气不好飞行员产生错觉，飞机飞入海中。 1993年10月26日，东方航空公司一架飞机在福州机场着陆过程中，因下雨，云低，飞机冲出跑道。 1985年有3架安-24飞机因机场低云、低能见度，在着陆时发生飞行事故,资料：气象对航空事故的影响,航空事故的原因：机械故障、飞行人员操纵错误、指挥不当、气象条件恶劣等等。 对航空事故和事故征候的分析表明

14、，恶劣的气象条件往往是航空事故的直接原因和间接原因。 icao统计，仅仅由于天气造成的严重航空事故，占事故总数的1015，如果把天气虽不是事故的直接原因，但天气促成了事故的发生，大约每三次事故中就有一次是直接或间接由恶劣天气造成的。 据美国统计，在19621986年间，直接由气象原因造成的飞行事故就有32起，亡789人，伤321人,对飞机产生严重危险的气象,雷暴：暴风雨、闪电； 风切变：风的速度和方向的突然改变； 颠簸：不稳定的气流的上、下运动； 晴空湍流 飞机后面的尾流（大飞机尾流可延伸300米左右,颠簸对飞行的影响,颠簸使机身振颤，会使进入发动机气道的空气量显著减少，严重时会造成自动停车。

15、 强的颠簸会使机组和旅客十分疲劳，头昏眼花，恶心呕吐。 特别是突然强烈颠簸，如果未系好安全带，会造成乘客伤亡。 例： 2002年1月25日，南航b757飞机执行深圳武汉航班任务，当飞机下降至7800米时，突然遇到严重颠簸，导致1名乘务员受伤，5名乘客因惊吓到医院检查。 1992年5月22日，一架b767飞机从上海飞往北京，在济南以南90公里、9000米高空，遇到强急流和晴空颠簸，造成4名乘务员和多名旅客受伤。 思考：如果你是乘务员，应该注意什么,资料,例如，2006年10月29日，尼日利亚adc航空公司一架注册号为5n-bfk的波音737-200客机在阿布贾国际机场向塔台请示起飞，由于当时机场

16、周围正下着暴雨，不具备飞行条件，管制人员曾一再建议机组等候暴雨停息后再起飞，但机长无视管制员的建议，鲁莽决定冒雷雨起飞，结果酿成惨剧-起飞5分钟后飞机不幸坠落在一片玉米地里并燃烧起火，飞机报废，机上105人中96人遇难，一名地面人员被砸死,资料：雷暴的影响,2006年8月22日，一架俄罗斯普尔科夫航空公司的图154客机（注册号ra-85185）在乌克兰顿涅茨克以北45千米处坠地起火直至损毁，机上10名机组人员和160名乘客全部遇难。 调查结果显示，因为飞机在恶劣的天气条件下穿越雷雨锋面（雷雨云层）时，机组没有清楚了解雷雨锋面的实际厚度就擅自决定从锋面上部绕飞。 而当时的雷雨锋面高度在15000

17、米左右，是图154飞机所能达到的极限高度。当飞机爬升到15000米时候，正好遇到强烈的气流。在颠簸中2台发动机同时停车，飞机急速下降至12000米，完全进入强烈雷雨区，随后便失去了控制，约4分钟后坠毁,航线,航线：飞机从地球表面一点到另一点的预定的路线称为航线。 地球上的连线有多种，但作为航线一般使用大圆航线和等角航线。 大圆航线 概念：地面上任何两点和地心构成一个平面，该平面与球面的交线为连接这两点的大圆，沿着大圆在两点之间弧线的航线为大圆航线。 特点：距离最短，节约燃油和时间；航行中，方向始终改变（除赤道和经圈与大圆重合，方向不会改变外），对驾驶员带来不便,等角航线,概念：两点间按它们的相

18、对方位，以不变的方位角连接起来的航线，称为等角航线。 特点：航线角始终不变，驾驶方便；距离较长。 实际应用中，视情而定，航程短，用等角航线；航程长用大圆航线。 航线： 大圆航线：大圆航线的距离最短，故常被采用； 等角航线：航线角不变,等角航线：是地球表面上与经线相交成相同角度的曲线。在地球表面上除经线和纬线以外的等角航线，都是以极点为渐近点的螺旋曲线,大圆航线：地球面上两点间最短距离是通过两点间的大圆弧，也称为大圆航线,4.4 世界地图投影,距离与航线,距离： 1英尺=0.305米； 1英寸=2.54厘米 1公斤=2.205磅 1海里=1.853公里； 1英里=1.609公里,时刻的种类及其相

19、互关系,时段和时刻 时刻的种类及其相互关系 地方时：人们把太阳正对头顶，即当地经线正对太阳的时刻，作为正午12时，正背太阳的时刻做为0时； 区时： 北京时间：东8区区时为我国的标准时间。 世界时：0区的区时作为标准时； 协调世界时：国际民航组织规定，国际航线统一使用协调世界时,地球的经线与纬线,区时的产生,地球总是自西向东自转，东边总比西边先看到太阳，东边的时间也总比西边的早。东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计，而且还要以分和秒来计算，这给人们的日常生活和工作都带来许多不便。 各国的时间使用地方时，没有统一换算方法，给交通和通讯带来不便。（时差的意识在此前就有，只是没有形成完善制度）为了统一，世界采取了时差制度并且遵循此制度，各国时间历法都以此制度为基础,区时,地球每24小时自转一周（360），即一小时转过经度15。因此，国际上规定，每隔15划分一个时区