飞机基础原理及常识概述

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET. HYPERLINK 升力是如何何产生的的从物理学根根据柏利利定理知知道，空空气的流流速大，压力就就小我我们应用用这一定定理来解解释升力力的产生生最简单的试试验是双双手拿一一张轻薄薄的纸靠靠近下唇唇边，此此时纸向向下垂用嘴大大力吹气气，纸张张即向上上飘起为什幺幺呢？原原因是纸纸上方的的空气被被吹动，故故而流速速变大，压压力变小小而下下方的空空气不动动，压力力比上方方大，故故而能把把纸抬起起来这这就是升升力也可以用两两张纸做做类似的的试验将两张张薄纸按按一定的

2、的距离平平行放置置，对着着两张纸纸中间猛猛吹一口口气，你你会发现现两张纸纸会靠近近，这也也是因为为两张纸纸之间的的空气流流动速度度加快，使使其内部部的压力力变小，外外界的大大气压力力将纸向向内压的的缘故。谈谈到这里里，我们们可以下下个结论论，那便便是升力力是由压压力差产产生的。那幺幺机翼又又是如何何产生压压力差的的呢?看下面面的图，当当机翼向向前运动动时，AA点的空空气分子子会经CC、D两条路路线同时时到达BB点，经经过C条路线线的空气气分子因因为所走走的路程程长，故故它的速速度一定定比经过过D条路线线的空气气分子的的速度快快。根据据柏努利利定理，机翼上面的空气压力肯定要比下面的空气压力小，这

3、样便产生了压力差，也就是升力。一、升升力和阻阻力飞机和模型型飞机之之所以能能飞起来来，是因因为机翼翼的升力力克服了了重力。机机翼的升升力是机机翼上下下空气压压力差形形成的。当当模型在在空中飞飞行时，机机翼上表表面的空空气流速速加快，压压强减小小；机翼翼下表面面的空气气流速减减慢压强强加大(伯努利利定律)。这是是造成机机翼上下下压力差差的原因因。造成成机翼上上下流速速变化的的原因有有两个：a、不对对称的翼翼型；bb、机翼翼和相对对气流有有迎角。翼翼型是机机翼剖面面的形状状。机翼翼剖面多多为不对对称形，如如下弧平平直上弧弧向上弯弯曲(平凸型型)(图1)和上上下弧都都向上弯弯曲(凹凸型型)。对称称翼

4、型则则必须有有一定的的迎角才才产生升升力(图2)。图一图二升力的大小小主要取取决于四四个因素素：a、升力力与机翼翼面积成成正比；b、升力力和飞机机速度的的平方成成正比。同同样条件件下，飞飞行速度度越快升升力越大大；c、升力力与翼型型有关，通通常不对对称翼型型机翼的的升力较较大；dd、升力力与迎角角有关，小小迎角时时升力(系数)随迎角角直线增增长，到到一定界界限后迎迎角增大大升力反反而急速速减小，这这个分界界叫临界界迎角。机翼和水平平尾翼除除产生升升力外也也产生阻阻力，其其它部件件一般只只产生阻阻力。二、平平飞水平匀速直直线飞行行叫平飞飞。平飞飞是最基基本的飞飞行姿态态。维持持平飞的的条件是是：

5、升力力等于重重力，拉拉力等于于阻力(图3)。由于升力、阻阻力都和和飞行速速度有关关，一架架原来平平飞中的的模型如如果增大大了马力力，拉力力就会大大于阻力力使飞行行速度加加快。飞飞行速度度加快后后，升力力随之增增大，升升力大于于重力模模型将逐逐渐爬升升。为了了使模型型在较大大马力和和飞行速速度下仍仍保持平平飞，就就必须相相应减小小迎角。反反之，为为了使模模型在较较小马力力和速度条条件下维维持平飞飞，就必必须相应应的加大大迎角。所所以操纵纵(调整)模型到到平飞状状态，实实质上是是发动机机马力和和飞行迎迎角的正正确匹配配。图三图四三、爬爬升前面提到模模型平飞飞时如加加大马力力就转为为爬升的的情况。爬

6、爬升轨迹迹与水平平面形成成的夹角角叫爬升升角。一一定马力力在一定定爬升角角条件下下可能达达到新的的力平衡衡，模型型进入稳稳定爬升升状态(速度和和爬角都都保持不不变)。稳定定爬升的的具体条条件是：拉力等等于阻力力加重力力向后的的分力(F=XX十Gsiin)；升力力等于重重力的另另一分力力(Y=GCoos)。爬升升时一部部分重力力由拉力力负担，所所以需要要较大的的拉力，升升力的负负担反而而减少了了(图4)。和平飞相似似，为了了保持一一定爬升升角条件件下的稳稳定爬升升，也需需要马力力和迎角角的恰当当匹配。打打破了这这种匹配配将不能能保持稳稳定爬升升。例如如马力增增大将引引起速度度增大，升升力增大大，

7、使爬爬升角增增大。如如马力太太大，将将使爬升升角不断断增大，模模型沿弧弧形轨迹迹爬升，这这就是常常见的拉拉翻现象象(图5)。图5图6四、滑滑翔滑翔是没有有动力的的飞行。滑滑翔时，模模型的阻阻力由重重力的分分力平衡衡，所以以滑翔只只能沿斜斜线向下下飞行。滑滑翔轨迹迹与水平平面的夹夹角叫滑滑翔角(图6)。稳稳定滑翔翔(滑翔角角、滑翔翔速度均均保持不不变)的条件件是：阻阻力等于于重力的的向前分分力(XX=GSSin)；升力力等于重重力的另另一分(Y=GCoos)。滑翔角角是滑翔翔性能的的重要方方面。滑滑翔角越越小，在在同一高高度的滑滑翔距离离越远。滑滑翔距离离(L)与下降降高度(h)的的比值叫叫滑翔

8、比比(k)，滑翔翔比等于于滑翔角角的余切切滑翔比比，等于于模型升升力与阻阻力之比比(升阻比比)。Ctg=1/hh=k。滑滑翔速度度是滑翔翔性能的的另一个个重要方方面。模模型升力力系数越越大，滑滑翔速度度越小；模型翼翼载荷越越大，滑滑翔速度度越大。调调整某一一架模型型飞机时时，主要要用升降降调整片片和重心心前后移移动来改改变机翼翼迎角以以达到改改变滑翔翔状态的的目的。五、力矩平平衡和调调整手段段调整模型不不但要注注意力的的平衡，同同时还要要注意力力矩的平平衡。力力矩是力力的转动动作用。模型型飞机在在空中的的转动中中心是自自身的重重心，所所以重力力对模型型不产生生转动力力矩。其其它的力力只要不不通

9、重心心，就对对重心产产生力矩矩。为了了便于对对模型转转动进行行分析，把把绕重心心的转动动分解为为绕三根根假想轴轴的转动动，这三三根轴互互相垂直直并交于于重心(图7)。贯穿穿模型前前后的叫叫纵轴，绕绕纵轴的的转动就就是模型型的滚转转；贯穿穿模型上上下的叫叫立轴，绕绕立轴的的转动是是模型的的方向偏偏转；贯贯穿模型型左右的的叫横轴轴，绕横横轴的转转动是模模型的俯俯仰。对于调整模模型来说说，主要要涉及四四种力矩矩；这就就是机翼翼的升力力力矩，水水平尾翼翼的升力力力矩；发动机机的拉力力力矩；动力系系统的反反作用力力矩。机机翼升力力力矩与与俯仰平平衡有关关。决定定机翼升升力矩的的主要因因素有重重心纵向向位

10、置、机机翼安装装角、机机翼面积积。图七图八水平尾翼升升力力矩矩也是俯俯仰力矩矩，它的的大小取取决于尾尾力臂、水水平尾翼翼安装角角和面积积。拉力线如果果不通过过重心就就会形成成俯仰力力矩或方方向力矩矩，拉力力力矩的的大小决决定于拉拉力和拉拉力线偏偏离重心心距离的的大小。发发动机反反作用力力矩是横横侧(滚转)力矩，它它的方向向和螺旋旋桨旋转转方向相相反，它它的大小小与动力力和螺旋旋桨质量量有关。俯仰力矩平平衡决定定机翼的的迎角：增大抬抬头力矩矩或减小小低头力力矩将增增大迎角角；反之之将减小小迎角。所所以俯仰仰力矩平平衡的调调整最为为重要。一一般用升升降调整整片、调调整机翼翼或水平平尾翼安安装角、改

11、改变拉力力上下倾倾角、前前后移动动重心未未实现。方向力矩平平衡主要要用方向向调整片片和拉力力左右倾倾角来调调整。横横侧力矩矩平衡主主要用副副翼来调调整。 利利用机翼翼飞行类类飞机的的特点主主要是在在动力推推进下有有一个至至几个主主机翼来来产生升升力。如如我们的的神鹰11号、仿仿真飞机机系列、微微型飞机机系列等等。首先先我们来来对飞机机的各部部分作个个简单的的认识。 这这类飞机机在巡航航飞行时时有一个个稳定的的飞行状状况，这这个稳定定的状况况包含有有三方面面的稳定定在横向轴上上的俯仰仰稳定；在垂直轴上上的方向向稳定；在纵向轴上上的横侧侧稳定；机俯仰运动动的稳定定前面讲过机机翼产生生升力的的原理，

12、其其实机翼翼的不同同迎角也也会产生生不同效效果。根根据风洞洞测试不不同迎角角的机翼翼产生的的升力曲曲线如图图。在图中我们们可以看看到，升升力从零零起呈直直线增加加，但当当迎角变变到188左右时时，升力力便忽然然变小了了，飞机机便下坠坠，这就就是失速速现象 飞机偏转运运动的稳稳定在飞机左右右对称，不不变形的的情况下下，飞机机的方向向偏转运运动主要要受垂直直尾翼的的影响和和控制，它它就象飞飞标的定定风翼一一样，一一直会对对正风向向飞行。如如图标：当飞机遇到到阵侧风风时，飞飞机的尾部会受受到一个个向右的的推力，使飞机由原原来航向向偏转对对阵侧风风向飞行行。 鉴鉴于这点点，我们们便可以以通过调调整垂直

13、直尾翼来来控制飞飞机的转转弯，如如使其盘盘旋。如如神鹰11号便是是通过舵舵机来调调整垂直直尾翼，实实现转弯弯和盘旋旋的。飞机横侧稳稳定老鹰在空中中遨翔时时，它的的一对翅翅膀是向向上翘起起的，其其实它双双翼翘起起的目的的是保持持身体的的平衡稳稳定。对对于飞机机来讲，双双翼翘起起的角度度，我们们叫上反反角上上反角越越大，飞飞机的横横侧稳定定越好，但但太大的的上反角角会使飞飞机的有有效升力力面积减减小，使使翼荷载载变大，整整体升力力变差，并并且使飞飞机左右右飘摆，飞飞行性能能变坏飞机在向侧侧滑运动动时，它它受力示示意图如如右。可可以明显显地看到到。 在在侧滑时时，aa b角度，侧滑方向M上反角ab故

14、左边的机机翼产生生的升力力侧滑方向M上反角ab右边的机翼翼所产生生的升力力F1，这这个升力差，会会使飞机机产生一一个如图图示的扭矩MM，从而而扶正飞飞机，达达到稳定飞行。飞行中常见见的问题题调整下面是飞行行状况的的基本调调整方式式（只针针对重心心适中的的飞机）飞行状况11：飞机机出手后后,向上急急升后失失速落地地发生原因调整方式出手速度太太大放手时,机机头抬得得过高动力推得太太大水平尾翼上上翘过多多减小出手速速度将飞机减少少抬头角角度或水水平掷出出减小动力将水平尾翼翼稍向下下调整好好飞行状况22：飞机机出手后后,急速落落地发生原因调整方式出手速度太太小顺风掷出动力太小或或低头掷掷出水平尾翼后后

15、缘下翘翘适当增大出出手速度度逆风掷出加大动力向水平尾翼翼后沿稍稍向上调调整飞行状况33：飞行行右旋发生原因调整方式两边动力不不平衡垂直尾翼偏偏右用遥控器上上的微调调将动力力调平衡衡，使其其直飞将垂尾打正正或稍偏偏左飞行状况44：飞行行左旋发生原因调整方式两边动力不不平衡垂直尾翼偏偏左用遥控器上上的微调调将动力力调平衡衡将垂尾打正正或稍偏偏右飞行前的准准备一、飞行环环境的选选择初学者首先先要根据据周围环环境，并并选好场场地。有有风无风风对飞行行效果影影响很大大，风的的大小可可根据下下表判断断：蒲福氏风级级表风级风名说明风速(m/s)0无风烟垂直上升升00.221轻风烟微偏斜,风向标标不转动动0.

16、311.52轻风人脸感觉有有风,树枝有有微响,风向标标转动1.633.33微风树枝和微树树枝摇动动不息,旗面展展开3.455.44和风能吹起地面面的尘土土和纸张张,树的小小枝摇动动5.577.9A. 对于于神鹰1号、程序序弹射飞飞机、仿仿真飞机机，初学学者必须须在有002级级风的环环境练习习；B. 对于于微型飞飞机，必必须在00级风的的环境下下练习；C. 对于于大飞机机、仿真真飞机飞飞行的场场地要尽尽量地大大，并且且周围不不可有高高大的建建筑物和和电线网网、大树树、水面面等，尽尽可能地地选择草草地，不不可以在在马路边边玩。二、飞行前前的准备备检查飞机各各零件是是否安装装好，特特别是飞飞机上的的

17、联接钉钉是否已已上销，机机翼、水水平尾翼翼、垂直直尾翼是是否变形形。检查飞机和和遥控器器的电池池是否有有电。我们先要做做手掷测测试，手手掷测试试的原则则是： 手持飞飞机重心心部位，机机头向上上约5度，用用适当的的力平掷掷出去，出出手后，飞飞机的状状况是平平稳地向向前滑翔翔。对于微型飞飞机，则则用如下下程序操操作：右右手拿住住飞机腰腰部，并并将飞机机举过头头顶，左左手大拇拇指推动动油门至至中间位位置，右右手向前前将飞机机以0110轻轻推推出去，飞飞机在向向前飞时时，如有有左飞或或右飞的的现象，可可调整遥遥控器上上的微调调，使飞飞机保持持直飞状状态。手手掷飞机机时，一一定要注注意飞机机的飞行行状况

18、，以以便调整整飞机，有有时该动动作可能能要重复复多次才才能将飞飞机调整整好。飞行比赛规规则建议议学会飞行，伙伙伴之间间举行飞飞行比赛赛，看看看谁的操操纵技巧巧最好，这这是一项项富有乐乐趣和挑挑战的活活动建建议采用用以下飞飞行比赛赛规则：比赛场地条条件：可可设在学学校的教教室内或或其它事事宜的室室内场所所，建议议比赛场场地能够够达到33030（米米）以上上，须尽尽量采取取避免明明显的空空气流动动的措施施。比赛赛场地也也可设置置在室外外，场地地尽量开开阔，例例如具有有200米跑跑道以上上的足球球场等。室室外比赛赛应在风风速小于于每秒11米的气气象条件件下进行行。视情设置若若干裁判判组；有有裁判组组确定本本组的起起飞线位位置。距距起飞线线5米处划划一直径径为1米的圆圆圈为着着陆区。比赛办法：比赛分两轮轮进行，取取成绩高高者作为为正式比比赛成绩绩。每轮比赛从从检录裁裁判员点点名始，至至进入比比赛场地地完成准准备工作作并申提提出“申请起起飞”，须在在2分