2023年飞行力学知识点

最大飞行速度：飞机在某高度上以特定的重量和一定的发动机工作状态进行等速水平直线飞行所能达成的最大速度称为飞机在该高度上的最大平飞速度，各个高度上的最大平飞速度中的最大值，称为飞机的最大平飞速度。最小平飞速度：指飞机在一定高度上能作定直平飞的最小速度实用静升限：飞机以特定的重量和给定的发动机工作状态做等速直线平飞时,还具有最大上升率为5（ｍ/s)或０.5（m/s)的飞行高度。理论静升限：飞机以特定的质量和给定的发动机工作状态可以保持等速直线平飞的飞行高度，也就是上升率等于零的飞行高度飞机的航程:飞机携带的有效载荷在标准大气及无风情况下，沿预定航线飞行,耗尽其可用燃油所通过的水平距离（涉及上升和下滑的水平距离）。飞机的航时：飞机携带的有效载荷在标准大气及无风条件下按照预定航线飞行，耗尽其可用燃油所能连续的飞行时间。飞机的过载：作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比，称为过载。上升率：飞机以特定的重量和给定的发动机工作状态进行等速直线上升时在单位时间内上升的高度，也称上升垂直速度。定常运动：运动参数不随时间而改变的运动。飞机的平飞需用推力:飞机在某一高度以一定的速度进行等速直线平飞所需要的发动机推力铰链力矩：作用在舵面上的气动力对舵面转轴的力矩，称为铰链力矩最短上升时间:以最大上升率保持最快上升速度上升到预定高度所需要的时间小时耗油率：飞机飞行一小时发动机所消耗的燃油质量公里耗油率:飞机飞行一公里发动机所消耗的燃油质量飞机的最大活动半径：飞机由机场出发,飞到目的上空完毕一定任务后，再飞回原机场合能达成的最远距离。飞机的焦点:当迎角变化时，气动力对该点的力矩始终保持不变，这样的特殊点称为机翼的焦点尾旋:当飞机迎角超过临界迎角时,飞机同时绕三个机体轴旋转并沿小半径的螺旋轨迹急剧下降的运动升降舵平衡曲线：在满足力矩平衡(Mz＝0)条件下，升降舵偏角与飞机升力系数之间的关系极曲线:反映飞行器阻力系数与升力系数之间的关系的曲线机体坐标系：平行于机身轴线或机翼的平均气动原点,位于飞机的质心；Ｏxb轴在飞机的对称面内，弦线指向前；Ozb轴也在对称面内,垂直于Oxb轴,指向下;Oyｂ轴垂直于对称面，指向右。(书上版：是固联于飞机并随飞机运动的一种动坐标系。它的原点O位于飞机的质心;Oｘt轴与翼弦或机身轴线平行，指向机头为正;Ｏyt轴位于飞机对称面内，垂直于Oxt轴，指向上方为正；Ｏzt轴垂直飞机对称面,指向右翼为正。）翼载荷:飞机重力与及面积的比值纵向静稳定力矩：由迎角引起的那部分俯仰力矩称之为纵向静稳定力矩航向静稳定性：飞行器在平衡状态下受到外界非对称干扰而产生侧滑时,在驾驶员不加操纵的条件下，飞行器具有减小侧滑角的趋势１.作用在飞机上的外力重要有飞机重力G、空气动力Ｒ、发动机推力P2.飞机的过载分为切向过载nx、法向过载ny组成３．飞机的着陆过程可分为：下滑、拉平、平飞减速、飘落、地面滑跑。４.对于具有静稳定性的飞机来说,当焦点位置一定,飞机质心向前移动,其静稳定性则增强；向后移动,静稳定性则减弱。5.在定常曲线飞行中,衡量飞机机动性的指标单位过载舵偏角δＺny、单位过载杆力增量PZny。6．升降舵下偏、舵偏角为正;升降舵上偏,舵偏角为负。7.影响飞机纵向静稳定性的重要部件:机翼、机身、水平尾翼8.机翼的后掠角增大,则飞机的横向静稳定性增大9．在飞机的性能计算中，通常将飞机阻力分为零升阻力和升致阻力10.根据飞机的飞行转台不同，涡轮喷气发动机的工作状态涉及加力状态、最大状态、额定状态、巡航状态、慢车状态。1１．飞机跃升分为进入跃升、跃升直线段、改出跃升。12.飞行力学重要研究内容涉及飞行性能和稳定性和操纵性１3.飞机的机动性是指飞机改变速度、高度以及方向的能力14.通常飞机的俯冲过程可以分为:进入俯冲、俯冲直线、改出俯冲。15.对于具有一定过载静稳定性的飞机,纵向扰动运动可分为短周期模态和长周期模态。１6.飞机的升力由机翼、机身、平尾和舵面产生。简述最大升阻比Kmaｘ随Ｍ数的变化规律并绘图,解释其变化因素答:小Ｍ数时,Kmａx基本不变；在跨音速区，由于Cｘ0剧增，使Kmax显著减小；在超音速区，Ｍ数增长时,A值和Cｘ0值几乎保持同一比例而按相反方向变化,使两者乘积基本保持不变,使Ｋmax变化不大。飞机设计师为提高在亚音速范围的飞机性能,通常采用哪些措施？答：减小Cxｏ；增大展弦比λ;较小的后掠角ｘ;尽也许采用高升阻比的布局型式。采用哪些措施可以改善飞机的航程和航时答：从气动布局上提高飞机的升阻比；尽量运用飞机内部空间携带更多的燃油;运用外部大气环境,如采用顺风飞行。影响飞机进行正常盘旋时要考虑的三种限制因素答:飞机结构强度和刚度以及人的生理条件对最大过载的限制；从飞行安全角度考虑受允许升力系数的限制;发动机最大可用推力的限制。简述飞机的气流坐标系（涉及Ｘ、Y、Z轴及相关角度)答:气流坐标系原点位于飞机的质心；ox轴始终指向飞机的空速方向;oy轴位于飞机的对称面内,垂直于ｏｘ轴，指向上方为正；oｚ轴垂直于飞机对称面，指向右翼为正简述飞机的机体坐标系(涉及X、Ｙ、Z轴以及相关角度)答：机体坐标系原点位于飞机的质心；Oｘ轴与翼弦或机身轴线平行,指向机头为正;Oy轴位于飞机的对称面内,指向上方为正；Oz轴垂直于飞机对称面，指向右翼为正。气流坐标系和风轴系之间的夹角涉及迎角和侧滑角。7.简述差动副翼及其意义答：差动副翼是一边副翼的上偏角大于另一边副翼的下偏角。采用差动副翼，目的加大型阻去平衡增大的升致阻力，从而使偏航力矩为零，提高副翼操纵效能。航迹坐标系答：飞机质心为原点，Oxh轴始终指向飞机的地速方向，Oyh轴则位于包含Oyh轴的铅垂面内，垂直于Oｘh轴,指向上为正,Oｚｈ轴垂直于OxｈOyｈ平面,指向右翼为正9.简述在第一平飞范围内，飞机的速度变化与驾驶员的操作之间的关系。答：在第一平飞范围内,若飞机由低速平飞改为高速平飞，减小增大飞机的迎角和增大飞机的推力,驾驶员应前推驾驶杆和油门;若飞机由高速平飞改为低速平飞，增大增大飞机的迎角和减小飞机的推力，驾驶员应后拉驾驶杆和油门。试叙述基本飞行性能计算时的假设条件。答:假定地球为平面大地；飞机为抱负刚体；假定大气为静止的标准大气飞机的最大允许升力系数重要受那些因素的限制答:飞机的迎角，飞机的马赫数,平尾极限偏转角,抖动升力系数Ｃydd飞机定直平飞的最小速度受到那些因素的限制?而最大速度又受到哪些因素的限制?答:最大升力系数,抖动升力系数，平尾偏角，发动机可用推力,结构最大允许气动载荷，最大承受温度。试分析静推重比Ｐky／Ｇ及翼载荷Ｇ/S对飞机起落性能（基本飞行性能)的影响答:G/Ｓ越大。Vｌｄ越大，起落性能越差，必须设法减小重量G,不仅可以减少Ｖｌd和Vjd。并且可使机轮对地面的摩擦力减小。是起飞时加速快,缩短起飞滑跑距离;飞机的Pky/G越大,起飞过程中的加速力越大，可以在较短的路程上达成离地速度，从而缩短起飞滑跑距离。为提高飞机的Kｍax,对亚音速飞机和超音速飞机在气动布局上各采用哪些措施答：亚音速：大展弦比,较大的相对厚度,小后掠角，小根梢比超音速：小展弦比，较小的相对厚度，大后掠角，变后掠机翼和边条机翼升致阻力系数因子A随Ｍ变化规律答:亚音速时,Ａ与机翼有效展弦λｙx成反比，当Ｍ>Miｊ,A将随M增大而增大；大约Ｍ＞1时，对于钝头机翼，A值增长不多,在超音速前缘下，A=1/Cαy≈(）/4随M增长,A大体与成正比增大;若机翼前缘不带弯度且为锋利前缘，则Ａ=1/Cαy（整个M内）纵向运动与横航向运动分开分析需要满足那些条件？(推导飞机运动方程时的假设条件）答:小扰动;飞机有一个纵向对称面,（气动外形和质量分布均对称），且略却飞机内部转动部件的影响;未扰动运动为对称定常直线飞行，即飞机仅在于铅锤平面相重合的纵向对称面内等速直线飞行说明飞机在跨音速区域飞行时产生“自动俯冲”的现象及因素?(图）答:现象：假定驾驶员在A点作定常直线飞行,相应的平衡舵偏角再为φA，由于外界扰动使速度增长到B点,此时偏角并没有变化,仍然保持φＡ,可这个值对B点平衡而言不够大，向上偏角太小，因而在飞机上作用有不平衡的低头力矩,使飞机转入俯冲而进一步增长它的速度,到“C”点为正,由速度不稳定而引起的下俯现象,称“自动俯冲”。因素：空气压缩性对焦点位置和力矩系数的影响,使飞机失去了速度静稳定性。从概念上说明mzwz与mｚα有何区别及产生因素答：纵向阻尼导数ｍzwz：由俯仰角速度Wz引起的纵向力矩洗流时差导数mzα：α引起的气动力或力矩重要是由于平尾洗流时差作用产生说明Xｊd和（Xjｄ)sg的物理含义,假如质心位置处在两者之间，即（Xｊd)sg<XG<Xｊd,则对飞机的操纵性有何影响答：Xjd握杆激动点:相称于定常曲线运动中,迎角变化产生的升力增量△Y（α）=△nyG与角速度Ｗz产生的升力增量△Yｐw（ｗｚ)的合力作用点（Xjd）sg松杆机动点:当质心与该点重合时，为了使飞机增长法向过载并不需要额外地施力于驾驶杆为获得正△nｙ，驾驶员向后拉杆，正常操纵(δzny<０)驾驶员向后拉杆,过载减小,△ny＜0，反操纵（Pzｎｙ>0）怎么判别飞机是否具有航向静稳定性？（横向）影响航向静稳定性的重要因素是什么?答：myＢ<0,则飞机具有航向静稳定性;mｘB<0,则飞机具有横向静稳定性航:(垂尾）myBcw垂尾的航向静稳定导数，垂尾的面积横：(机翼)上反角Ψ，部件干扰如何提高副翼操纵效能ｍxδx?答：改善横向:在机翼上表面安装扰流板,在副翼前缘之前安装涡流发生器;纵向:在机翼表面安装翼刀,采用锯齿形前缘,采用差动副翼,增长抗扭刚度。试分析飞机横航向扰动中三种典型模态特性答:１．滚转模态：在扰动运动的初期,重要是大的负实根起作用，飞机滚转角速度及滚转角迅速变化,而其他的参数变化很小。2.荷兰滚模态:在滚转阻尼运动基本结束后,共轭复根的作用变得十分明显,重要表现为各个参数都随时间按震荡方式周期性的变化。飞机一方面来回滚转，一方面左右偏航,同时待有侧滑。3．螺旋模态：到了扰动运动的后期,重要是小实根起作用,此时各参数变化都很小，因而作用于飞机上的侧力和横航向力矩也很小,结果使运动参数表现为单调而缓慢的变化,使飞机的飞行高度减少,飞机将沿着近似螺旋线的航迹缓慢的盘旋下降。简述两种典型模态/简述纵向扰动运动的典型模态/简述飞机受扰动后纵向的典型模态答:在扰动运动的最初阶段，重要特性是以迎角和角速度变化为代表的短周期运动，飞行速度基本保持不变;而在扰动的后一阶段，重要特性是以速度和航迹角变化为代表的长周期运动,飞机迎角保持不变试说明飞机纵向扰动运动中出现两种典型模态的物理成因:答:当飞机受到外界干扰后，飞机上产生的静稳定力矩,必然引起较大的绕Ｏz轴的角加速度，从而使飞机的迎角和俯仰角迅速变化,当迎角的增量从正值变为负值时,又产生相反方向的静稳定力矩，使飞机向相反方向转动,于是便形成了迎角和俯仰角的短周期震荡运动;由于飞机的质量一般都比较大,而起恢复和阻尼作用的气动力Yv△V及Xcv△ﻩV相对地比较小,所以这一变化过程进行地非常缓慢,使飞行速度和航迹倾斜角随时间的变化呈长周期运动的起伏形式。２5.分析对纵向变化模态影响较大的气动导数:Cｍ、Cｍq、Cm26.说明衡量升降舵偏转操纵的飞机响应特性的常用参数：迎角,俯仰角，俯仰角速度ｑ,速度v高度H27.简述飞行状态和飞行员操纵的关系(改变驾驶杆和油门对飞机的影响）答:若驾驶员前推驾驶杆，不动油门,则通过一短暂时间后，速度由Ｖ1增大到V2,飞机将以V2的速度下滑，后拉则与此相反。若驾驶员只推油门杆,不前推驾驶杆,则通过一短暂时间后，飞机将以原速上升，后拉则与此相反。即只动驾驶杆不动油门,可以改变航迹倾斜角θ;只动油门而不动驾驶杆，可以改变航迹倾斜角,飞行速度保持不变简述飞机的蹬舵反倾斜现象蹬舵的效果与所需要的倾斜相反，即飞机在低空高速飞行时,由于在大气压下所需的平飞Cy较小