山东外贸职院民航概论讲义

民航概论讲义第一章

总论

第一节

民用航空器的基本概念一．民航在航空业中的位置航空制造业：航空业的基础。研究、使用最新的技术、制造航空器及其设备。军事航空：保卫国家、维护国家安全。如保卫国家领空、歼敌的空军以及警察、海关等。民用航空：使用航空器从事民间性质的活动。一百年来，发展很快，已成为交通运输的重要组成部分。二．民用航空器的定义和分类民用航空器的定义：用航空器从事除了军事性质以外的所有航空活动。民用航空器的组成：1．商业航空（CommercialAviation）：以航空器进行经营性的客货运输的航空活动。1）商业活动：以赢利为目的；2）交通运输的一个组成部门：以公共服务事业为己任。2．通用航空(GeneralAviation)：商业航空其余部分的民用航空。1）工业航空；2）航空科研和探险活动；3）农业航空；4）飞行训练；5）航空体育运动；6）公务航空；7）私人航空。三．民航系统的组成部分1．政府部门（GovernmentDepartment）：中国民航总局，负责管理民航安全，进行涉及国家主权和交往的事务。1）制定民用航空各项法规、条例，并监督这些法规、条例的执行；2）对航空企业进行规划、审批和管理；3）对航路进行规划和管理，并对日常的空中交通进行管理，保障空中飞行安全、有效、迅速地实行；4）对民用航空器及相关技术装备的制造、使用制定技术标准并进行审核、发证，监督安全，调查处理民用飞机的飞行事故；5）代表国家管理国际民航的交往、谈判，参加国际组织，监督外国航空企业在中国的活动，维护国家的利益；6）对民航机场进行统一的规划和业务管理；7）对民航的各类专业人员制定工作标准，颁发执照，并进行考核，培训民航工作人员。2．民航企业(AviationBusinesses)：航空公司：用航空器进行生产运输。对航空器维修、管理，对航空服务经营、销售。其他公司：为航空公司的运营提供各类保障，如信息公司、油料公司、航材公司及各类销售部门。3．民航机场(Airports)联接民航与社会的纽带，属地区性公共服务设施。性质：半企业、半公共事业，为政府管辖下的半企业。空港：供大型运输机起降的、主要为航空运输服务的机场。三者关系：共同构成民用航空这一庞大复杂的系统，需三方协调才能保证民航事业安全、高效、有序地进行。

第二节

研究民航概论的目的和方法

一．目的1．全面了解民航、熟悉民航发展的问题、限制、前景和挑战，掌握各部门的基础知识；2．树立全局观点；3．培养紧密协作、纪律严格的民航作风和民航意识。二．民航概论的研究方法1．总体掌握、融会贯通；2．培养全面综合能力，具体问题具体研究；3．培养继续学习的能力；4．用发展的眼光看问题，紧跟新技术、新事物。

第三节

民航的历史及发展一．航空业的出现和民航的发展1783年，法国蒙哥尔菲兄弟用热气球载人升空；德国开始用气球运送邮件和乘客；1852年，法国人利用飞艇进行可操纵、有动力的飞行；十九世纪末，英国人凯利和德国人里林塔尔研究滑翔机，建立空气动力理论，开始研究飞机构造和操纵；1903年，美国莱特兄弟首飞成功，虽不足一分钟，但飞机诞生，人类进入航空时代；1909年，法国人布莱里奥飞越40公里的英吉利海峡；1914-1918年，一次大战，推动航空技术的发展，广泛用于军事用途；1919年，38个国家签署了巴黎公约---第一部航空法诞生；德国开始了国内民航运输；英国和法国开始定期空中客运；国际航空运输组织(IATA)组建；1919-1939年，民航初创并发展，从欧洲、北美到亚非拉各洲；1920年，中国建立第一条航线，北京---天津航线；1933年，美国的林白用DC-3飞机横越大西洋；1939-1945年，二次大战，航空技术飞速发展。二．民航第一次大发展（1944-1958年）1．国际航空迅速发展：1944年，54个国家参加了芝加哥会议，签署了芝加哥公约；1947年，成立国际民航组织（ICAO），有了世界范围内对民航统一的协调、管理机构；各国建立民航当局，航空业务迅速发展；到1987年，有180多个国家加入ICAO。2．机场和航路网等基础设施大量兴建。3．直升机进入民航服务。4．喷气机研制进入实用阶段：1939年，德国首次出现；1941年，英国试飞；1950年，英国“子爵号”涡桨飞机投入使用；1952年，英国“彗星号”四发涡喷飞机投入航线使用，因“疲劳断裂”三次空中解体；1956年，苏联“图-104”投入航线；1958年，美国“波音-707，DC-8进入航线，喷气时代开始。波音-707的速度为每小时900-1000公里，最大航程12000公里，载客158人。三．民航的全球化、大众化时期喷气飞机特性：高速、远程，使大众化、廉价航空运输成为可能。发达国家的情况：大量组建航空公司，成立航空公司联盟。发展中国家的情况：民航业大发展，民航成为国家尊严和地位的象征。机场：大量改造、兴建。航管系统：航路管制、航路建设、航路情报跟上喷气时代的速度和容量。1970s后，客机向大型化、高速化方向发展，如波音-747和协和号。1978年，美国实行航空公司放松管制法，放开对票价和市场进入的控制，允许私人企业经营航空公司。1979年，美国DC-10飞机空难，死亡近300人，促使FAA加强对航空公司的适航管理。1981年，美国航管人员罢工，中、小型航空公司出现。造成半年机场拥挤、混乱、不规范等问题。1980s，美国政府采取措施，经过时常竞争、淘汰，出现低成本航空公司。放松管制扩展到欧洲、日本，使民航市场全球化。兼并、重组、代码共享、天空开放，实现了第一次民航业大发展。

第四节

中国民航的历史发展概况一．旧中国时期（1920-1949）1909年，旅美华侨冯如，制造成功飞机并试飞成功；1910年，北京南苑制造成功飞机；1911年，辛亥革命爆发，南方革命政府、北方军阀和其他势力都发展航空，用于军事目的；1918年，北洋政府成立航空事务处；1920年，我国第一条航线，北京---天津航线开通，后延伸至济南；1928年，政府开始筹办民用航空；1929年，沪蓉航空管理处成立，开辟上海---南京航线；1930年，与美商合资组建中国航空公司；1931年，与汉沙合资组建欧亚航空公司；1933年，西南五省组建西南航空公司；抗日战争前夕，开通了上海---北京、上海---广州、上海---成都、上海---兰州---乌鲁木齐、北京---广州、兰州---包头、西安---昆明、乌鲁木齐---塔城、广州---海口、广州---南宁等航线；1936年，开辟第一条国际航线，广州---河内航线；1939年，中苏航空公司成立，开辟重庆---莫斯科航线；中航/欧亚航执行印度---昆明---重庆运输任务；1949年10月，中国航空公司、中央航空公司共有从业人员6000多人，航线52条，通往40多个城市，航线里程8万公里；1946年，美国陈纳德利用战时与中国政府的关系和战后剩余的军事运输机，成立陈纳德空运队，开展民航业务，但主要用于支援国民党政府进行内战。二．计划经济时期（1949-1978）1949年11月9日，中国航/中央航两航起义，4000余员工参与，12架飞机，由香港飞大陆；1949年11月，中央军委民航局成立；1954年，民航局归国务院领导，成立中国民航总局，属半军事化组织；1949-1965年，购买新飞机，扩建、新建一批机场，开辟新航线，建成以北京为中心的单线式航空网络；重点是航空制造业和空军，民航只从属于军事航空。首要任务是保障政府和军事人员交通和国际交往的需要、处理一些紧急事态，而客货运输任务放在次要位置；1965-1976年，十年动乱，民航处于停滞状态。三．改革开放时期（1978年---今）1972年，我国恢复联合国席位；1978年，十一届三中全会，改革开放；1980年，民航从由军队领导转到由政府领导。1．1978-1987年，改革军事化集中指挥体系，航线增加；2．1987-1997年，航空公司、机场、地区管理局政企分开，我国民航业超常规发展，挤身航空大国行列；3．1997-2003年，由速度型转化为效益型，精简机构，航空公司与政府分离，机场关系得以理顺；4．2004-2008年，购买新飞机，增、扩航路，追加民航教育投资，中国民航实现第二次大发展，我国由航空大国向航空强国迈进。

第二章民用航空器§2－1民用航空器的分类一、航空器的分类1.航空器：任何可以从空气的反作用力取得支撑力的机器。2.气球：升力来自于气囊，充气：热空气、氢气、氦气。3.自由气球：随风向而飘移；系留气球：由绳索系留在地面。4.飞艇：●升空原理与气球相同，但带有动力装置，可依靠自身动力飞向预定的目的地。●特点：体积大，速度慢，不灵活，易失火。用于早期的航空运输。●现用于2巡逻、摄影、吊装大型设备及空中广告等。5.滑翔机没有动力驱动的带有固定机翼的重于空气的航空器，它的起飞要靠其他动力器械的拖曳或靠从高地下滑来实现。应用：体育运动、训练竞赛、普及航空知识。6.风筝是最早出现的重于空气的飞行器。7.飞机——固定翼航空器特征：有动力和固定机翼。按用途分：按起降场所分(1)直升机原理：利用机身上的动力驱动旋翼旋转而取得升力，能垂直起飞、降落。(2)旋翼机在机身上方也有一个巨大的旋翼，和直升机的区别：用动力驱动螺旋桨推动机身向前运动，由旋翼和迎面气流的相互作用使旋翼产生升力，只用于体育活动。(3)扑翼机是人类模仿鸟类飞行而制造的机翼可以上下扑动的航空器，只处于研制试飞阶段。二、民用飞机的分类按飞机的用途分为：航线飞机、通用航空飞机。航线飞机是商业运输用，通用航空飞机用于通用航空。（一）航线飞机又称运输机，分为：航线飞机是民用航空运输的主体，尤其是旅客机占了大部分。客机分类：1.

按航程分：据此，又可将客机分为干线飞机、支线飞机。干线飞机：指远、中程客机，一般用于国内干线和国际航线。（干线：用于大城市和小城市之间，在一定区域飞行。）支线飞机：用于支线飞行的短程客机。2.按飞机发动机类型分：

活塞式飞机：利用气体膨胀做功，产生推力。早期普遍使用。喷气式飞机：通过燃油在发动机内部燃烧，使燃料的化学能转化为机械能，同时利用反作用力把气体排向后方产生推力。3.按发动机数量分：4.按飞行速度分：目前，多数喷气式客机为高亚音速飞机类型。投入运营的超音速飞机：（1）苏联研制的图－144超音速客机（2）英、法联合研制的“协和”号超音速客机5.按客座数分：6.按机身直径分：（二）通用航空飞机1.公务机2.农业机3.教练机4.多用途轻型飞机三、民用航空器的使用概况和使用要求：1.使用：98％以上为飞机，2％为直升机（短途运输、农业航空、空中摄影）；2.要求：安全、快速、经济、舒适及符合环保要求。

§2.2飞行基本原理一、飞机升力的产生

基本概念（1）流体：包括气体和液体。（2）稳定流动：流体的流动不随时间变化。例：液体流过不同截面的容器，保持容器内液体表面位置不变，则液体的流动不随时间变化。（一）伯努利定理1.连续性定理

假设：12S1,v112S1,v1S2,v2（2）流体没有渗漏。在稳定流动条件下，由文氏管流动实验可知：a)流动是连续的，单位时间内进口处和出口处所流过的流体质量是相同的；据此，进一步推导如下：假设M1，M2分别为流体流经各截面处的质量，则有M1=M2M1=M2 (1)又根据：有：所以有： （2）

式（2）又称为流体的连续性定理，其物理意义是：单位时间流过各截面的流体质量相等；流体的流速与管道截面积大小成反比（截面积大的地方流速小，截面积小的地方流速大）。2.流体的伯努力定理几个定义：（1）静压P：是流体作用在容器壁上的压强，是单位流体在静止时所具有的能量。（2）动压Q＝：是流体流动时在流动方向上所产生的压强，是单位流体内包含的运动能量。（3）总压P0：是单位流体内动能和静止能的总和。定理推导：在流体流动中，它的能量包含动能和势能（压力能）两部分，根据能量守恒定律，如果把能量的损耗忽略不计，流体在各截面上的能量总和是不变的，所以有： （3）即：讨论：根据式（2）和式（3），可以得到以下结论：（1）在截面积小的地方流速大，截面积大的地方流速小（根据式2）；（2）流速v大时（即动能大），静压小（势能小）；流速小的地方静压大。（根据式3，可以理解成增加的动能来自于势能的减小）（3）综合2，3，可得出：截面积小的地方静压小，即静压与截面积成正比。（4）伯努力定理在低速稳定流动时比较适用，对高速流动时，只能做定性分析。（高速流动，气体则不能再视为不可压缩流体，同时其密度变化也不容忽略）伯努力定理的应用——风洞实验（二）飞机升力的产生1.

问题的提出：起点终点起点终点答案是：小狗快，因为小狗所走过的路程要比人走过的要长，则必然速度要更快一些，才能在同一时间与人一起到达终点。2.

类似地，我们可以分析飞机升力的产生原理：V1,P1V1,P1，P01如下图所示：V2,P2,PV2,P2,P02气流经过机翼前缘时，被分成两部分：一部分从上表面流过，一部分从下表面流过。根据连续性定理：流过上表面和下表面的气流在机翼前缘分离后，将在相同的时间到达机翼后缘并汇合。由于机翼上表面的弯曲弧度大，气流流经上表面所走过的路程要比下表面的长（这是由飞机翼型剖面的特点所决定的），类似于小狗与人速度的对比分析可知：流过机翼上表面的速度（记为v1）比流过下表面的气流速度（记为v2）更快。即：根据伯努力定理：上、下表面的总压相等，即，所以有： （4）这样，在机翼的上、下表面的静压不同，即产生了压力差。该压力差在垂直于相对气流方向的分量，就是升力。3.一些定义

翼剖面：沿平行于机身纵轴方向把机翼切下的剖面。

翼弦：机翼翼型的前缘点和后缘点的连线。

迎角：翼弦和相对气流方向的夹角。

压力中心CP（CenterofPressure）：机翼升力的着力点。

重心CG（CenterofGravity）。4.升力公式Cy——飞机的升力系数，与飞机翼型、迎角大小有关；——飞机的飞行动压临界

临界

5.升力系数随迎角的变化规律（1）当，升力系数随迎角增大而增大；（2）当，升力系数为最大；（3）当，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。飞机不应以大于或接近于“临界迎角”的迎角飞行！失速：当迎角增大到一定值（达到并超过）时，机翼几乎横在气流中，此时，气流的流线被破坏，气流从机翼前缘开设分离，尾部形成涡流，造成飞机升力突然迅速降低，阻力迅速增大，此状态称为飞机的失速。飞机进入失速后，飞机会发生螺旋、下降以及抖振现象。飞机不应以大于或接近于“临界迎角”的迎角飞行！

（三）飞机上作用的力升力重力升力重力推力阻力LiftPullWeightDrag1.

升力升力垂直于飞行速度方向，它将飞机支托在空中，克服飞机受到的重力影响，使其自由翱翔。2.

阻力阻力是与飞机运动轨迹平行，与飞行速度方向相反的力。阻力阻碍飞机的飞行，但没有阻力飞机又无法稳定飞行。

阻力公式：阻力系数阻力系数

阻力产生原因对于低速飞机，根据阻力的形成原因，可将阻力分为：摩擦阻力压差阻力干扰阻力诱导阻力（1）摩擦阻力由于飞机表面上空气有粘性，气流与飞机表面发生粘滞摩擦而引起的与飞行方向相反的力。摩擦阻力与飞行速度成正比，且与飞机的表面积成正比，与飞机表面的粗糙程度有关，表面越粗糙，摩擦阻力越大。（2）压差阻力

定义：是由飞机前方受到的动压和后方形成的低压的压力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。

产生原因：气流流过机翼后，在机翼的后缘部分产生附面层分离形成涡流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样，机翼前后缘就产生了压力差，从而产生压差阻力。

影响因素：飞机压差阻力与飞机迎风面积、机翼翼型和迎角有关。迎风面积大，迎角越大，压差阻力也越大。（3）干扰阻力定义：飞机各部分之间由于气流相互干扰而产生的额外阻力。影响因素：飞机各部件之间的结合状况。飞机各部件之间的平滑过渡和整流包皮，可以有效减小干扰阻力的大小。（4）诱导阻力

定义：由于翼尖涡流的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。

翼尖涡的形成正常飞行时，下翼面的压强比上翼面高，在上下翼面压强差的作用下，下翼面的气流就会绕过翼尖流向上翼面。这样形成的漩涡称为翼尖涡。诱导阻力的产生空气在翼尖形成漩涡，产生一个向下的下洗速度ω，使原来的相对气流速度方向发生改变，由v→v’，使升力L偏转到L’，L‘的水平分量D，即为诱导阻力。如下图所示：LL’D诱导阻力是伴随着升力的产生而产生。影响诱导阻力的因素机翼平面形状；（椭圆形机翼的诱导阻力最小）展弦比越大，诱导阻力越小。升力越大，诱导阻力越大。加装翼梢小翼可以减小诱导阻力。（5）激波阻力对于高速飞行，除了上述四个阻力外，还产生一个激波阻力。产生原因当物体以接近于音速飞行时，物体前方形成一层剧烈压缩的空气层，该层空气密度增加，阻力增加，空气分子剧烈碰撞，使稳定增加，称为激波。激波导致：阻力增加，升力减小，形成“音障”。飞机速度接近和超过音速时，只有当推力增大到一定程度时，才能克服激波带来的阻力，突破音障。马赫数MV：飞行速度a：当地音速超音速飞机在超越音障时，由于激波的传播，发出雷鸣般的声音，称音爆。超音速飞行，燃料消耗大，经济性差。高亚音速飞机在局部区域上可能达到或超过音速，产生局部激波。应尽可能推迟激波的产生，如采用后掠翼，超临界翼型。

典型飞机阻力构成典型飞机阻力构成阻力名称亚音速运输机超音速战斗机单旋翼直升机摩擦阻力45%23%25%诱导阻力40%29%25%干扰阻力7%6%40%激波阻力3%35%5%其他阻力5%7%5%

二、飞机的飞行控制1。基本概念ZZ立轴（偏航）

机体轴系XX纵轴（横滚）

YY横轴（俯仰）

（1）纵轴：从机头到机尾，穿过整个机身的轴。（2）横轴：通过重心，垂直于纵轴，伸向两翼的轴。（3）立轴：与纵轴、横轴组成的平面垂直的轴。飞机的运动（1）俯仰运动：飞机绕横轴的转动称为俯仰运动。（2）偏航运动：飞机绕立轴的转动称为偏航运动。（3）横滚运动：飞机绕纵轴的转动称为横滚运动。1.飞机的平衡平衡的概念所有作用于飞机的外力和力矩之和都等于零的状态称为飞机的平衡状态。第四节飞机动力装置飞机的核心部分，飞机的心脏构造复杂，自成系统普惠，罗罗为飞机提供动力。发动机、螺旋桨、辅助动力装置及其他附件分类：活塞式四冲程汽油内燃机喷气式涡喷涡桨涡扇涡轴

一、活塞式发动机1，原理组成：气缸，活塞，曲轴，连杆四冲程：进气：进气活门打开，油、气进入气缸，活塞下移压缩：进气、排气活门关闭，曲轴惯性向上，混合气体受压缩，至上死点温度，400，压力，10几个大气压工作：上、下死点的容积比称压缩比，在5-8之间。点火，燃烧，活塞向下快速运动，产生机械能温度，2500℃，压力，50-75个大气压排气：曲轴从下死点惯性旋转，活塞向上，进气活门关闭，排气活门打开废气排出每次循环：往复两次，四个冲程2，活塞式发动机的结构和系统单个气缸功率不够多缸：工作时间错开，振动均匀，5-28缸4000马力往复运动连续旋转惯性使活塞运动保持下去曲轴输出功率，使螺旋桨转动，拉力曲轴通过齿轮带动凸轮轴控制气门顺序开闭进气，排气活门燃料系统组成：油箱，导管，汽化器式：雾化燃油，与空气混合，进入气缸直接喷射式：燃油通过喷射装置直接进入气缸汽化器式：雾化燃油，与空气混合，进入气缸直接喷射式：燃油通过喷射装置直接进入气缸进气系统

点火系统：磁电机——产生高压电点火分配器——高压电按顺序送到各火花塞火花塞——发出电火花点燃混合气体润滑系统：减少机件之间的摩擦阻力滑油箱，滑油泵——将滑油送到各摩擦面，流回滑油箱，管道冷却系统：液冷式——发动机截面小，阻力小，结构复杂，重量大。用气缸外流动的冷却液吸收热量散热器上气流带走冷却液吸收的热量气冷式——冷却效率高，迎风面积大，结构简单重量较轻，使用居多气缸外壁上有许多散热片气缸迎风呈星形布置迎风气流带走热量启动系统：气动——压缩空气充入气缸使发动机启动电动——启动电机带动启动机使曲轴旋转3，活塞式发动机的性能燃油消耗率：每马力小时消耗油量公斤/马力小时最初1，目前0.2-0.25重量功率比：公斤/马力最初6.4，20世纪40年代0.5

二、螺旋桨活塞发动机+螺旋桨（产生拉力或推力）飞机推进装置组成：几个叶片（2-6个），从根部到顶部扭曲（逐渐改变），截面为翼型面迎角：桨叶的叶弦相对于迎面气流的角度（）从根部到尖部逐渐变小，是为了保持叶片各段产生大致相等的拉力桨叶角：桨叶剖面的叶弦与旋转平面的夹角（）,又叫安装角与的关系：飞机不动=飞机运动旋转v1前进v2桨叶相对气流u空中螺旋桨<受力分析：垂直桨叶方向产生拉力叶片克服阻力，产生拉力叶片运动方向产生阻力发行速度对拉力的影响：发行速度v2上升，变小拉力下降为使不变，增大变矩螺旋桨桨矩：螺旋桨旋转一周，桨上一点向前移动的距离（pitch）

螺旋桨的应用：1.低速飞机v2<200km/h定矩螺旋桨不变2.v2较高变矩螺旋桨v2上升增大飞行员控制v2下降减小不需拉力=90°顺桨需反向拉力<0°逆桨、反桨3.恒速变矩螺旋桨：由转速调节器自动调节桨矩

喷气发动机+螺旋桨涡桨螺旋桨飞机的限制：800km/h以下200-700km/h效率很高，支线飞机速度增加，叶尖接近音速

三、空气喷气发动机turbojet1.喷气发动机原理化学能转化为机械能推力1）

推力的产生发动机内的气流燃烧，膨胀，向后排出，产生反作用力，飞机向前F=ma=m[(v2-v1)/t]=(m/t)(v2-v1)=G(v2-v1)G每秒喷出的燃气的质量F=G(v-v0)v燃气喷出的速度v0飞行速度依靠内部气体的排出产生的反作用力高空、无空气处不受影响而螺旋桨依靠外部介质（空气）产生的反作用力高空受影响2）

能量的转化热能转化为机械能活塞式：封闭空间点燃喷气式：开敞空间燃烧不需坚固的器壁，连杆，曲轴重量轻

喷气式类型自带燃油，氧化剂——火箭发动机从空气中获得氧气——空气喷气发动机

带压气机的涡喷：进气道，压气机，燃烧室，涡轮，尾喷管比较：活塞式发动机做功是周期性的，涡喷发动机是连续的

活塞式涡喷进气进气冲程进气道压缩压缩冲程压气机燃烧，膨胀工作冲程燃烧室，涡轮排气排气冲程尾喷管

2.涡喷构造1）进气道inlet使进入发动机的空气流平稳地，以稳定的流速连续进行有防冰装置2）压气机compressor作用：使空气压力增大，密度增大前大后小，前铝合金，后合金钢喘振：气流在压气机内往返振动，中间级放气可防止喘振轴流式压气机：沿发动机轴向逐级压缩9级增加7.14倍，温度500K以上离心式压气机：依靠离心力把气体压向叶轮的外缘3）燃烧室燃油雾化后喷入，与高压空气混合后点燃现代大型飞机发动机使用环形燃烧室，由内外四层壳体组成内壁和外壁中间是火焰筒火焰温度2000℃以上，火焰筒温度900-1000℃其他燃烧室：单管燃烧室，多个独立管状燃烧室组成（6-16个）联管燃烧室，多个管状火焰筒，由联焰管连通4）涡轮高速旋转，在气流作用下做功带动压气机转动1级到多级构造：前小后大材料：耐高温合金材料涡轮前温度1400℃5）尾喷管圆筒状喷口处面积缩小使排出气流流速增加整流锥使环形气流变为柱形反推打开时，气流产生向后的拉力，使飞机减速

涡喷特点：重量轻，推力大，高速性能好油耗大，经济性差

3.涡桨发动机涡轮输出轴功率带动螺旋桨构造和涡喷基本相同增加两个要求①

涡轮级数相应增加②

减速机构为使发动机紧凑，可采用离心式压气机也有采用两套涡轮：燃气涡轮连压气机；自由涡轮转速低，连螺旋桨减速器动力分配：90%拉力（螺旋桨产生），10%推力（尾喷管产生）应用：800km/h以下油耗接近活塞式，燃烧煤油，马力大，用于中速支线飞机

4.涡扇发动机高亚音速实现低油耗飞行压气机前加几级风扇，之后气流分成两部分外涵道：气流从核心发动机外流过，产生推力，类似螺旋桨内涵道：气流通过核心发动机，推动涡轮，从尾喷管排出，与涡喷相同结构特点：叶片缩短，有限涵道，避免叶尖激波涵道比：外/内涵道流量比一般在5-8之间大经济性高太大阻力上升，制造困难涡轮前温度：1250℃增压比27涡扇发动机特点：空气流量大推力大高亚音速时油耗低，噪音低民航飞机上应用广泛

5.涡轴发动机应用于直升机和只输出轴功率而不需要喷气动力的机械的一种涡轮发动机构成：两套涡轮一套带动压气机；另一套专门输出功率自由涡轮带动减速器进而带动旋翼喷气通过自由涡轮后动力很小涡轴发动机的特点：结构重量轻，功率大，油耗低制造困难，技术复杂，减速器重量大，初成本高

6.涡喷发动机的附属系统1）燃油系统把储油装置（油箱）和发动机连接起来，按预定的油量和程序向发动机供油2）启动系统带动发动机启动，有电动机启动和空气启动3）附件传动系统减速齿轮装置，为飞机的液压，气压和电气装置提供动力4）润滑系统对涡轮发动机的所有齿轮，轴承用润滑油润滑和冷却组成：滑油箱，滑油泵，供油管道，供油喷嘴，回油管道，冷却装置5）控制仪表系统使驾驶员能控制和选择发动机的状态，通过仪表监视发动机的工作情况压力表，温度表，转速表，燃油流量和油量表，振动指示器，扭矩表6）冷却系统大部分由空气冷却，齿轮箱，轴承由滑油冷却

四、发动机的性能和安装1.发动机的性能功率在输出轴上得到轴马力推力千牛或磅（力）功率和推力的关系：推进效率耗油率：千克（油量）/马力小时（螺旋桨）千克（油量）/千牛小时（喷气）耗油率越低越好重量：功率重量比马力重量比（螺旋桨）推力重量比公斤力/公斤（喷气）越高越好2.发动机的安装位置螺旋桨发动机机身前段机翼上喷气式发动机机翼根部中部短舱内噪音大、振动大机翼下发动机吊舱内翼吊布局机身尾部尾吊布局混合布局如MD11

五、辅助动力系统（APU）向飞机提供电力，压缩空气飞前：APU供电启动主发动机起飞时：APU提供电力和压缩空气115V三相交流电降落后：APU提供电力和空调空中发动机停车：APU启动APU是一个完整的独立系统，进气口位于垂尾附近、机身上方，排气口位于尾锥处朝下有独立的附加齿轮箱，润滑系统，冷却系统，防火系统ECU协调APU的启动，操纵，监控，空气输出显示在EICAS上第五节飞机电子仪表装置飞机感知外部情况：控制飞行状态的核心早期简单飞行仪表：飞行控制实现自动化：辨别航向、适应气象条件、低能见度着陆；选择最佳航线、最大飞行状态；综合彩色显像管显示：重量下降，费用上升一、通信系统（communicationsystem）使飞机在飞行的各阶段中与地面航管人员、维修人员保持双向语音信号联系；包括：VHFHFSELCALAIS1、

VHF：目视范围内通信，300m高度处为74km用于飞行，降落或通过管制空域时，机组人员和地面人员的双向语音通信；组成：收发组、控制盒、天线；频率范围：110.000~135.975MHz，25kHz间隔，720个频道AM：121.500MHz2、

HF：远距离通信，短波，电离层反射，几千公里；在飞行中保持基地与远方航站的联络；频率范围：２－30MHz，1KHz间隔，SSB组成：收发组、天线耦合器、控制盒、天线3、

SELCAL：地面呼叫飞机时，灯光、音响通知，四位八进制代码，通过ＭＦ、ＶＨＦ4、

AIS：（１）

飞行内话：音频选择器+相应开关线路；驾驶员用音频选择盒，将话筒连接到所选择的通信系统TX使该系统的音频信号输入驾驶员耳机或扬声器RX也可受导航音频或机组通话；（２）

勤务内话：有机上各服务站位组成内话系统：驾驶舱、客舱、货舱服务员站位，地面服务维修人员站位；（３）

客舱广播及娱乐系统：向旅客广播通知，放送音乐，常见的是通道音乐广播设备，录像稿播放设备；（４）

呼唤系统：组成：各站位呼唤灯、谐音器、呼唤按钮；工作：某内话站位上按下要通话的站位按钮，该站位扬声器响，指示灯亮；按旅客座椅上按下乘务员按钮，乘务员舱位指示灯亮；二、导航系统：飞机按预定行新，准确达到预定位置，完成航行任务；１、ADF：磁罗盘：用磁针只是出地球上N、S极的仪表；ACF：用无线电信号测定飞机纵轴与地面导航台的相对方位，精度2°~5°频率范围：100~200kHz中波波段，地面设NDB组成：RX，环形天线（方向性、唯一）、垂直天线、控制器、指示其转动COOP—〉固定COOP+测角器RMI：盘有磁罗盘带动，针由VOR/ADP带动；２、DME：用往返电磁波的时间测飞机到地面台的斜据，显示在HSI上，以海里为单位；频率：：1025~1150MHz，=63MHz３、RA：利用无线电波的频差测飞机与地面时间的高度，0~2500ft或0~5000ft，起飞、着陆时用；组成：RX、TX、RX天线、TX天线、指示器；频率：4200~4400MHz，FM；４、VOR：测向：测磁北到导航台的方位；：30Hz对9960Hz副载波先调频，再对载波调幅：30HZ对载波调幅。 比较和的相位差５、ILS：F2.25引导飞机沿正确的航道下滑着陆。地面设备：Loc信标：引导飞机对准跑道中心线108.1MHz~119.5MHz G/S信标：引导飞机对准一定的坡度下滑329.15MHz~335.00MHz MB信标：在离跑道入口端一定位置检查飞机通过信标台的高度、速度75MHz记载设备： LOCRxG/SRxMBRx：远台：4.5海里，400Hz（蓝）；中台：0.5海里，1300Hz（黄）；近跑道入口4000Hz（白）。６、WR：F2.5.3探测飞机前方一定区域内的危险气象情况，障碍物，地面情况。频率：x波段9345MHz或9375MHz。天线：左右120o ，上下±15o，不同目标不同显示。回波信号显示在EHSI上，附距离尺探测、雷雨、冰雹、湍流、风切变等MAP：地形测绘７、IRS：加速度计、陀螺、计算机加速度计测切线加速度ax、ay、az陀螺测3个轴的角加速度、、；球面坐标：经度、纬度、高度F2.5.4.加速度计的组成三轴指向保持恒定：一个三轴陀螺平台—>激光陀螺—>光纤陀螺平台式惯导捷联式惯导F2.5.5三个平台指向由计算机算出８、卫星导航系统：飞机接收卫星信号，通过飞机—卫星、卫星—地球相对位置计算，得出飞机位置美国GPS：24颗地球轨道卫星，3颗备用机载GPS：RX能收到4个以上卫星信号，根据位置差算出飞机位置精度高、机载设备简单、不受气候影、无积累误差、垂直方向精度不够９、ATCTransponder：地面询问器＋机载应答机（1090MHz）—>二次雷达A模式：飞机的识别代码；C模式：飞机的气压高度；地面航管雷达屏幕上显示飞机的编码和高度；三、飞机控制仪表系统：１、

大气数据仪表：通过测大气压力、测飞机高度、速度（１）

气压高度表：不同基准、不同定义高度F2.56相对高度：飞机对某一制定机场的高度场面气压高度真是高度：飞机与地面的垂直高度标准高度：飞机到标准气压平面的高度760mm汞柱高15℃进入航线用F2.57气压高度表真空膜盒：压力大压紧膜盒—>位移传到指示器压力小膜盒膨胀调整旋钮：调整膜盒上的设定压力，设定基准面—>本地机场—相对本地机场标准气压—相对标准气压高度当地还平面气压—相对绝对高度相对独立，可作备用系统（２）

速度表：真空速：飞机相对于空气的运动速度；指示速度：测量空气压力的表上直接指示的速度；升降速度：飞机相对地面上升/下降的速度；地速：飞机运动速度对地面的水平分量；马赫数：V飞/V音伯努利定律：总压静压动压F2.58空速管的基本形式：动压＝全压－静压－>空速：膜盒内腔和全压管相连、膜盒外腔和静压管相连－>指示速度—>修正－>真空速F2.59膜盒仪表系统M=V空/V音升降速度：膜盒直接和大气静压相连膜盒外的仪表通过一根毛细管与静压相连膜盒内压力为即时气压－>膜盒外的表腔压力受毛细管阻滞，仍保持着前一个状态的压力

－>压力差反映了高度的变化情况测温、测压必须同时工作（３）

大气温度差：大气总温大气总温－全受阻温度；－静止空气温度；－因空气运动和空气冲击飞机受压缩而升高的温度；（４）

ACD计算机处理温度、压力参数，修正，补偿，得出准确可靠的空速、高度数据ADC补偿：空速、真空速、马赫速、高度、高度变化率、地速等；＝>显示：仪表板控制：AFCS、ECS、GPWSADC取代膜盒式压力仪表，将每个仪表的功能变为总体控制系统的一部分压力式仪表－>电动式－>c.r.t－>L.C.D２、

姿态指引仪表：三个轴对地面形成的角度、航向，以陀螺为基础（１）

陀螺：①

机械式陀螺：F2.60高速转子，固定方向，惯性平台：最外环：横滚环roll第二环：俯仰环pitch内环：方向环azimuths②

捷联式陀螺：陀螺与机身相连计算机算出角速度的变化③

激光陀螺：F2.61光束在闭合回路中顺时针、反时针运行，在检测器出会聚；如平面不转动，两束光没有干涉；平面转动，运动路线长短产生时间差，光干涉－>通过干涉条纹的位移，测出平面的转动角度（２）

陀螺仪表：HISF2.62飞机标志－飞机相对于地面角度的变化；人工地平线－惯性平台的位置，即地平基准刻度－表示飞机俯仰、倾斜的角度（３）

惯性基准系统IRS陀螺的速度、加速度数据－>计算出飞机的姿态：位置、倾斜、航向、速度、加速度显示＋控制－>飞机综合电子仪表、控制系统四、电子综合仪表1960s，膜盒式仪表－>c.r.t综合仪表①

多种数据显示；②

综合各种数据给出指引信号，帮助飞行员判断；③

与AP交联，在FMS控制下，为飞行员减荷；1、EFISF2.63EFIS、EADI、符号发生器、方式控制面板、信号仪表选择办组成F2.64B757主仪表板（１）

SG：接受ADS、IRS、VHFNAV、DME、RA数据；FMC、FCC的指令，变为符号送到显示器；（２）

EHSI取代航向指示仪表；显示：航向、航路、航迹、高度偏离、风向、前方航路点的距离，气象雷达，彩色显示，符号＋文字PLAN模式：FMCU提供信息，显示飞行计划中的航路点即航路、航向等；MAP模式：显示飞机在航路图上的位置，指示航向、时间、到下个航路点的距离F2.65；VOR模式：显示所飞航路与VOR台的方向，到DME台的高度；ILS模式：指示LOC、G/S偏离（３）

EADI取代姿态指引仪显示飞机姿态、各种指令、空速、地速、无线电高度；ILS时显示LOC、G/S偏离F2.63；（４）

控制面板：调整二个显示上的亮度、量程或选择工作方式；（５）

信号源仪表选择板：哪套系统有故障，备用系统接上；ADS、IRS、FMC、FCC、SG等；备用仪表：升降速度表、空速表、高度表；RDDMI2、发动机指示与机组警告系统（EICAS）F2.66发动机仪表有EICAS代替；显示发动机参数；全航段连续自动监控发动、飞机其他系统，异常时报警，自动记录故障参数；功能：接收、处理、显示发动机数据；处理从其他系统、传感器上来到数据，向机组报告；（1）显示装置：上显示器：显示发动机主要参数和警告信息，发动机压力比EPR、排气温度、转速下显示器：显示发动机辅助参数三种模式：工作模式：显示；状态模式：飞行中显示所需的数据维护模式：地面维护使用（2）显示转换组件、显示板的作用：转换显示方式；（3）维护面板作用：对不同维护信息的显示进行选择；（4）计算机的功用：对信息、数据综合处理，实现显示、警告、控制、记录等功能；五、AP自动驾驶仪1930s：保持飞机高度、速度、航迹；1950s：AP＋导航＋仪表，远距离自动飞行、着陆；1970s：计算机＋AP＋仪表－>FMS１、

AP原理：F2.68操纵飞机的闭环系统；AP取代驾驶员操作：F2.69①

传感元件：感受飞机姿态、参数的变化；②

变换放大元件：将传感元件产来的信号放大－>与标准比较－>差值作为执行的命令③

执行元件：SurfaceControlUnit－>改变航向的位置F2.70自动驾驶仪工作过程：接通AP－>电刷A（平飞）－>中间位置－>飞机平飞－>A、B在中间，无信号电刷B（与地面垂直）飞机上仰A刷与整个电位器上仰－>电位差－>放大器放大－>舵机－>方向舵下偏－>低头力拒－>飞机姿态回复－>飞机仰角变小－>B回移－>偏差信号减小－>反馈信号－>偏差信号－>舵机回转－>C向回移动－>平飞－>B、C电位计都回到中点C为位置反馈同理：给定控制模式后，可控制飞机自动向上飞行２、

FMS（１）

AFDS自动驾驶移指引系统；FD＋AP：把二者合而为一FD－只向驾驶员提供姿态信息、指令；AP－只按原输入控制飞机；F2.71AFDS框图方式控制面板：选择工作方式①

驾驶员操纵模式：系统起指示仪功能，且保持稳定；②

驾驶员指令模式：指令选择高度、升降速度、空速、航向、AP执行指令；③

全自动模式：AP＋其他系统；FCC：接收ADS、IRS、地面信号，根据面板、家是感指令和信号处理，计算机在俯仰、横滚、偏航三轴上的操作指令－>伺服机构－>操纵面；传感器和伺服机构：测出各操纵面的位置，反馈到计算机－>伺服机构－>作动筒－>航向偏转警告系统：由警告灯光、声音指示器组成，与FCC相连、非正常情况时警告（２）

推力管理系统：AP＋推力管理系统：姿态、推力一体自动化推力管理计算机：①

发动机的推力限制计算，安全高度内操作发动机；②

自动油门方式管理：控制油门在推理最佳状态工作；方式选择面板：起飞/复飞、爬升、保持、巡航（３）

偏航阻尼系统F2.72大后掠角飞机，增大垂尾，但荷兰滚－>偏航阻尼器发生偏航加速度－>ADS、IRS测出偏航速度、偏航加速度－>整形/处理器－>转化、整平、增益控制－>荷兰滚滤波器－>仅方向偏转信号加到伺服机构－>向荷兰滚相反方向连续摆动－>摆动呗控制在很小范围（４）

自动安定面配平系统：Vf－>飞机气动中心后移①

飞行员需调整升降舵或水平安定面的倾角②

升降舵迎角增大，使飞机阻力增加，升力减小自动配平系统将水平尾翼设计成安装角可调F2.73组成：安定面配平和升降舵不对称组件SAM：处理FCC驾驶杆、ADC数据－>指令给STCM安定面控制配平组件STCM：接受驾驶杆、FCC、SAM指令，实现纵向配平四种配平方式：①

备用手动、电动配平，驾驶员用手操纵；②

自动配平：FCC控制配平；③

马和数配平：高速时；④

速度配平：低速时；YD、AT都是保证飞行稳定性而设的辅助飞行操纵系统YD、AT＋自动控制系统：增稳系统YD－垂直增稳；AT－俯仰增稳；稳定性与操纵性是有矛盾的①

稳定系统操作权限不能太大；②

设有切断开关；六、综合电子控制设备：１、

FMCS：将基准系统（ADS、IRS）、自动驾驶系统（AFCS、推力管理系统）、显示系统（EFIS、EICAS）统一管理，由FMCS完成；组成：（１）

CDU飞前输入飞行计划、指令：航路、航段、离港/进港、爬升、巡航、等待下降等；显示与整个航路相关的资料、数据；（２）

FMC储存着有关飞机性能和航路的大量信息接收监控飞行中的动态信息－>经计算机处理－>显示－>发出指令－>FCSF2.74FMC框图性能组块：计算最佳姿态速度、计算速度和姿态限制、给出飞行各阶段的建议数据；显示组块：计算选择航路、导航点，在电子仪表系统显示；导航功能组块：计算位置、速度、姿态、风速；制导功能组块：下达操纵、推力指令，计算误差并修正；FMCC控制飞机航行：飞行员监控飞机应急时手操纵起飞/着陆时操纵２、

飞行信息记录系统：黑匣子：CVR：记录驾驶舱的声音，飞行的各种性能数据；DFDR：记录飞行时的各种参数；桔红色：承受1000g过载冲击，30分钟1100℃高温，海水浸泡30天，自动信号发生器ULB：30天发射信号，垂尾下方机身后段F2.75飞机记录器结构图用途：事故分析维修飞行试验（１）

CVR区域话筒：电容式，收集音频信号磁带记录器：至少四个磁道，记录正、副驾驶话音、其他声音记录最后30分钟信号，以前信号抹掉（２）

DFDRFDAU飞行数据采集装置：接收数据、变成记录格式，送到记录器飞行记录器加速度计：记录三轴的加速度、输入FDAU磁带记录器：由前进马达带动，8条磁道，全长140m，记录25小时，60多种数据16种必录数据：a、姿态、空速、时间、推力、各操纵面位置等３、

数据总线：1000种以上数据，联网系统交输ARINC规范系统向别的系统输出数据要先经ARINC发送机送入总线，取得数据经ARINCRX解码传输：二进制，BNR或BCD数据每个数据由36位组成①

前8位：标号；如真空速标号位230－>10011000②

源/目标识别符，表示数据来自何处，9～10位③

11～28位：数据区（二进制）11～29位：数据区（二－十进制）不满用零④

符号/状态矩阵：上、东西、上下29～30：（二进制）30～31：（二－十进制）⑤

奇偶校验位：32位４、

ACARS把ARINC总线上的数据通过空地双向数据链进行交换，飞机用VHF向地面发射，地面再发往航空公司，管制塔台等。通过卫星通信网在全球各航线上的使用；组成：管理组件、FMC的CDU，中央VHF收发机、打印机；管理组件－管理系统、控制、数据存贮FMC的CDU－输入、显示数据中央VHF收发机－与地面数据联系打印机－打印数据飞机－地面实时数据处理整体；飞机向地面自动报告飞机参数，接收地面各部指示信息；及时情报沟通故障处理提供双向语言通信，乘客空中电话，安排预定旅客，租用车辆等５、

GPWS向飞行员提供以不安全的方式或速度靠近地面的警告；组成：GPWC、警告灯、控制板六种方式的警告①

下降速度过大；②

相对于地面的接近速度过大；③

起飞/复飞怕高士襟翼放得太小；④

飞机离地高度不够；⑤

飞机进近时，下滑道向下偏离；⑥

风切变；驾驶舱音响、灯、EFIS显示警告信息６、

TCAS（TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem）空中警告及避撞系统；（１）

原理：二次雷达：飞机编号、航向、高度；询问器：显示相互距离间隔避免碰撞（２）

组成：询问器、应答机、收发机、计算机询问器－发脉冲信号，监视30n.m上下3000m应答机－与二次雷达共用，S模式编码计算机－计算信号，提供信号、警告－>在ND上显示监视30架以内飞机的动向，危险接近，25－40s采取措施７、

电话操纵：Fly-By-WireF2.77将操纵系统中的机械传输部件分全部电信号代替驾驶员操纵驾驶杆－>通过电信号传到FCC－>差异信号送入操纵面回路―>操纵面运动FCC用于比较指令信号与各传感系统来的信号人机合一，全电闭环操作系统；电传操纵的优点：①

操纵灵敏度高；②

AP功能完整统一；③

飞机机动性能提高；④

重量小，可靠性高；电传操纵的问题：①

机组适应期；②

可靠性疑问：隐蔽故障、突发故障－>增加备用系统（余度技术）四余度发展方向：光纤操纵

第三章航空器活动的环境及导航前面两章对航空器的学习主要以航空器为主体，了解航空器的基本概念、发展过程、大体结构及工作过程。飞机是在大气的海洋里航行的飞行器。飞机的空气动力、发动机工作状态都与大气密切相关。本章我们将重点放于航空器本身以外的大气空间、如何引导航空器沿着预定的航线运动的方法，即：航空器活动的环境及导航。

第一节大气层大气层：包围地球的空气层称为大气层或大气一、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、动气密度和音速。（一）、空气的密度（）1、概念：空气密度是指单位体积内的空气质量。2、公式：设在立方米的体积内有千克空气，则密度为3、单位：标准单位为工程上所用的单位为：（工程上，G的单位是公斤，＝公斤秒/米）思考：为什么工程上密度的单位为？提示：工程上重量的单位为公斤，重量与质量的关系是什么？4、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，反之，越少。（二）、空气的温度（T）1、概念：空气的温度指空气的冷热程度。2、定理：布朗运动，气体的温度越高，空气分子不规则运动的越快，分子的平均动能越大。反之，类似。3、单位：（1）我国常用的是，摄氏温度（2）少数国家和地区用F华氏温度两者换算关系：(3)理论计算中（国际标准），常用绝对温度T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。单位：开氏度K（三）、大气压P 1、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。2、产生原因：据布朗运动的理论，大量运动着的分子连续不断的撞击物体表面，这种空气分子对物体的撞击作用即表现为大气对该物体所施加的压力。且分子的运动是不规则的。因此，对于某个质点各方向上的压力是相等的。说明：在静止的大气中，没有沿垂直方向运动的空气，说明空气所受垂直方向的力是平衡的。即静止大气中每处的气压都与该处上空的大气气柱的重量平衡。数量上，大气压＝物体单位面积上所承受的大气气柱的重量。思考：随着高度的增加，空气压力如何变化？3、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，海平面大气压称为一个标准大气压。（四）、音速1、概念：声音在静止的空气中传播的速度。2、单位：米/秒（） 二、密度（）、温度（T）、压力（P）和音速（v）随高度(h)的变化1、温度由于地球引力的作用，在地球的周围包围着厚厚的大气层，根据大气层中各个高度的特性的不同，将大气层分为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。因为飞机一般在低于35Km的高度飞行，即在对流层和平流层飞行，因此，对于温度随高度的变化，我们更关心的是这两层。在11Km以下，每升高1Km，温度下降，这一层称为对流层。在11Km到35～40Km的距离称为平流层，在这一层，空气的温度不会随高度的升高而升高，一般保持在。因此这一层又称为恒温层。在平流层外到大约80～100Km的高度，空气的温度先升高后降低。这一层称为中间层。因为在大约55Km的高度，有臭氧层的存在（），它具有吸收紫外线的作用，因此温度升高。由于该层温度已经高到将空气分子电离的程度，所以该层空气分子具有导电的作用。（思考该层的作用）中间层以外到大约800Km的高度，温度随高度增加而升高，且温度很高。称为电离层。2、密度虽然温度随高度的增加有诸多的变化，但是，地球外层空气的存在是因为地球的引力将其包围在自己的周围，因此，随着高度的增加，地球对空气的引力将下降，即随高度的增加，空气就会越稀薄。而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。3、压力前面讲到，大气压力是物体单位面积上所承受的大气柱的重量。那么，随高度的增加，单位面积上所承受的大气柱的重量降低，所以大气压随高度的升高而降低。三者随高度的变化，对飞行有很大的影响。简单的，如：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。

三、大气的分层

概念：包围着地球的空气层称为大气。分类：对流层、平流层、中间层、电离层、散逸层（一）、对流层（变温层）1、高度：由于地球在不用纬度的引力不同，因此，不同纬度对流层的高度也不尽相同。赤道最高（17～18公里），两极较低（8～9公里），夏季高于冬季。2、特点：（1）、高度增加，温度下降；每增加一千米，温度降低6.5摄氏度。（）对流层中，空气的热量来自于地面而不是太阳的照射，因此，随高度增加温度下降。（2）、风向风速经常变化太阳对地面照射不同，使得各个地方的气温、密度和压力有所不同，因此形成了不同的风向和风速。（3）、空气上下对流剧烈受热多的空气膨胀上升，受热小的空气冷却下降，形成对流。（4）、气象多由于空气中90％以上的水蒸气都在对流层，因此，这一层中存在云、雨、雾、雪等所有的气象。思考：大家有没有注意我国的飞机场的跑道是什么方向的，为什么？3、对飞机的影响（1）、高度增加，温度下降，飞机结冰，改变了飞机的气动外形。包括机载设备及机上人员都要受到威胁。（空调系统的作用）（2）、风速、风向改变，空气的对流，使飞机颠簸，风切变对飞机更是有巨大的危害。（风的方向由向南瞬间变成向北）（3）、云、雨、雾、雪等影响能见度。尤其是在目视飞行时，这一点非常糟糕，即使是在现在自动导航设备如此先进，在起飞和降落的时候还是要目视协助。因此，这一点对飞机的影响也是巨大的。（二）、平流层（恒温层）1、高度：对流层以上距地面35～40Km2、特点：（1）、恒温受地面影响小（2）、水蒸气少，因此没有云、雨、雾、雪等气象（3）、密度小，风向稳定，没有对流，空气水平流动。思考：飞机巡航一般处于什么高度，为什么？（三）、中间层1、高度：平流层以上距地面80～100Km2、特点：（1）、空气的温度先升高后降低因为在大约55Km的高度，有臭氧层的存在（），它具有吸收紫外线的作用，因此温度升高。（2）、有风，且风速很大。（四）、电离层（暖层）1、高度：中间层以上距地面800Km2、特点：（1）、温度高（2）、空气分子被电离（用途？）（五）、散逸层1、高度：电离层以上距地面2000～3000Km2、特点：（1）、几乎不受地球引力的束缚

四、国际标准大气和飞行高度的确定（一）国际标准大气的规定1、意义：大气的各种物理参数随着地理位置、地形、季节的不同而不同，因此，航空器的飞行性能在不同的地点、季节、高度有不同的表现，这使得航空器的制造和使用在不同的条件下有不同的结果，给使用者带来麻烦，因此必须有一个统一的标准在世界范围内统一比较、计算。2、规定的前提：以北半球中纬度地区的大气物理性质的平均值作为基础建立，符合理想气体方程：“理想”是在以下假设下的：（1）、分子没有体积（2）、分子间没有引力其中P－气压；－空气密度；T－气体的绝对温度；R―气体常数（等压下，温度升高1K，1Kg气体膨胀所做的功）。3、规定：海平面的高度为零，在海平面，空气的标准状态是：（二）、飞行高度的确定飞机的高度表是根据气压来确定高度的，在飞行的不同阶段，使用不同的气压标准来确定高度。1、场压高度（QFE）：机场当地海拔高度的气压高度为零，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。飞机在起飞、降落前需要根据当地的气压数据进行调零。2、海平面气压高度（QNH）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。3、标准气压高度（ISA）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。

第二节空中导航导航的基本概念为一个物体在运动中确定它的空间或地面的位置和方向的方法。导航中，由于是用某种方法对地面位置和方向的确定，那么，学习地球的有关知识是有必要的。

一、地球的有关知识地球的形状：东西稍长（6378.28公里），南北略短（6356.86公里）的椭圆球体，但两者相差较小，所以通常认为地球为球形（6371公里）。地轴：地球绕一条轴自转，这条轴称为地轴。地轴在地表的两个端点，南面是南极（S），北面是北极（N）。1、地球的经纬度1）、纬度a）赤道平面概念：与地轴垂直并通过地球中心的平面称为赤道平面。特点：赤道平面将地球平分为相等的南北两半。b）赤道概念：赤道平面与地表面的交线为赤道。c）纬度概念：地球上某点到地心连线和赤道平面的角度为该点的纬度。表示方法：赤道的纬度为，为了分别南北，南半球是南纬，用S表示；北半球是北纬，用N表示。南极为，北极为，北京为。其范围为（）。d）纬线概念：同样纬度连接起来的线为纬线，是和赤道平面平行的平面在地球表面的交线。e）纬圈概念：纬线形成纬圈。特点：纬圈是平行于赤道的圆，纬度越高，纬圈越小，南北极，纬圈为一个点。2）、经度a）经圈概念：包含地轴的平面与地球表面的交线称为经圈。b）经线（子午线）概念：经圈的南北极之间的线称为经线。表示方法：以通过伦敦格林尼治天文台的经线作为经线的，这条经线称为主经线，也称为本初子午线；和经线构成经圈的另一半经线是经线；经线以西为西经，用W表示；经线以东为东经，用E表示。c）经度概念：通过任一点的经线平面与主经线平面的夹角为该点的经度。北京，。

2、

方向、距离和坐标1）、方向方向：地面一点对一点的坐标体系中的角度关系。方位角：以经线北部为基准，顺时针测量到水平面的给定的方向线的角度。2）、距离距离：地球表面两点之间连线的长度。由于地球为球形，所以该长度为弧度长度。距离的定义：通过球心的平面和球面相交的交线是球面上半径最大的圆。所有经圈和赤道都是大圆。大圆的周长＝公里每条纬度都是互相平行的，则纬度每差的距离为：公里1米定义为通过巴黎经圈的四千万分之一。1海里定义为大圆上的长度：3）、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。a）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。b）等角航线概念：两点间按它们的相对方位，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。二、地球的运动和时间1、时间和时刻时间是运动的持续性和顺序性的度量。时刻：描述运动顺序性的度量，时刻为时间的一点。时段：描述运动持续性的度量，时段为时间的一段。时间包括了时刻和时段两方面的概念。2、地球的运动1）、地球运动的时间关系地球的运动包括围绕太阳公转和绕着地轴自转。地球运动的时间关系为：地球公转一周的时间为一年，自传一周的时间为一天，一天分为24小时，一小时为60分，一分为60秒。2）、地球运动的角度关系地球自转一周为，所需时间为24小时，每小时转，转动要4分，转动要4秒。3、时刻的种类及相互关系1）、地方时概念：将当地经线正对太阳的时刻作为正午12时，正背太阳的时刻作为0时，这样得到的时间称为地方时。特点：每条经线都对应一个地方时，数目多，对当地的测量和使用是方便的，但不适于一定范围的协调活动。2）、区时概念：将全球倍数的经度作为标准经度，在标准经度两侧的地区构成一个时区，使用这个标准经度的地方时作为这个时区的区时。说明：的时区称中区，向东称东区，向西称西区；东12区和西12区为一个区，标准经度为从；相邻两个时区差1小时。国际日期变更线：地球的一天从最东端开始，即从东经经线开始，那么经线两侧的日期差1天，称经线为国际日期变更线。为了照顾一些国家和地区使用同一日期，这条线有三处偏离了经线。特点：各地时间不等于该地地方时，但便于不同地区时间的换算。东 西，日期加1天；西东，日期减1天。3）、北京时间概念：北京所在东八区的区时，称为北京时间，为我国的标准时间。意义：我国地区辽阔，跨东5区到东9区5个时区，为了使全国有统一的时间，统一使用北京时间。4）世界时概念：各地区统一以0区的区时作为标准时，称为世界时。意义：由于世界性活动越来越多，使用区时也无法满足对时间同步性和准确性的要求，所以引入世界时。3、协调世界时意义：地球自转速度不均匀，为了弥补原子钟测出的较准确的时间与地球自转测出的时间的差异，引入了协调世界时的概念。概念：以原子频率为基础，同时又要协调它和地球自转的时刻一致的时间标准称为协调世界时。特点：以0区区时为基准；时刻均匀；与地球自转基本同步，最大差。国际民航组织规定国际航线统一使用协调世界时。计时方法为：24小时计时法。从0时～24时，正午为12时，下午1时为13时。则下午1时8分6秒计为130806。

三、空中导航1、导航的基本概念导航是指一个物体在运动钟确定它在空间或地面的位置和方向的方法。2、导航的基本发展过程早期陆地上的活动一般使用各种标志、太阳或其它天体来确认方向；海上活动一般使用指南针、六分仪等。早期航空，飞行高度不高，一般采用地面标准和航空地图完成导航；气压仪表时代出现了领航学，领航员据不同仪表数据不断计算，结合航图，进行导航；无线电技术和电子技术发展时代，飞机电子综合仪表系统的工作代替了领航员的工作，提高了导航的自动化程度。3、导航主要参数的确定在具备了航图的前提下，导航主要的参数有航向、地速、时间和高度。前面我们已经介绍了时