航空航天技术概论实验报告

试验一、飞行原理试验(一) 试验目的生疏风洞的功用和典型构造；通过烟风洞试验观看模型的气流流淌状况；通过低速风洞的吹风试验了解升力与迎角、相对速度之间的关系;通过对不同的飞机模型进展吹风试验把握飞机的稳定性和操纵性。〔二〕试验内容观看翼型模型或飞机模型在烟风洞中的气流流淌状况;观看飞机模型的迎角大小和相对速度对升力的影响规律；观看飞机模型在受到扰动失衡之后如何自动恢复到平衡状态；观看飞机模型通过操纵设备来转变飞机的哪些飞行状态。〔三〕试验设备图1-1.1—发烟器；2—管道；3-梳状管；4-试验段;5—沉淀槽；6—烟量开关；7—烟速调整纽；8-模型迎角调整纽；9—发烟器及照明开关图1-1 烟风洞构造示意图烟风洞一般由风洞本体、发烟器、风扇电动机和照明设备等组成。风洞的剖面呈矩形，为闭口直流式。烟从发烟器1产生,23(很多并列的细管)，烟雾通过梳状4流过试验段后流人沉淀槽5，最终流到风洞的外面。发烟器底部装有电加热器，把注入的矿油点燃而发烟。为了看得更清楚或便利摄影，风洞试验段后壁常漆成黑色,并用管状的电灯来照明。如图1-2所示是一种简洁的直流式风洞的构造示意图,风扇由电动机带动，调整电动机的转速,可以转变风洞中气流的流速。1—电动机；2-风扇；3—防护网；4—支架；5—模型；6—铜丝网；7-整流格；8-天平；9—空速管；10—空速表；11—收敛段;12-试验段；13—集中段图1—2 直流式低速风洞12过收敛段11，使气流收缩，速度增大.气流通过整流格，使涡流减小,并在试验段的进口处到达期望的流速，然后再以平稳的速度通过试验段12.飞机或机翼模型就放在试验段的支架4上进展试验.气流从试验段流过集中段13.最终气流通过防护3流出风洞之外。进展风洞试验还需要一些周密的仪器设备，如测量模型上的空气动力大小的天平8、测量气流速度的空速表10和空速管9，以及温度汁、气压计和湿度计等，另外，还需要模型外表压力分布的压力计、数据采集和处理设备以及掌握风洞运行的其他设备等。(四〕试验步骤〔以直流低速风洞为例〕连上电源线〔，接通操作面板上的电源开关〔按绿色按钮；首先转动电压调整罗盘至零位,然后翻开电压和电流开关，观看电压表和电流表指示是否正常;固定好；〔4)转动电压调整罗盘,渐渐提高电动机功率〔功率不高于140)；并记录试验结果；〔按红色按钮)，关闭电源，并将翼型模型或飞机模型放回原处。试验方法将飞机模型或翼型模型置于试验段的固定位置,调整电动机功率，使试验段气流到达预定风速。分别测量在某几个迎角〔取a=15o,20o，25o，30o〕时升力系数Cx、阻力系数Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并将测量数据记录于下表。a升力系数Cx阻力系数Cy升阻比K=Cx/Cy

15o 20o 25o 30o试验数据记录记录试验时翼型模型或飞机模型的迎角的角度;〔2)记录试验时电动机功率的大小和气流的流速；(3)记录试验现象或试验结果.〔五) 思考题风洞试验有何作用？答:风洞试验的作用:是利用人造气流来进展飞机空气动力试验测试.风洞是进展航空航天事业的关键设备,能，如速度、高度等,除飞机重量、发动机推力等要素外，最重要的因素是作用于飞机的空就可以确定作用于飞机的空气动力并推算飞行性能.但是,这个工作只能做在最前，不能在飞机造出来以后.故风洞试验主要用于确定飞机空气动力的试验测试。影响飞机升力的因素有哪些?〔〕机翼面积的影响；相对速度的影响；空气密度的影响；机翼剖面外形和迎角的影响。什么是飞机的稳定性？飞机包括哪几个方向上的稳定性？状态，在扰动消逝后，不经飞行员操纵，飞机能自动恢复到原来平衡状态的特性。〔1〕飞机的纵向稳定性；〔2〕飞机的方向稳定性；(3〕飞机的横向稳定性。什么是飞机的操纵性？驾驶员如何操纵飞机的俯仰、偏航和滚转运动？答：飞机的操纵性是指驾驶员通过操纵设备〔〕来转变飞机飞行状态的力量.驾驶员如何操纵飞机的俯仰：飞机在飞行过程中，操纵升降舵，飞机就会围着横轴转动，产生俯仰运动。飞行员向后拉驾驶杆，经传动机构传动,升降舵便向上偏转,这时，水平尾翼上的向下附加升力就产生使飞机抬头的力矩，使飞机上仰；向前推驾驶杆，则升降舵向下偏转,使机头下俯。驾驶员如何操纵飞机偏航：在飞机飞行过程中,操纵方向舵，飞机则绕立轴转动，产生偏航运动。飞行员向前蹬左矩，使机头向左偏转；向前蹬右脚蹬，飞机产生向右的偏航力矩，使机头向右偏转。驾驶员如何操纵飞机的滚转运动：飞机在飞行过程中，操纵副翼,飞机便围着纵轴转动，产生滚动运动.向左压驾驶杆，左动力矩，使飞机向左倾转；向右压驾驶杆，则右副翼向上偏转,左副翼向下偏转,产生右滚的滚动力矩,飞机便向右偏转。〔六)试验收获〔心得体会。通过本次飞行原理试验,使我生疏了风洞的功用和典型构造，生疏到风洞试验对进展航空航天事业的重要性。由于航空器、航天器，包括像先进的空中武器装备,比方，比方作为进展中国家，要进展大飞机，要进展军用飞行器,必需要有与之相关的专家。作为当代大学生，我们应努力把握相关方面的学问,为祖国的强大与进展做出自己的奉献。试验二、发动机构造试验〔一〕试验目的生疏航空发动机的功用和典型构造；通过试验把握燃气涡轮发动机各个部件的组成、功用.〔二〕试验内容观看燃气涡轮发动机各个部件的组成，并了解和分析各局部的功用。(三)试验设备试验设备主要包括：活塞式航空发动机、涡喷六燃气涡轮发动机.如图2-1所示是活塞式航空发动机示意图.活塞式航空发动机是一种燃烧汽油的往复式内燃机，可带动螺旋桨高速转动而产生推力，主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气活门和排气,并将燃料燃烧后的内能转变为活塞运动的机械能.连杆将活塞和曲轴连接在一起，用于传递活塞和曲轴之间的运动。曲轴将活塞的往复运动变成自身的旋转运动，并带动螺旋桨转动，使发动机产生推力。2—1活塞式航空发动机构造示意图如图2-2所示为涡轮喷气发动机构造示意图。涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件组成。涡轮喷气发动机的工作过程如下:空气首先由进气道进入(可高达30倍以上〕.具有较高压力的空气进入燃烧室，与从喷嘴喷出的燃料充分混合，经速旋转的涡轮产生气械能,带动压气机和其他附件工作。涡轮出口燃气直接在喷管中膨胀，使燃气可用能量转变为高速喷流的动能而产生反作用力。〔四〕试验方法

图2—2 涡轮喷气发动机构造示意图试验时承受教师表达、学生提问、教师和学生沟通争论的方式进展。〔五〕思考题进气道的作用是什么？答：燃气涡轮发动机进气道的作用：〔1〕冲压恢复，尽可能多地恢复气流总压。〔2)流经进气道时具有尽可能小的流淌损失.〔3)常工作.〔4)进气道引起的飞行阻力必需尽可能的小。试述轴流式压气机的主要组成和它的增压原理.答:轴流式压气机的主要组成：进口、收缩器、导向叶片〔导叶、动叶片、转子、扩压器、出口。增压原理：伯努利方程，气体从进口流入压气机,经收缩器时流速得到初步提高，进口导向叶片使气流改为轴向，同时还起扩压管的作用，使压力有所提高.转子在外力作用下作高速转动，固装在转子上的动叶片推动气流，使气流获得很高的流速.高速气流进入导叶，气流淌能降低而压力上升,相邻导叶叶片间的通道相当于一个扩压管。气体流经每一级连续进展类似的过程，使气体压力渐渐上升。3。试述喷气发动机燃烧室的主要组成及各局部的功用。答:火焰筒、燃烧室外套:火焰筒和燃烧室外套之间流小股空气冷却火焰筒壁。喷嘴:提高燃料的雾化质量，以便使燃料与空气充分混合。涡流器：使空气产生涡流，以便与燃料均匀混合，并在适当部位形成点火源。4。涡轮的作用是什么？答:涡轮的功用是将燃烧室出口的高温、高压气体转换为机械能.轮叶片通道的外形与压气机叶片的通道正好相反.5。加力燃烧室的作用是什么？为什么加力燃烧室不宜长时间工作？答:加力燃烧室的作用：在燃气涡轮发动机中，向涡轮或风扇后的气流中喷油并燃烧,使气流温度大幅度增加，并从喷管高速排出以获得额外推力的装置。加力燃烧室不宜长时间工作缘由：使用加力燃烧室时，燃油消耗率很大，温度也很高,因此不宜长时间工作。6. 尾喷管的形式有哪些?什么时候承受收敛-集中形喷管？答：尾喷管的形式：简洁收敛式尾喷管、拉瓦尔喷管