航概复习知识要点

航空航天概论要点第一章航空航天发展概况航空：载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行运动。航空按其使用方向有军用航空和民用航空之分。军用航空泛指用于军事目的的一切航空活动，主要包括作战、侦察、运输、警戒、训练和联络救生等。民用航空泛指利用各类航空器为国民经济服务的非军事性飞行活动。民用航空分为商业航空和通用航空两大类。航天是指载人或不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动，又称空间飞行或者宇宙航行。航天实际上又有军用和民用之分。在地球大气层内、外飞行的器械称为飞行器。在大气层内飞行的飞行器称为航空器。轻于空气的航空器轻于空气的航空器航空器重于空气的航空器气球固定翼航空器旋翼航空器扑翼机倾转旋翼机滑翔机直升机旋翼机航天器是指在地球大气层以外的宇宙空间，基本按照天体力学的规律运动的各类飞行器。科学卫星科学卫星应用卫星技术试验卫星月球探测器空间探测器行星和行星际探测器航天器卫星式载人飞船载人飞船登月载人飞船空间站航天飞机空天飞机人造地球卫星载人航天器无人航天器个三叶螺旋桨，使其成为第一个可以操纵的气球，这就是最早的飞艇。持续而有控制的动力飞行。喷气式战斗机（我国习惯称歼击机）的更新换代代表了航空技术的发展历程。代第一代战斗机第二代战斗机第三代战斗机第四代战斗机特点高亚声速或低超音速、后掠翼、装涡喷发动机、带航炮和空空火箭，后期装备第一代空空导弹和机载雷达小展弦比薄机翼和带加力的涡喷发动机，飞行速度达到2倍声速，用第二代空空导弹取代了空空火箭和第一代空空导弹，配装有晶体管雷达的火边条翼、前缘襟翼、翼身融合等先进气动布局以及电传操纵和主动控制技术，装涡轮风扇发动机，具有高的亚声速机动性，配备多管速射航炮和先雷达和全天候火控系统，具有多目标跟踪和攻击能力，平视显示器和和多功能显示器为主要的座舱仪表。第三代战斗机在突出中、低空机动性的同时，可靠性、维修性和战斗生存性得到很大改综合使用了隐身、航电、材料、发动机和气动设计方面的最新技术成果发展而成，是一种全面先进的战术战斗机。代表机型F-4、米格-21、幻影III火箭之父：俄国的K.齐奥尔科夫斯基日，世界上第一颗人造地球卫星从苏联的领土上成功发射。返回地球，在着陆前16分钟发生意外，航天飞机解体坠毁，机上航天员全部罹难。新中国自行设计并研制成功的第一架飞机是歼教1。我国自行设计制造并投入成批生产和大量装备部队的第一种飞机是初教6。我国第一架喷气式战斗机是歼5型飞机，是一种高亚声速歼击机。我国第二代超声速战斗机包括歼7和歼8系列。和自行制造的新阶段。歼10战斗机是我国自行研制的具有完全自主知识产权的第三代战斗机，实现了我国战斗机从第二代向第三代的历史性跨越。“”1号是新中国自行研制的第一架轻型旅客机。由北京航空航天大学的前身北京航空学院的师生设计、生产。2007年2月26日，国务院正式批准我国大飞机国家重大专项立项实施，标志着我国大型民用客机和大型运输机进入工程研制阶段。我国的气象卫星称为“风云”系列。我国成功研制和发射了“北斗”导航定位卫星。胜利升空。我国第一位航天员杨利伟。在酒泉卫星发射中心发射升空。3号甲运载火箭成功发射。搭档刘伯明和景海鹏的协助下首次出仓进行太空行走，飞船飞行到第31圈时，成功释放伴第二章飞行环境及飞行原理飞行环境包括大气飞行环境和空间飞行环境。根据大气中温度随高度的变化，可将大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层5个层次。特点特点气温随高度增加而降低；风向、风速经常变化；空气上下对流剧烈；有云、雨、雾、雪等天气现象。对流层是天气变化最复杂的一层，飞行中所遇到的各种天气变化几乎都出现在这一层中。（最低）空气沿铅垂方向的运动较弱，因而气流较平稳，能见度较好。（较低）气温随高度升高而下降，且空气有相当强烈的铅垂方向的运动。（中间）空气密度极小，空气处于高度电离状态，温度随高度增高而上升。（次高）空气极其稀薄，大气分子不断地向星际空间逃逸。（最高）大气层对流层平流层散逸层不计，即把气体看成连续的介质。的粘性，主要是气体分子作不规则运动的结果。压缩性的影响，使得大气以超声速流过飞行器表面时与低速流过飞行器表面时有很大的差高度增加而降低，声速也随着降低。a根据Ma的大小，可以把飞行器的飞行速度划分为如下区域：相对运动原理：“空气流动，物体不动”和“空气静止，物体运动”产生的空气动力效果完全一样。只要物体和空气之间有相对运动，就会在物体上产生空气动力。可压缩流体沿管道流动的连续性方程：pvA=pvA=pvA=……=常数不可压缩流体沿管道流动的连续性方程：vA=vA=vA=……=常数（A为所取截面的面积）2=动压拉瓦尔喷管是使气流由亚声速加速成超音速的一种先收缩后扩张的管道，当然要想变为超音速，对气流还必须的是沿气流方向有一定压力差。翼弦与相对气流速度v之间的夹角α叫“迎角”。翼型的上下翼面。由于翼型的作用，当气流流过上翼面时流动通道变窄，气流速度增大，压强降低，并低于前方气流的大气压；而气流流过下翼面时，由于翼型前端上仰，气流受到阻拦，且流动通道扩大，气流速度减小，压强增大，并高于前方气流的大气压。因此，在上下翼面之间就形成了一个压强差，从而产生了一个向上的升力Y。大，这种现象称为“失速失速刚刚出现时的迎角叫“临界迎角所以飞机飞行时迎角最好不要接近或大于临界迎角。影响飞机升力的因素2.相对速度的影响4.机翼剖面形状的影响增升措施3.改变气流的流动状态，控制机翼上的附面层，延缓气流分离。低速飞机上的阻力按其产生的原因不同可分为摩擦阻力、压强阻力、诱导阻力和干扰阻古典翼型，使紊流层尽量后移，对减小摩擦阻力也是有益的。流，做成流线型，有些部件如活塞式发动机的机头应安装整流罩。诱导阻力与机翼的平面形状、翼剖面形状、展弦比等有关。可以通过增大展弦比，选择适当的平面形状（如椭圆形的机翼平面形状），增加“翼梢小翼”等来减小诱导阻力。激波实际上是受到强烈压缩的一层薄薄的空气。正激波是指其波面与气流方向接近于垂直的激波。由激波阻滞气流的产生的阻力叫做激波阻力，简称波阻。进而减小激波阻力。超过临Ma时，机翼上就会出现一个局部超声速区，并在那里产生一个正激波。这个正激波是由于局部产生的，所以叫“局部激波(临界速度是气流的速度，当气流以此速度从前缘爬升到机翼最高点时，刚好加速到声速)局部激波和波阻的产生，是出现“声障”问题的根本原因。按机翼和机身的连接位置分：上单翼、中单翼、下单翼；按机翼弦平面有无上反角分：上反翼、无上反翼、下反翼；按纵向气动布局分：正常式、鸭式、无尾式波阻较小的翼型有：双弧形、菱形、楔形、双菱形超声速飞机的机翼平面形状和布局型式（7种）①后掠机翼②三角形机翼③小展弦比机翼④变后掠机翼⑤边条机翼⑥“鸭”式飞机⑦无尾式布局超声速飞机和低、亚声速飞机的外形区别1.低、亚声速飞机机翼的展弦比较大，梢根比也较大；超声速飞机机翼相反。2.低速飞机常采用无后掠角或小后掠角的梯形直机翼，亚声速飞机的后掠角一般也比较小（小于35°),而超声速飞机一般为大后掠机翼或三角形机翼。4.低、亚声速飞机机翼的展长一般大于机身的长度，机身长细比较小，一般为5~7身的长度大于翼展的长度，机身比较细长，机身长细比一般大于8，机身头部较尖，驾驶舱与机身融合成一体，成流线形。就是所谓的“声爆”现象。飞机的飞行性能一般包括飞行速度、航程、升限、起飞着陆性能和机动性能等。飞机的静升限是指飞机能作水平直线飞行的最大高度。飞机的起飞过程：地面滑跑、离地、爬升；飞机的着陆过程：下滑、拉平、平飞减速、飘落、滑跑在扰动消失以后，不经飞行员操纵，飞机能自动恢复到原来平衡状态的特性。机才是纵向稳定的。飞机主要靠垂直尾翼的作用来保证方向稳定性。飞机的横侧向稳定性主要是由机翼上反角、机翼后掠角和垂直尾翼的作用产生的。直升机的布局：单旋翼直升机、共轴式双旋翼直升机、纵列式双旋翼直升机、横列式双直升机的操纵系统2.变距操纵：实现纵向（包括俯仰）及横向（包括滚转）运动（前后左右）；开普勒（Kepler）三大定律第一定律（椭圆定律所有行星绕太阳的运行轨道都是椭圆，而太阳则位于椭圆的一第二定律（面积定律）：在相等的时间内，行星与太阳的连线所扫过的面积相等。第三定律（调和定律）：行星运动周期的平方与行星至太阳的平均距离的立方成正比，即行星公转的周期只和半长轴有关。轨道要素4.升交点赤经Ω卫星轨道：圆轨道和椭圆轨道、顺行轨道和逆行轨道、地球同步轨道、太阳同步轨道、极轨道、回归轨道（理解）“嫦娥”1号卫星经历了在地球轨道、地月转移轨道和环月轨道的漫长征程，于07年第三章飞行器的动力系统航空航天发动机的分类活塞式发动机活塞式发动机空气喷气发动机航空航天发动机火箭发动机组合发动机燃气涡轮发动机冲压喷气发动机化学火箭发动机非化学火箭发动机火箭冲压发动机涡轮冲压发动机火箭涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机涡轮螺桨发动机涡轮桨扇发动机涡轮轴发动机垂直起落发动机液体火箭发动机固体火箭发动机固-液混合火箭发动机电火箭发动机核火箭发动机太阳能火箭发动机活塞发动机的工作原理四个行程：进气行程、压缩行程、膨胀行程、排气行程（P149）空气喷气发动机的主要性能参数1.推力：发动机的推力是作用在发动机内外表面上压力的合力，其单位为N2.单位推力：每单位流量的空气（单位为kg/s）进入发动机所产生的推力3.推重比：发动机推力（地面最大工作状态下）和其结构重量之比。4.单位耗油率：产生单位推力（1N）每小时所消耗的燃油量，其单位为kg/(N.h)。燃气涡轮发动机室，与从喷嘴喷出的燃料充分混合，经点火后燃烧，燃料的化学能转换为内能，此后，燃烧消除旋涡，保证在各种工作状态下都能供给发动机所需要的空气量。2.压气机。压气机的作用是提高进入发动机燃烧室的空气压力。4.涡轮。涡轮的功用是将燃料室出口的高温、高压气体的能量转变为机械能。6.尾喷管。尾喷管是发动机的排气系统。涡轮螺桨发动机是一种主要由螺旋桨提供拉力和燃气提供少量推力的燃气涡轮发动机。它在亚声速飞行时有较好的经济性，也就是说，在燃油量一定的情况下，推力却有所增加，轮螺桨发动机很相似，所不同的是燃气的可用能量几乎全部转变成涡轮的轴功率。进气道（扩压器）、燃烧室和尾喷管三部分组成。特点：构造简单，质量轻，推重比大，成本低，高速飞行状态下（Ma>2）,经济性好、耗油率低。涡轮喷气发动机的工作状态：起飞状态、最大状态、额定状态、巡航状态、慢车状态火箭发动机特点：不仅自带燃烧剂，而且自带氧化剂，它既能在大气层外的真空中工作。火箭发动机的主要性能参数：推力、冲量和总冲、比冲液体火箭发动机的组成和工作原理——推进剂输送系统挤压式输送系统是利用高压气体（压强为25~30MPa）经减压阀减压（将压力降至泵式运送系统是利用涡轮泵提高来自贮箱的推进剂的压强，使推进剂按规定的流量和压强进入燃烧室。推进剂贮箱压强低，结构质量较轻，但系统结构复杂，一般用于推力大、工作时间长的火箭发动机。术，可以很大程度上克服液体火箭发动机作战使用性能差的缺点。固体火箭发动机的优缺点优点1．结构比较简单，无复杂的推进剂输送系统和强制冷却系统，除推力向量控制机构外无其他活动部件，可靠性较高；3．固体推进剂性能稳定，可以使装填状态下的固体火箭发动机在发射阵地上长期贮存，适合战略使用要求。缺点2.装药的初始温度对燃烧室的压力和工作时间影响很大，且发动机工作时间较短。第四章飞行器机载设备自动控制系统、电源电气系统等设备和系统的统称。机载设备将飞行器的各个组成部分连接起来，相当于飞行器的大脑、神经和指挥系统。它能帮助飞行员安全地、及时地、可靠地、飞行任务（如自动导航，自动着陆等）；完成某些飞行员无法完成的操纵任务（如高难度的飞行状态参数包括线运动参数和角运动参数。线运动参数包括飞行高度、速度和线加速度；角运动参数包括姿态角、姿态角速度和姿态角加速度。飞行高度的测量绝对高度——距实际海平面的垂直距离；相对高度——距选定的参考面（如起飞OR着陆的机场地平面）的垂直距离；真实高度——距飞行器正下方地面的垂直距离；标准气压高度——距国际标准气压基准平面的垂直距离。陀螺仪：定轴性、进动性机械仪表。优点：结构相对简单，显示清晰；缺点：部件间存在摩擦影响显示精度；寿命短、易受振动、冲击的影响；在低亮度环境中需要照明；不易实现综合显示。电子显示系统优点：1.显示灵活多样，形象逼真，显示形式有字符、图形、表格等，并可以用彩色显示。2.容易实现综合显示，所以减少了仪表数量，使仪表板布局简洁，便于观察；3.由于消除了机械仪表因摩擦、振动等引起的附加误差，显示精度显著提高。5.随着集成化程度的提高，重量不断减轻，价格不断下降。彩色液晶显示器：重量轻、体积小、低功耗、高清晰度和高可靠性大屏幕全景显示器语音进行指令控制导航是把航空器、航天器、火箭和导弹等运动体从一个地方引导到目的地的过程。目前常用的飞行器导航方式有：无线电导航、惯性导航、卫星导航、图像匹配导航和1.测向无线电导航系统——全向信标系统2.测距无线电导航系统3.测距差无线电导航系统4.测速无线电导航惯性导航系统：平台式惯性导航系统、捷联式惯性导航系统（P210）图像匹配导航系统：图像匹配导航可以分为地形匹配导航和景象匹配导航两种。电传操纵系统是将飞行员的操纵动作通过微型操纵杆转变为电指令信号，由电缆传输到信号处理系统处理后，再控制执行机构输出力和位移，操纵气动舵面来驾驶飞行器。目前主要采用余度技术提高电传操纵系统的可靠性。余度技术就是指在同一架飞行器上通道继续正常工作，仍能保持原有的操纵性能，提高了系统的可靠性。自动驾驶仪包括敏感元件、综合放大装置、执行装置三个部分。另外自动驾驶系统还包括人工操纵指令输入装置。第五章飞行器的构造5.1