航空航海模型基础知识

模型飞机各部件的名称是什么？翼尖、副翼、座舱、水平尾翼、垂直尾翼、垂直安定面、方向舵、升降舵、水平安定面、整流罩、螺旋桨、发动机、机身、翼根、机翼什么叫机翼的翼型、翼弦、翼展、前缘、后缘、展弦比。翼型：机翼的剖面形状。它是决定机翼性能的重要因素。翼弦：翼型前缘与后缘的连线，弦长就是机翼的宽度。前缘：机翼的前边缘。后缘：机翼的后边缘。翼展：机翼的展开，即机翼左右翼尖之间的连线。展弦比：翼展与翼弦的比值。飞机为什么会飞飞机之所以会飞是因为机翼在飞行时产生“升力”。升力克服了重力，飞机就飞起来了。机翼为什么会产生升力飞行时，机翼下面空气的压强较大，上面的压强较小，机翼上下空气的压加差形成了升力。升力的大小取决于哪些因素升力公式：Y=CY1/2ρV2S式中：Y—升力CY—升力系数ρ—空气密度V—气流速度S—机翼面积模型飞机飞行时为什么会产生阻力主要原因有两个：摩擦阻力（表面阻力）模型表面与空气摩擦产生的阻力。形状阻力（压差阻力）模型迎面阻碍气流形成阻力。另处还有诱导阻力、干扰阻力等对模型的性能也有很大的影响。什么叫升阻比即升力和阻力的比值：k=y/x式中：y—升力x—阻力对于模型飞机的性能来说，当然升力越大，阻力越小越好。一般情况下，升阻比较大时，模型的性能较好。力矩平衡方面什么叫力矩平衡，它和飞行有什么关系有了升力飞机就可以离开地面，但不一定能够正常飞行。实现正常飞行还必须保持力矩平衡，即作用在飞机上的力矩互相抵消。重心和三轴飞机和模型飞机在空中没有支点，重心就是转动中心。在轴互相垂直相交于重心。贯穿飞机前后的叫纵轴。贯穿飞机左右的叫横轴，贯穿飞机上下的叫立轴。俯仰平衡：横轴的力矩平衡。横侧平衡：纵轴的力矩平衡。方向平衡：立轴的力矩平衡。模型飞机的安定性什么叫安定性外来干扰破坏平衡后，能够自动恢复平衡，这种特性叫安定性什么叫俯仰安定性指当俯仰平衡被破坏后，能够自动恢复平衡的特性。什么叫横侧安定性指当横侧平衡被破坏后，能够自动恢复平衡的特性。什么叫方向安定性指当方向平衡被破坏后能够自动恢复平衡的特性。模型飞机的调整与操纵调整和操纵模型飞机的基本原理是什么人为改变模型的平衡点，以便使模型按照人的意志用另一种姿态飞行。怎样进行升降调整和操纵调整和操纵升降舵上或下偏，模型就会抬头爬升或低头下滑。怎样进行转弯调整和操纵调整和操纵方向舵左偏或右偏，可使模型进入左转或右转弯。基本飞行状态什么叫平飞？平飞有哪些条件？怎样才能保持平飞？水平、匀速的直线飞行叫平飞。平飞的条件是：升力等于重力，拉力等于阻力。保持平飞需要动力、速度、迎角的相互配合。什么叫稳定爬升，怎样实现稳定爬升匀速的直线（爬升角和方向不变）爬升叫稳定爬升。稳定爬升的条件是：F=X+Gsinθ式中：F—拉力X—阻力θ—爬升角Y=Gcosθ式中：Y—升力G—重力3、滑翔机没有动力为什么能飞行滑翔机是靠自身重力的分力克服阻力而飞行的。所以在平静的气流中滑翔机只能向下滑翔，不能平飞，更不能爬升。什么叫滑翔角和滑翔比，滑翔角是怎样确定的滑翔时飞行轨迹（即重心运动路线）与地面的夹角叫滑翔角。滑翔角由模型的升阻比确定。升阻比越大，滑翔角越小。Ctgθ=Y/X式中：θ—滑翔角Y—升力X—阻力滑翔时前进的水平距离和下降的垂直高度之间的比值叫滑翔比。滑翔角越小滑翔比越大。滑翔比等于升阻比。滑翔比是滑翔性能的重要标志。什么叫滑翔速度，什么下沉速度滑翔时每秒飞行的距离叫滑翔距离。滑翔时每秒下降的垂直高度叫下沉速度。滑翔时俯冲和波状飞行的原因是什么，怎样调整飞行状态原因调整方法俯冲头重，低头力矩过大配重，后移重心，加大机翼安装角加大平尾安装角，升降舵向下调整波状飞行头轻，抬头力矩过大配重，前移重心，减小机翼安装角加大平尾安装角，升降舵向下调整滑翔机为什么也会越飞越高在平静的气流中，滑翔机只会越飞越低。滑翔机越飞越高，是因为在上升气流中飞行。捕捉到上升气流就能提高飞行成绩。飞机盘旋时为什么必须倾斜利用升力的水平分力作为向心力去平衡离心力。盘旋半径越小，需要倾斜的角度也越小。线操纵模型飞机松线是什么原因，怎样解决线操纵模型飞机作圆周飞行时线的拉力平衡离心力起到向心力的作用，模型飞机的离心力拉紧线，习惯上叫“外拉力”。松线是因为外拉力不足，也就是离心力太小，解决的办法就是增大离心力。决定离心力的因素反映在一个简单的公式里：F=mV2/R式中：F---离心力，m—模型的质量，V—飞行速度，R—圆周半径就是说，解决线操纵模型飞机松线的唯一途径是增大模型飞机的离心力，具体的措施有：增大飞行速度。如果有潜力，这是首先方案。缩短操纵线以减小圆周飞行半径，这个办法效果明显。试着增加发动机的右拉角，增加垂直尾翼或方向舵的右偏角。纠正机翼的扭曲变形。增大模型质量。但是如果不同时增大拉力，就会降低飞行速度。航海模型基础知识第一章

舰船的一般知识第一节

舰船的发展

我们的祖先在与大自然的斗争中，从树叶、树干能浮在水面上，漂流在江河中受到启发，创造了人类历史上最原始形式的船——独木舟。后来又出现了如木筏、皮筏、竹排及简单构架式的船舶。除了使用篙、桨、橹等工具，依靠人力航行外，还利用风力航行。十九世纪初，随着蒸汽机船的出现，以及钢铁作为造船的材料，航运事业有了进一步的发展。由于船舶动力的不断改革，又出现了蒸汽轮机、柴油机、燃汽轮机和核动力等，再加上造船材料的增加如钢铁、塑料、玻璃钢和水泥等，与造船、航行技术的不断改进，使得造船与航海事业有了很大的发展。船舶的种类越来越多，分工越来越细，专业性也越来越强。船舶的使用性能和航行性能也有了许多改进。为了提高运输能力，有些船舶都造得很大，例如几万吨的客船、货船、甚至几十万吨的巨型油船。由于各种现代助航仪器的使用，现代气象观测条件的改善及各种无线电导航、人造地球卫星导航技术的逐步应用，船舶航行的正确与安全性能也有了相当大的提高。随着阶级的出现，战争成了阶级斗争的形式之一。和其他技术手段一样，船舶很久以来就被作为战争工具使用着。中外史籍记载的水战、海战事例，都离不开各式战舰。橹楫战船、桨轮（明轮）战船、驶帆战船等在不同时代都曾成为海军舰队的主要力量，近代和现代阶级斗争的日趋激烈，殖民主义国家海盗式开拓和掠夺海外殖民地，帝国主义争夺势力范围的战争，苏美争霸世界……，把现代许多的尖端技术用到水面、水下舰艇和海军武器的建造中去，因此出现了分工精细，种类繁多的现代海军战斗舰艇。就是平时用于运输的各类船舶，也都考虑了战时的军事用途。

第二节

舰船的结构军事用途

一艘舰船就是一个完整的钢铁建筑，它在水中不仅要承担各种设备、人员、货物的重量，也要承受水对船体的压力（见图1）。在波涛汹涌的大海中航行，船体所承受的外力就更大，在太平洋地区，有时一个巨浪波长达图：船体在水中的受力二百多米。船舶航行在巨浪中，当波峰处于船的中部，船中部受到很大的向上浮力，使船的首尾重力向下，这称为中拱，船体产生中拱弯曲（见图2）。当浪谷在船的中部，波峰在船的首尾时，由于船首尾吃水过深，浮力增加，使船体出现首尾向上、中部向下的受力情况，这称为中垂，船体产生中垂弯曲（见图3）

为了使船舶具备优良的使用性能和航行性能，在船体结构方面不但要使船体保持一定的形状，而且应有足够的强度。

船体结构的构件一般有板壳和骨架两大部分。例如内外船底板。舷板、外壳板、横隔墙、上下甲板等都属于板壳；龙骨、肋骨、纵桁、横梁等都属于骨架。与船体前后方向近乎平行的构件叫纵向构件，如龙骨、纵桁等，与船体中央纵剖面垂直的构件叫横向构件，如横梁、肋骨、横隔墙等（见图4）。

船的首柱和尾柱是连接首端、尾端纵桁和龙骨的重要部件。船体各部件一般是用钢板、型钢、铸钢和锻钢等材料焊接（现在很少用铆接）而成。

第三节舰船的形状与主要尺度

船体的形状与舰船的航海性能有着密切的关系。一般舰船的外形都是两端较瘦的狭长流线型体，以减少航行阻力和布置各种必要的设备。从侧面看，由于用途不同舰船的甲板线和龙骨线的形状各不相同（见图5），船首和船尾的形状也各不相同（见图6和7），为了提高舰船的航海性能许多舰船都有首舷弧和尾舷弧（见图8）。表示船型性质的几何要素是：线型图；主要尺度；船型系数。

一、线型图

船体线型图是反映船体各部流线形状的图纸。它包括船体体型图、侧面图和半宽图（见图9）。这三个图是从三个不同方向（横向、纵向、垂向）对船体中横剖面、中纵剖面，投影而得。投影平面是三个相互垂直的平面（见图10）。

中横剖面：通过船体长度中点的横向铅垂平面，用符号表示。

中纵剖面：通过舰船首尾的纵向铅垂平面，它把船体分为左右两个对称部分。

基平面：通过船底的水平平面，它垂直于中横剖面和中纵剖面。

将整个船体形状投影到上述三个平面上，仅能初步表示出船体的外表轮廓。为了完整地表示船体的外表形状，就须将更多的船体剖面投影到上述三个平面上。

用平行于中横剖面的一组平面切割船体时，与船体曲面相交得一组交线，称为横剖线，它们表示船体的横向外形。将横剖线的半边投影到中横剖面上（由于船体左右对称，故只需半边就可以了），即成船体体型图（见图11）。一般将舰体沿长度分为20等分，得21个横剖线。自首至尾编号0,1,2，3，……20，通常将首部横剖线（0—10）号画在体型图的右边，尾部横剖线（11～20）号画在左边。

用平行于中纵剖面的一组平面切割船体时，得到一组表示船体纵向外形的曲线，称为纵剖线。把它们投影到中纵剖面上，即成侧面图。根据舰船宽度，纵剖线常取2～4个。由中纵剖面向两舷侧编号I，II，III……（见图12）

用平行于基平面的一组平面切割船体时，得到一组表示船体水平外形的曲线，称为水线。把水线投影到基平面上（由于左右对称，只划一半），即成半宽图。视舰船吃水情况，设计水线以下常取6～10个水线，而在设计水线以上可少些。从基平面向上编号0，1，2，3……。（见图13）。

上述情况可以看出，线型图完整地表达了船体各处的形状及其变化。利用它，可作舰船原理的计算，进行舰船的一般布置和舰船结构的研究。

二、主要尺度：舰船的主要尺度是指船长，船宽、舷高和吃水（见图14）。

船长：舰船首端至尾端的长度称为总长或最大长度，用符号Lmax或L总表示。首尾垂线之间的长度称为垂线间长，用符号L⊥表示。

船宽：舰船最宽处的宽度，称为最大宽度，以Bmax表示。设计水线的最大宽度称为设计水线宽，以B表示。

舷高：在船中肋骨处，自基平面到上甲板边缘的距离叫舷高，以H表示。水线以上的舷高称为干舷高，以F表示。

吃水：基平面到水线的距离称为吃水。也就是船体浸水的深度，它随排水量变化而变化，以T表示。在舰船首尾端吃水标记量取的吃水，分别称为首吃水和尾吃水，以T首和T尾表示。

三、船型系数：

船型系数是用来概略表示舰船水下部分形状特征的一些比值，其中最主要的有：

方形系数（排水量系数）δ:船体水下部分的容积V与长方体体积LxBxT的比：δ＝V/（LxBxT）。δ是小于1的系数，它的大小表明舰船水下部分的肥瘦程度。

水线面面积系数α：水线面面积S与矩形LxB面积的比值：α＝S/（LxB）。α是小于1的系数，它的大小表明舰船水线面的肥瘦情况。

横剖面面积系数β，船中横剖面水下部分面积A和矩形BxT面积的比值：β＝A/（BxT）。β是小于1的系数，它的大小表明舰船中横剖面的肥瘦。

长宽比L/B：对战斗舰艇来说，该比值较大，辅助舰艇和货船则较小。

宽与吃水比B/T：它的大小表明舰船相对来说是较宽还是较深。

上述系数或比值的大小对舰船航海性能有极重要的影响。各种舰般较适合的系数和比值范围如下表：

舰艇较适合的系数和比值范围表：

第四节

舰船的使用性能和航海性能

为了适应水上运输或执行各种航行、战斗和水上作业等任务的需要，舰船必须具备一定的使用性能和航海性能。

一、舰船的使用性能：

船舶的使用性能包括船舶的载重量，即标志船舶的运输能力；载货吨位或容积，即船内所有能利用的空间；专用设备，即根据船舶的用途而专门配备的各种设备，如装卸设备、系留设备、救生设备，捕捞设备、观察通讯设备和军用舰艇的各种武器装备等：航行速度，即船舶航行的快慢，续航力，即船舶一次加足燃料、淡水和食品后连续航行的时间；居住性，指旅客、船员在船上生活条件的优劣等。

军用舰艇的使用性能和航行性能又叫做舰艇的战斗力。例如舰艇利用本身配置的各种武器装备如火炮（包括机枪）、鱼雷、水雷，深水炸弹、导弹等向敌实施攻击的攻击力：舰艇利用自己的构造和设备如各个战位的装甲结构，双层底、防雷舱、保护色，烟幕施放器、破雷卫，防原子防毒设施及各种损害管制设备等防敌攻击、保障安全的防御力；艇在执行任务时为尽快发现目标。统一战斗指挥，保证互相协同作战而应用如雷达，光学仪器、红外线夜视仪、声纳、各种无线电通讯器材、各种视觉及其他通讯方法所组成的舰艇观察能力和通讯能力。这些都属于舰艇战斗力的范畴。

二、舰船的航海性能：

（一）能够装载规定数量的载重而浮在水面上：

（二）当受风浪冲击，以及旅客、货物在舰船上移动时。舰船只产生一定的倾侧而不致倾覆；当外力作用消失时，舰船有回复到它原来正浮状态的能力；

（三）舰船在海上发生触礁、碰撞或遭受敌人攻击而致损伤等事故时，仍能保持不沉不翻的浮态；

（四）应有较高的航速和消耗较小的机器功率；

（五）有较好的航向稳定性和敏转性；

（六）在波涛汹涌的海面上航行时，不致有猛烈的摇摆，以免船员、旅客晕船和妨碍舰船机器设备的正常运转及武器的准确发射。

浮性：舰船在水中受到水压力的作用（见图15），左右两舷的压力相互平衡，船底的压力D与船只本身的重量P相平衡。根据阿基米德定律，浮体的重量等于它徘开同体积水的重量，即：D＝γV＝P

式中：γ——水的比重（吨/立方米）淡水γ＝1吨／立方米

海水γ＝1．025吨／立方米。

V——船的排水体积（立方米）

已知舰船模型的线型图，其徘水体积V可按公式求得：

V＝δLBT

式中：δ——方形系数（也称排水体积系数）。

L——设计水线长。

B——设计水线宽。

T——设计吃水。

如果没有供参考的方形系数值，不便用上式求排水体积时，则可从体型图求出每个横剖面面积，并将每个横剖面面积值按站号标在直角座标系中（纵座标代表横剖面面积值，横座标代表船长）（见图16），绘出横剖面面积曲线，再用梯形法则求出横剖面面积曲线与横座标所围成的图形的面积值，即为舰船模型的排水体积V。

舰船的平衡条件为：1．重力P与浮力D作用在同一垂直线上；2．排水量等于船的全部重量，P＝D。舰船必须在载重水线以上留有若干水密体积，以备在特殊情况下，例如航行在风浪险恶的海面或遭敌攻击而破损浸水时，仍然具有一定的浮力而免于沉没。该水密体积称为储备浮力（见图17）。

储备浮力的多少一般可用水密干舷的大小来表示。因此，在运输船舶的舷侧都画有载重线的标志，各港口的港务局必须监督每艘出港的船舶吃水不超过载重线标志，使其保持足够的储备浮力，保证航行安全。

在不同的航线和季节，由于海上风浪情况不同，允许具有不同的储备浮力。一般在夏季、热带水面或淡水区域，因风浪较小，干舷可小些；冬季，特别是在波浪滔天的北大西洋区域航行，干舷应增大些（见图18）。

图中符号。

X（S）——夏季载重线。

D（W）——冬季载重线。

BDD（WNA）——北大西洋冬季载重线。

R（T）——热带载重线。

Q（F）——淡水载重线。

RQ（TF）——热带淡水载重线。

稳性

舰船有三种平衡状态（见图19）：若用外力使舰船倾斜。在图中—1的情况中，重力与浮力形成一个促使舰船回复到原来正浮位置的力矩，舰船是稳定平衡；在图中—2的情况中，重力与浮力所形成的力矩促使舰船继续倾斜，直至倾覆，是不稳定平衡；在图中一3的情况中，重力与浮力恰好作用在同一垂线上，舰船处于平衡状态，是中性平衡。图中2和3的情况在实际舰船上是不允许出现的。

怎么样才能使舰船具有良好的稳性呢？

1．应尽量降低舰船的重心；2．增加船宽；3．保持一定的干舷。

但船宽过大、重心过低的舰船，重力与浮力作用线之间距离很大，因而形成的复原力矩也就很大，这样的舰船在波涛汹涌的海面上左右摇摆频率较高，对人员工作和设备运行不利。

快速性

近二十年来，航空运输的速度提高了3一4倍，火车的速度提高了1.5一2倍，而水路运输的速度只提高了0.2——0.25倍。为什么水路运输的速度这样落后呢，因为舰船是在水中航行的，水分子密度大约是空气分子密度的800倍，因此物体在水中前进所受到的阻力要比在空气中前进所受到的阻力大很多很多倍；又因为物体在流体中运动时，速度越快，阻力越大，阻力的增长与速度平方成正比。

怎样才能提高舰船的速度呢？这一方面要研究新的船型，尽可能减小水对舰船的阻力：另一方面要增加主机功率，提高推进效率。

1．舰船航行时的水阻力：

舰船航行时的水阻力通常分为以下几类

（1）摩擦阻力：水是具有粘性的液体，舰船航行时就要克服由于水的粘性产生的阻力，这种阻力称为摩擦阻力。摩擦阻力的大小作船体浸水的湿表面面积、船与水的相对速度、船壳表面粗糙度等因素有关。

舰船在海水中航行、外壳表面常常寄生许多水草、蛤壳、贝介之类的侮生动植物，称为污底。这时船壳表面异常粗糙，摩擦阻力大大增加，热带航行的舰船尤甚。所以舰船都要定期清除污底，重新油漆，以减少摩擦阻力。

（2）兴波阻力：舰船行驶时，船首对水施加压力，把水劈开而前进，于是就激起了一组随船前进的波浪，这就是首波。船尾在前进时，水中留出了一个低压区，成为波谷，形成了一组由船尾引起的波浪，称为尾波。造成波浪也要消耗能量，叫做兴波阻力，因为它是由于水的压力变化而引起的，所以又叫做压力阻力。

兴波阻力与舰船的长度和速度有关。船速越高，兴波阻力越大，为了减小这种阻力，把船首水线以下做成球鼻状的流线型，利用球状部分所形成的低压，降低首波的高度，从而减小兴波阻力。这是一种既经济又有效的提高船速的方法。我国设计、制造的万吨级风雷型杂货船和庆阳号、郑州号等同型的货船都建造了不同的球鼻型船首，有效地减小了兴波阻力。

有一种双体船，除了使用面积宽阔、稳性好和操纵性能优良等特点以外，更主要的是因为一定形状的两个船体在一定距离内所兴起的波浪可以互相抵消，从而减小了兴波阻力。我国于1970年国庆节前，成功地设计、建造了一艘双体客船“前哨8号”，已经投入营运（见图20）

（3）涡旋阻力：舰船航行时，由于水流经过船的尾部所形成的旋涡吸收了舰船的能量，阻碍了舰船的前进，这就是涡旋阻力。尽量将船体设计成流线型，特别注意后部及尾部体型的合理性，可以减小涡旋阻力。

当然，舰船在海上航行还会受到其他阻力，如空气阻力及汹涛阻力等等就不一一介绍了。

舰船所受水阻力为上述三种阻力之和，即：总阻力＝摩擦阻力＋兴波阻力＋涡旋阻力

模型试验求得的舰船总阻力和舰船所要求达到的速度的乘积就是克服水阻力所要化费的功率。如果知道舰船动力装置和推进器的效率，就可以确定舰船应该安装多大的主机了。

能不能想办法使船体离开这个阻力很大的水呢？经过人们反复的实践，不断的提高认识，终于成功的创造出利用水翼产生升力将船体托出水面的水翼船（见图21）；利用升力风扇在船底下形成空气垫将船体托出水面的气垫船（见图22和23）；利用水面空气效应而使船体离开水面的气动升力式腾空船（见图24）等。它们的速度可达100公里，甚至可达到180公里。有的气垫船还具备两栖性能，既能在水中航行又可以在陆地、沼泽和冰雪上航行。我们相信，在不久的将来还会出现速度更快、更先进的舰船。

2．舰船推进器：最古老的推进器是桨和篙。后来又发明了橹。橹是在我国使用非常普遍的一种推进器，它的作用原理颇同螺旋桨的理论，效率比桨高。橹的操作是往复运动，要用手摇，比较吃力。后来发明了桨轮，桨轮作旋转运动（轮上的蹼板搏水，推船前进）可用脚踏，比较省力。蒸汽机发明以后，也采用桨轮作为船的推进器，这就是明轮推进器。在