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《飞机飞行原理解剖》word文档(精品) 《飞机飞行原理解剖》word文档(精品)

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《《飞机飞行原理解剖》word文档(精品)》修改意见稿

1、“.....假设管子收缩,那么就会压缩这个区域里的水流。假设在样的时间流过收缩部分管子的水量和管子收缩前是样的,那么这个点的水流速度必定增加。因此,如果管子的部分收缩,它不仅增加流速,还降低了所在点的压力。流线型的固体机翼在管子中同点也会得到类似的结果。这个样的原理是空速测试和机翼产生升力能力分析的基础。伯努利定理的实践应用是文氏管。文氏管的入口比喉部直径大,出口部分的直径也和入口样大。在喉部,气流速度增加,压力降低在出口处气流速度降低,压力增加。如图机翼设计在讨论牛顿和伯努利的发现的章节里,我们已经般性的讨论了飞机比空气重而机翼为什么能够维持飞行的问题。或许这个解释能够最好的简化为个最基本的概念,升力就是机翼上空气流动的结果,或者用日常语言来说,就是因为机翼在空气中的运动。由于机翼利用其在空气中的运动产生力量,下面降会讨论和解释机翼结构以及前面讨论的牛顿和伯努利定律的材料。机翼是种利用其表面上运动的空气来获得反作用力的结构。当空气收到不同的压力和速度时......”

2、“.....但是这里讨论的是限于飞行中飞行员最关心的那些部分,也就是说机翼是用来产生升力的。看下典型的机翼剖面图,如机翼的横截面,就可以看到几个明显的设计特征。如图请注意机翼的上表面和下表面的弯曲这个弯曲称为拱形是不同的。上表面的弯曲比下面的弯曲更加明显,下表面在大多数具体机翼上是有点平的。在图中,注意机翼剖面的两个极端位置的外观也不样,飞行中朝前的端叫前缘,是圆形的,而另端叫尾缘,相当的尖,呈锥形。在讨论机翼的时候经常使用条称为弦线的参考线,条划过剖面图中两个端点前缘和后缘的直线。弦线到机翼上下表面的距离表示上下表面任意点的拱形程度。另条参考线是从前缘划到后缘的,叫平均弯度线。意思是这条线到上下表面轮廓是等距离的。机翼的构造通过成形来利用空气的对应于特定物理定律的作用使得提供大于它的重量的作用力。它从空气获得两种作用力种是从机翼下方空气产生的正压升力,另外就是从机翼上方产生的反向压力。当机翼和其运动方向成个小角度倾斜是,气流冲击相对较平的机翼下表面,空气被迫向下推动......”

3、“.....而同时冲击机翼前缘上曲面部分的气流斜向上运动。也就是说,机翼导致作用于空气的力,迫使空气向下,同时也就提供了来自空气的相等的反作用力,迫使机翼向上。如果构造机翼的形状能够导致升力大于飞机的重量,飞机就可以飞起来。然而,如果所有需要的力仅仅来自于机翼下表面导致的空气偏流,那么飞机就只需要个类似风筝的平的机翼。当然,情况根本不是这样在特定条件下被扰乱的机翼尾部气流会足够导致飞机失去速度和升力。支撑飞机所需力的平衡来自机翼上方的气流。这里它是飞行的关键。大部分升力来自机翼上部气流的下洗流因机翼所产生的下降气流的结果,这个事实必须透彻的理解才能继续深入的研究飞行。然而,给机翼上表面产生的力和下表面产生的力指定个具体的百分比是既不正确也达不到实际目的。这些来自上下表面的力以及他们的比例都不是恒定值,他们的变化不仅取决于飞行条件还和不同的机翼设计有关。应该明白不同的机翼有不同的飞行特性。在风洞和实际飞行中测试了成千上万种机翼,但是没有发现种机翼能够满足每项飞行要求。重量......”

4、“.....很多年前人们就认识到产生最大升力的最有效率的机翼是种有凹陷的下表面的勺状机翼。后来还认识到作为种固定的设计,这种类型的机翼在产生升力的时候牺牲了太多的速度,因此不适合于高速飞行。然而,有个需要说明的有趣事情,通过工程上巨大的进步,今天的高速喷气机又开始利用勺状机翼的高升力特性这个优势。前缘襟翼和后缘福勒襟翼从基本机翼结构向外延伸时,直接的把机翼的外形变化为经典的勺状形态,这样就能够在慢速飞行条件下产生大的多的升力。另方面,特别流线型的机翼有时候风阻力很小,没有足够的升力让飞机离地。这样,现代飞机机翼在设计上采取极端之间的中庸,外形根据飞机的设计需要而变化。图显示了部分更加普通的机翼剖面。低压在上在个风洞或者飞行中,机翼仅仅是插入到空气流中的流线型物体。如果机翼剖面是泪珠型外形,流过机翼上下表面两边的空气速度和压力的变化是样的。但是如果泪珠状机翼沿纵向切去般,就可以产生构成基本机翼剖面的外形。如果机翼有倾角,气流就以个角度迎角,也叫迎角冲击它......”

5、“.....导致机翼上表面移动的空气分子就被迫比沿下表面移动的分子更快。速度的增加降低了机翼上部的压力。伯努利压力原理本身没有解释机翼上表面的压力分布情况。后面将介绍流经靠近机翼曲面的不同路径上空气冲力的影响。图冲力是种使物体运动方向或大小改变的阻力。当个物体受力在环形路径上运动时,它产生个背向曲线路径中心的阻力。这是离心力。当空气粒子在曲线路径上运动时,离心力趋向于把粒子向之间箭头的方向上抛,这样就导致空气在对机翼前缘施加正常压力之外还有别的力。但是当空气粒子通过点路径弯曲的反转点之后,离心力趋向于把他们往之间的箭头方向上抛导致机翼上压力降低。这个效应直维持到空气粒子到达点,点是第二个气流弯曲反转点。离心力再次反转,空气粒子会趋向于给机翼尾部边缘在正常压力之外稍微多加点力,如图中之间短箭头所示。所以,机翼上表面的空气压力是分布式的,前缘所受的压力比周围的大气压力大的多,导致了前进运动的强大阻力但是在上表面的很大部分点到点空气压力小于周围的大气压力......”

6、“.....机翼上表面空气的加速引起压力的下降。这个较低的压力是总升力的部分。然而,机翼上下表面压力差是总升力的唯来源的设想是的。还必须记住和较低压力有关的是下洗力机翼顶部表面向下向后的气流。就像在前面对空气动态作用相关的讨论中看到的那样,气流冲击机翼的下表面,向下向后的气流的反作用力是向前向上的。机翼上表面和下表面适用样的反作用力,牛顿第三定律再次得到体现。高压在下在讨论和升力相关的牛顿定律章节里,已经讨论了机翼下方的压力条件特定大小的压力是如何生成的。机翼下方的正压力在迎角较大时也相应增加。但是气流的另方面也必须考虑。在靠近前缘的点,实际上气流是停滞的停滞点,然后逐渐的增加速度。在靠近尾缘的些点,速度又变到和机翼上表面的速度相同。遵循伯努利原理,机翼下方的气流速度较慢,产生了个支撑机翼的正压力,当流体速度下降时,压力必定增加。基本上,由于机翼上下表面的压力差的增加,因此机翼上增加的总升力会导致下表面压力没有增加。无论何时机翼产生的升力中伯努利原理和牛顿定律都生效......”

7、“.....也是飞机速度的产物。由于飞机的速度影响飞机的升力和阻力,所以对飞行员非常重要。飞行员在最小滑翔角,最大续航力和很多其他飞行机动中使用空速飞行。空速是飞机相对于所飞过的空气的速度。机翼的压力分布从风洞模型和实际大小的飞机上所作的试验上,已经确知在不同迎角的机翼表面气流中,表面的不同区域压力有负的比空气压力小也有正的比空气压力大。上表面的负压产生的力比下表面空气冲击机翼产生的正压得到的力更大。图显示了三个不同迎角时沿机翼的压力分布。通常,较大迎角时压力中心前移,小迎角时压力中心后移。在机翼结构的设计中,压力中心的移动是非常重要的,是因为其影响大迎角和小迎角时作用于机翼结构上的空气动力负荷的位置。飞机的航空动力学平衡和可控制性是由压力中心的改变来控制的。压力中心是通过计算和机翼迎角在正常的极值范围内变化的风洞测试得到的。当迎角变化时,压力分布特性也就不同。图所示,在每个迎角时正负压力加总得到合力。总合力用图中的合力矢量来表示。这个力矢量应用的点在术语上称为压力中心......”

8、“.....压力中心在合力矢量和弦线的焦点位置。这个点用机翼弦的百分比来表示。对于个英寸弦的位置的压力中心点即机翼后缘的英寸位置。设计者这样设计机翼的时候,压力中心就在飞机的重心,飞机总会平衡。然而,压力中心的位置随机翼迎角的变化而改变,这样困难就出现了。如图在飞机的正常飞行姿态范围内,如果迎角增加,压力中心就向前移动反之则后移。因为重心固定在点,很明显,迎角增加时,升力中心朝重心的前面移动,产生个抬升机头的力,或者增加多点迎角。另方面,如果迎角减小,升力中心后移,趋向于迎角减小很多。这样就可以看到,正常的机翼是内在不稳定的,这样就必须增加个额外的辅助设备如水平尾翼来维持飞机纵向平衡。所以飞行中的飞机平衡取决于重心和机翼压力中心的相对位置。经验已经表明重心在机翼弦线的附近的飞机可以获得平衡和满意的飞行。锥形的机翼表明了翼展范围内翼弦的多样性。指定弦线其平衡点可以被表示开始变得有必要。这个弦即知名的平均空气动力弦,通常定义为假设的非锥形机翼的弦,它和被讨论的机翼有相同的压力中心特性......”

9、“.....进而影响飞机的平衡。第三章飞行空气动力学飞行空气动力学介绍作用于飞机上的力的相互关系和由相关力产生的效应。作用于飞机的力至少在些方面,飞行中飞行员做的多好取决于计划和对动力使用的协调以及为改变推力,阻力,升力和重力的飞行控制能力。飞行员必须控制的是这些力之间的平衡。对这些力和控制他们的方法的理解越好,飞行员执行时的技能就更好。下面定义和平直飞行未加速的飞行相关的力。推力是由发动机或者螺旋桨产生的向前力量。它和阻力相反。作为个通用规则,纵轴上的力是成对作用的。然而在后面的解释中也不总是这样的情况。阻力是向后的阻力,由机翼和机身以及其他突出的部分对气流的破坏而产生。阻力和推力相反,和气流相对机身的方向并行。重力由机身自己的负荷,乘客,燃油,以及货物或者行礼组成。由于地球引力导致重量向下压飞机。和升力相反,它垂直向下地作用于飞机的重心位置。升力和向下的重力相反,它由作用于机翼的气流动力学效果产生。它垂直向上的作用于机翼的升力中心......”

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