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飛機飛行原理基礎知識
當飛行員前推駕駛稈時,升降艙向下偏轉(zhuǎn),而飛機低頭,當飛行員往后拉駕駛桿時,升降舵向上偏轉(zhuǎn),飛機便抬頭。這樣,飛機便跟著駕駛桿的移動而轉(zhuǎn)動。下面是小編為大家分享飛機飛行原理基礎知識,歡迎大家閱讀瀏覽。
飛機飛行原理基礎知識 1
一、飛機的主要部分和它的功用
1、尾翼
飛機尾翼的功用在于保證它的縱向和航向安定性及操縱性,它是由水平尾翼和垂直尾翼組成。
水平尾翼由不動部分和水平安定面與可動部分—升降舵現(xiàn)成。水平安定面用于保證供飛機縱向安定性,也就是當飛機向上或向下產(chǎn)生不大的偏離時,使飛機能自動恢復到原先飛行狀態(tài)的能力。垂直尾翼同樣也由不動部分、垂直安定面、可動部分和方向舵組成。
垂面安定面用于保證飛機的航向安定性,也就是在飛機向左或向右產(chǎn)生不大的偏離時,能自動地恢復到原先飛行狀態(tài)的能力。方向舵用于保證航向操縱性,使飛機能相對于飛行方向向左或向右轉(zhuǎn)彎。
2、升降舵
升降舵用于保證飛機的縱向操縱性,也就是使飛機能相對于飛行方向,向上或向下改變傾角的大小。
3、起落架
用于飛機在起飛和著陸時之滑跑,以及飛機的地面停放和運行,此外,還用于減輕飛機著陸時的撞擊。飛機的'起落架通常采用三點式,即二個主輪和一個輔助輪。由于輔助輪安放位置的不同,可以分為前三點與后三點。飛機為了減少阻力,起落架做成在飛行時可收起的。為了收起起落架,在飛機上必須有專門的機構(gòu)。
二、飛機的操縱系統(tǒng)
飛機的操縱系統(tǒng)由:升降舵、方向舵、副翼和調(diào)整片等的操縱系統(tǒng)所組成。而每個系統(tǒng)內(nèi)又包括有位于駕駛艙內(nèi)的操縱桿、連接駕駛桿與舵面的操縱線系以及舵面等。
副翼與升降始的操縱,在輕型飛機上利用駕駛桿,在重型飛機上利用轉(zhuǎn)盤式駕駛柱。至于方向舵的操縱則利用腳蹬來進行。
當飛行員前推駕駛稈時,升降艙向下偏轉(zhuǎn),而飛機低頭,當飛行員往后拉駕駛桿時,升降舵向上偏轉(zhuǎn),飛機便抬頭。這樣,飛機便跟著駕駛桿的移動而轉(zhuǎn)動。
當駕駛桿向右偏轉(zhuǎn)時,右副翼向上。左副翼向下,即右翼向下而左翼向上,飛機向右傾側(cè)。當駕駛桿向左偏轉(zhuǎn)時,左付翼向上而右付翼向下,飛機向左傾側(cè)。
當腳蹬偏轉(zhuǎn)時,力向舵也要偏轉(zhuǎn)。例如,飛行員右腳蹬向前,則方向舵向右偏轉(zhuǎn)。而飛機亦向右偏轉(zhuǎn)。反之,若飛行員左腳蹬向前,則方向舵向左偏,飛機也向左轉(zhuǎn)動。這就表明,飛機將跟隨著腳蹬的移動而轉(zhuǎn)動。
聯(lián)結(jié)駕駛桿與艙面的操縱線系,若由金屆管或拉桿組成,則稱為硬式操縱;若依靠鋼繩來聯(lián)接,則稱為軟式操縱;若采用繩索與拉桿的結(jié)合,則稱為混合操縱。除了拉桿和繩索外,在操縱線系里還有搖臂、搖桿、滑輪及其他零件。
三、空氣螺旋槳特性
在飛行中,飛機產(chǎn)生迎面阻力。為了克服這一阻力,必須使飛機的動力裝置能夠產(chǎn)生與迎面阻力方向相反的拉力。對于裝有空氣螺旋槳的活塞式發(fā)動機飛機;或者是渦輪螺旋槳發(fā)動機飛機,拉力分別則是由發(fā)動機和螺旋槳共同產(chǎn)生的。
空氣螺旋槳的作用是把發(fā)動機的扭距轉(zhuǎn)換成維持飛機前進運動所必需的拉力。
空氣螺旋槳的作用原理在于,當螺旋槳旋轉(zhuǎn)時,連接不斷地吸入和向后拋出空氣團,這些破拋出的空氣團的反作用,便向前推動螺旋槳。所以,空氣螺旋槳產(chǎn)生拉力的原因是螺旋槳拋出空氣團的反作用的結(jié)果。
空氣螺旋槳的幾何特性包括槳葉平面形狀、槳葉翼型.形狀、螺旋槳直徑、槳葉安裝角及幾何螺距等。
螺旋槳的旋轉(zhuǎn)是在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)進行,故該平面便稱為螺旋槳的旋轉(zhuǎn)平面。
螺旋槳的工作原理和機翼的工作原理相類似,但它的運動卻比機翼的運動更為復雜。機翼只進行一般的前進運動,因而也只有前進速度;而漿葉則參與兩種運動,即隨同飛機一起的前進運動和圍繞槳軸的旋轉(zhuǎn)運動。因而,飛行中的螺旋槳也具有兩種速度:前進速度和圓周速度。
飛機飛行原理基礎知識 2
一、飛行的四大基本作用力
飛機飛行時,主要受到四種力的影響,它們的平衡決定了飛機的運動狀態(tài):
升力(Lift)
定義:垂直于氣流方向,使飛機向上抬起的力,由機翼上下表面的氣壓差產(chǎn)生。
原理:根據(jù)伯努利定理,空氣流經(jīng)機翼上表面時流速快、氣壓低,流經(jīng)下表面時流速慢、氣壓高,上下氣壓差形成向上的升力。
關(guān)鍵因素:機翼形狀(翼型)、飛行速度、迎角(機翼與氣流的夾角)、空氣密度。
重力(Gravity)
定義:地球?qū)︼w機的吸引力,方向豎直向下,與升力方向相反。
平衡方式:通過升力克服重力,使飛機保持高度或上升。
推力(Thrust)
定義:由發(fā)動機產(chǎn)生,推動飛機向前運動的力。
類型:活塞發(fā)動機通過螺旋槳產(chǎn)生推力,噴氣發(fā)動機通過噴射高速氣流產(chǎn)生反作用力(牛頓第三定律)。
阻力(Drag)
摩擦阻力:空氣與飛機表面摩擦產(chǎn)生。
壓差阻力:飛機前后氣壓差形成(如機身、機翼的形狀影響)。
誘導阻力:機翼產(chǎn)生升力時伴隨的阻力(如翼尖渦流)。
定義:空氣對飛機運動的阻礙力,方向與飛行方向相反。
分類:
二、機翼與升力的核心原理
翼型的設計
典型翼型上表面彎曲、下表面較平,使空氣流經(jīng)上表面路徑更長、流速更快,形成氣壓差。
示例:客機機翼(如波音 737 的翼型)采用 “層流翼” 設計,減少阻力,提高燃油效率。
迎角的影響
增大迎角可增加升力,但超過臨界迎角時,氣流會脫離機翼上表面,導致升力驟降、阻力劇增,引發(fā)失速(飛機失控下墜的危險狀態(tài))。
襟翼與縫翼的作用
起飛和降落時:放下襟翼(機翼后緣可動部分)和縫翼(機翼前緣可動部分),增加機翼面積和彎曲度,提升低速時的升力,縮短起飛 / 降落距離。
三、發(fā)動機與推力的產(chǎn)生
活塞發(fā)動機(螺旋槳飛機)
通過燃油燃燒推動活塞運動,帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn),螺旋槳葉片類似小機翼,旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生向前的推力。
適用場景:小型飛機、通用航空(如塞斯納 172)。
噴氣發(fā)動機(民航客機、戰(zhàn)斗機)
工作原理(以渦輪風扇發(fā)動機為例):
優(yōu)勢:推力大、適合高速飛行,民航客機(如空客 A320、波音 787)普遍使用。
進氣:吸入大量空氣。
壓縮:壓氣機壓縮空氣,提高氣壓和溫度。
燃燒:與燃油混合燃燒,生成高溫高壓氣體。
膨脹做功:氣體通過渦輪(驅(qū)動壓氣機)后,從尾噴管高速噴出,產(chǎn)生反作用力(推力)。
四、飛行控制原理:如何改變姿態(tài)?
飛機通過操縱面(可動翼面)改變空氣動力分布,實現(xiàn)俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航:
升降舵(Elevator)
位于水平尾翼后緣,控制飛機俯仰(抬頭 / 低頭)。
向上偏轉(zhuǎn)時,水平尾翼產(chǎn)生向下的.力,機頭上抬;向下偏轉(zhuǎn)時,機頭下壓。
副翼(Ailerons)
位于機翼后緣外側(cè),左右副翼反向偏轉(zhuǎn),控制飛機滾轉(zhuǎn)(傾斜)。
左副翼上偏、右副翼下偏時,左翼升力減小、右翼升力增大,飛機向左滾轉(zhuǎn)。
方向舵(Rudder)
位于垂直尾翼后緣,控制飛機偏航(左轉(zhuǎn) / 右轉(zhuǎn))。
向左偏轉(zhuǎn)時,垂直尾翼產(chǎn)生向右的力,機頭左轉(zhuǎn);反之右轉(zhuǎn)。
五、其他關(guān)鍵基礎知識
伯努利定理的應用
不僅適用于機翼,還用于解釋飛機上其他部件的空氣動力(如螺旋槳、尾翼)。
空氣密度的影響
海拔越高,空氣密度越低,升力和發(fā)動機推力都會減小,因此飛機有最大飛行高度限制(如民航客機通常在 10000 米左右巡航,此時空氣稀薄,阻力小,燃油效率高)。
穩(wěn)定性與操縱性
穩(wěn)定性:飛機受擾動后自動恢復原有狀態(tài)的能力(如水平尾翼可增強俯仰穩(wěn)定性)。
操縱性:飛行員通過操縱面改變飛行狀態(tài)的能力,兩者需平衡設計。
總結(jié)
飛機飛行的核心是通過機翼設計與發(fā)動機推力,實現(xiàn)升力與重力、推力與阻力的平衡,并通過操縱面控制姿態(tài)。從伯努利定理到牛頓定律,從翼型設計到發(fā)動機原理,這些基礎知識共同構(gòu)建了航空工程的基石。如果想進一步了解某一具體原理(如失速預防、超音速飛行),可以隨時提問!
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