第三章 飞行原理 空气动力VIP免费

空气动力学基础（ME、AV）第一章大气物理学第二章空气动力学第三章飞行理论第四章飞机的稳定性和操纵性第三章飞行理论3.1飞机重心、机体坐标和飞机在空中运动的自由度3.2飞行时作用在飞机上的外载荷及平衡方程3.3载荷系数3.4巡航飞行、起飞和着陆3.5水平转弯和侧滑3.6等速爬升和等速下滑3.7增升原理和增升装置3.1飞机重心、机体坐标基本概念：飞机机体以及飞机上所装载的所有设备、燃油、货物、乘员等重量之合叫做飞机的重力，用符号W表示。飞机重力的作用点叫做飞机的重心。飞机重心的位置常用重心到平均气动力弦前缘距离XW和平均空气动力弦长bA之比的百分数来表示XW平均=（XW/bA）×100%飞机的平均气动力弦MAC(MeanAerodynamicChord)飞机机翼的平面形状确定后，对应一个假想或相当的矩形翼，该矩形翼产生的面积、气动力及俯仰力矩都与原机翼等价，该矩形翼的弦即为平均气动力弦MAC，其长度cA和位置lA取决于机翼的平面形状c0c0c1c1cAlA飞机在空中运动的自由度确定飞机在空中运动特性的基本方法是把飞机看做一个刚体，飞机的任何一种运动都可以分解成随重心的移动和绕重心的转动。飞机的机体轴线有3个，它们都相交于飞机的重心，并且两两相互垂直沿着机身长度方向，在水平平面内由机尾通过重心指向机头的直线称为飞机的纵轴OXt（滚转轴）通过飞机的重心并垂直于纵轴和横轴，指向飞机上方的直线称为飞机的立轴OYt（偏航轴）从左机翼通过飞机重心到右机翼并与纵轴垂直的直线称为飞机的横轴OZt（俯仰轴）飞机机体坐标系O（Xt，Yt，Zt）z横轴y立轴MyMzMx飞机的自由度空间一个刚体的运动，可以用其重心的质点平移运动和绕其重心的旋转运动两种运动的叠加来描述。有六个自由度：三个平移和三个转动。飞机重心运动轨迹代表整架飞机的运动轨迹。空间一个质点的运动有三个平移自由度;分别是沿地面坐标系的X、Y、Z三个轴的平移运动。机体绕重心的转动运动有三个转动自由度;机体绕重心转动的自由度也有三个：分别是绕Xt轴的滚转、绕Yt轴的偏航和绕Zt轴的俯仰。飞机随重心转动的自由度3.2飞行时作用在飞机上的外载荷及其平衡方程飞机上的外载荷：重力、空气动力和发动机推力飞机的平衡是指作用于飞机的各力之和为零，各力重心所构成的各力矩之和也为零。飞机处于平衡状态时：——飞机速度的大小和方向都保持不变；——也不绕重心转动。飞机的平衡包括俯仰平衡、方向平衡和横侧平衡刚体运动平衡方程0,0,00,0,0ZYXMMMZYX飞机水平直线匀速飞行时的平衡方程飞机水平直线匀速飞行时的平衡方程外载荷：飞机重力W、气动升力L0、气动阻力D0和发动机推力P是一个平衡力系，满足六个平衡方程。由于作用在飞机上的载荷左右对称，六个平衡方程中的∑Z=0和∑MX=0、∑MY=0方程自然满足，所以，保持飞机水平匀速飞行，作用在飞机上的外载荷就必须满足以下各式：BAzoooMMMDPXWLY000俯冲拉起时受载情况如果作用在飞机上的外载荷不能满足平衡方程，飞机就会做变速运动，速度的大小或方向会发生变化，改变原来的飞行状态。比如：P＞D，飞机会加速飞行；L＞W，飞机会产生向上的曲线飞行；MA≠MB，飞机会抬头或低头，产生绕机体横轴OZt的转动角加速度等等。飞机水平转弯，进入俯冲，俯冲拉起等机动飞行都是在不平衡外载荷作用下进行的变速运动。飞机俯冲拉起时的受载情况)/()/(sin2RgWamLn图中表示飞机进行俯冲拉起时的受力情况。在拉起过程中，飞机以速度V沿半径为R的圆形轨迹做圆周运动，速度的方向在不断地变化，它运动的向心加速度为an=V2/R。迫使飞机产生向心加速度的向心力等于飞机的质量和向心加速度的乘积，即Fn=m×an=（W/g）×（V2/R）m—飞机的质量；W—飞机的重力；g—重力加速度。载荷系数除了飞机重力外，作用在飞机上的其他外载荷沿飞机机体坐标轴方向的分量与飞机重力之比称为飞机在该方向的载荷系数。用n表示。飞机在y轴方向的过载系数等于飞机升力Y与飞机重量W的比值Ny=L/W飞机结构强度主要取决于Y轴方向的过载。载...