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文檔簡介
1、第一章1.什么是航空?什么是航天?航空與航天有何聯(lián)系?答:航空是指載人或不載人的飛行器在地球大氣層中的航行活動,必須具備空氣介質(zhì);航天是指載人或不載人的航天器在地球大氣層之外的航行活動,又稱空間飛行或宇宙航行;航天不同于航空,航天器是在極高的真空宇宙空間以類似于自然天體的運(yùn)動規(guī)律飛行。但航天器的發(fā)射和回收都要經(jīng)過大氣層,這就使航空航天之間顫聲了必然的聯(lián)系。尤其是水平降落的航天飛機(jī)和研究中的水平起降的空天飛機(jī),它們的起飛和著陸過程與飛機(jī)的非常相似,兼有航空和航天的特點。航空航天一詞,既蘊(yùn)藏了進(jìn)行航空航天活動必須的科學(xué),又飽含了研制航空航天飛行器所涉及的各種技術(shù)。從科學(xué)技術(shù)的角度看,航空與航天之間
2、是緊密聯(lián)系的。2.航空器是怎么分類的?各類航空器又如何細(xì)分?航空器在空中的飛行必須具備動力裝置產(chǎn)生推力或拉力來克服前進(jìn)的阻力。根據(jù)產(chǎn)生升力的基本原理不同,航空器分為輕于(或等于)同體積空氣的航空器和重于同體積空氣的航空器兩大類; 輕于空氣的航空器包括氣球和飛艇,它們是早期出現(xiàn)的航空器。重于空氣的航空器有固定翼航空器、旋翼航空器、撲翼機(jī)和傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。固定翼航空器又分為飛機(jī)和滑翔機(jī)。旋翼航空器又分為直升機(jī)和旋翼機(jī) 3.航天器是怎么分類的?各類航天器又如何細(xì)分?1航天器是指在地球大氣層以外的宇宙空間,基本按照天體力學(xué)的規(guī)律運(yùn)動的各類飛行器,又稱空間飛行器 ,航天器分為無人航天器和載人航天器;2無人航
3、天器可分為空間探測器和人造地球衛(wèi)星,人造地球衛(wèi)星按照衛(wèi)星的用途,可分為科學(xué)衛(wèi)星、應(yīng)用衛(wèi)星和技術(shù)試驗衛(wèi)星??臻g探測器又可分為月球探測器、行星和行星際探測器載人航天器可分為載人飛船、空間站、航天飛機(jī)和空天飛機(jī)。4.戰(zhàn)斗機(jī)是如何分代的?各代戰(zhàn)斗機(jī)的的典型技術(shù)特征是什么?從上世紀(jì)四十年代中期出現(xiàn)了以噴氣式發(fā)動機(jī)為動力的戰(zhàn)斗機(jī)出現(xiàn)后,按時代特別按其技術(shù)水平將各種戰(zhàn)斗機(jī)分為了三代,目前正在發(fā)展第四代戰(zhàn)斗機(jī)。第一代超音速戰(zhàn)斗機(jī)其中的典型型號有美國的 F-100和蘇聯(lián)的米格-19。其主要特征為高亞聲速或低超聲速、后掠翼、裝渦噴發(fā)動機(jī)、帶航炮和空空火箭,后期裝備第一代空空導(dǎo)彈和機(jī)載雷達(dá)。第二代戰(zhàn)斗機(jī)幾年后,一批
4、兩倍聲速的戰(zhàn)斗機(jī)相繼出現(xiàn),它們后來被稱為第二代戰(zhàn)斗機(jī),其中最著名的飛機(jī)有蘇聯(lián)的米格-21和美國的 F-104、 F-4 、 F-5 。第二代戰(zhàn)斗機(jī)于 20世紀(jì) 60年代裝備部隊,采用小展弦比薄機(jī)翼和帶加力的渦噴發(fā)動機(jī),飛行速度達(dá)到 2倍聲速,用第二代空空導(dǎo)彈取代了空空火箭和第一代空空導(dǎo)彈,配裝有晶體管雷達(dá)的火控系統(tǒng)。 第三代戰(zhàn)斗機(jī)一般采用邊條翼、前緣襟翼、翼身融合等先進(jìn)氣動布局以及電傳操縱和主動控制技術(shù),裝渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī),具有高的亞聲速機(jī)動性,配備多管速射航炮和先進(jìn)的中距和近距格斗導(dǎo)彈,一般裝有脈沖多普勒雷達(dá)和全天候火控系統(tǒng),具有多目標(biāo)跟蹤和攻擊能力,平視顯示器和多功能顯示器為主要的座艙儀表。
5、第三代戰(zhàn)斗機(jī)在突出中、低空機(jī)動性的同時,可靠性、維修性和戰(zhàn)斗生存性得到很大改善第四代戰(zhàn)斗機(jī)的主要基本技術(shù)特征為:采用翼身融合體和具備隱身能力的空氣動力布局;機(jī)體結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料使用比例在 30以上;安裝帶二元噴管、推重比 10一級的推力矢量航空發(fā)動機(jī),飛機(jī)的起飛推重比超過 1. 0;采用綜合航空電子系統(tǒng),機(jī)載火控雷達(dá)能同時跟蹤和攻擊多個空中目標(biāo),主要機(jī)載武器為可大離軸發(fā)射或發(fā)射后不管的超視距攻擊空空導(dǎo)彈。到目前為止,只有美國的 F-22戰(zhàn)斗機(jī)完全具備上述能力/歸納起來,第四代戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)具備隱身能力、超聲速巡航能力、高機(jī)動性、短距起降和超視距多目標(biāo)攻擊能力等先進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能。5.我國運(yùn)載火箭共有幾
6、個系列?多少個型號?各自有什么用途?中國充分利用彈道導(dǎo)彈的研究成果和技術(shù)基礎(chǔ),成功地研制與使用了4種類別運(yùn)載火箭:“長征”1號三級火箭,可將約300公斤的人造衛(wèi)星送入近地軌道;“長征”2號兩級液體火箭,可將約2000公斤的人造衛(wèi)星送入近地軌道;“長征”3 號三級液體火箭,用于發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星或近地軌道的大型航天器?!伴L征”4號運(yùn)載火箭,用于發(fā)射太陽同步軌道和極軌道衛(wèi)星?!伴L征”5號運(yùn)載火箭,即將進(jìn)入初樣研制階段。長征五號將主要運(yùn)載嫦娥衛(wèi)星直接進(jìn)入月球14個型號包括: 包括“長征”1號(CZ -1)、“長征”1號丁(CZ -1D) 、“長征”2號(CZ-2) 、“長征”2號丙(CZ -2C)
7、、“長征”2號丙/改進(jìn)型(CZ -2C/FP)、“長征”2號丁(CZ -2D)、“長征”2號E(CZ -2E)、“長征”2號F(CZ -2F)、“長征”3號 (CZ -3)、“長征”3號甲(CZ -3A)、“長征”3號乙(CZ -3B)、“長征”3號丁(CZ -3C)、“長征”4號甲(CZ -4A)和“長征”4號乙(CZ -4B) 。第二章1大氣可以分為哪幾個層?各有什么特點?根據(jù)大氣中溫度隨高度的變化可將大氣層劃分為對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層。.對流層大氣中最低的一層,特點是其溫度隨高度增加而逐漸降低,空氣對流運(yùn)動極為明顯。對流層的厚度隨緯度和季節(jié)而變化。;平流層位于對流層的上面,
8、特點是該層中的大氣主要是水平方向流動,沒有上下對流,能見度較好(1850公里);中間層在該層內(nèi),氣溫隨高度升高而下降,且空氣有相當(dāng)強(qiáng)烈的鉛垂方向的運(yùn)動。(50 80公里);熱層該層空氣密度極小,由于空氣直接受到太陽短波輻射,空氣處于高度電離狀態(tài),溫度隨高度增加而上升。(80800公里);散逸層是大氣層的最外層。在此層內(nèi),空氣極其稀薄,又遠(yuǎn)離地面,受地球引力很小,因而大氣分子不斷向星際空間逃逸。(8002000、3000公里)2試說明大氣的狀態(tài)參數(shù)和狀態(tài)方程。大氣的狀態(tài)參數(shù)包括壓強(qiáng)P、溫度T和密度 p這三個參數(shù)。它們之間的關(guān)系可以用氣體狀態(tài)方程表示,即P=prt3大氣的物理性質(zhì)有哪些?大氣的狀態(tài)
9、參數(shù)和狀態(tài)方程、連續(xù)性、粘性、可壓縮性、聲速、馬赫數(shù)4何謂聲速?聲速的大小與什么有關(guān)?聲速是指聲波在物體中傳播的速度,聲速的大小和傳播介質(zhì)有關(guān)而且在同一介質(zhì)中,也隨溫度的變化而變化。5何謂馬赫數(shù)?飛行速度是如何劃分的?聲速越大,空氣越難壓縮;飛行速度越大,空氣被壓縮的越厲害。要衡量空氣被壓所程度的大小,可以把這兩個因素結(jié)合起來,這就是我們通常說的馬赫數(shù)。馬赫數(shù)Ma的定義為Ma=v/a。Ma與飛行器飛行速度的關(guān)系Ma0.4, 為低速飛行;(空氣不可壓縮)0.4Ma0.85, 為亞聲速飛行; 0.85Ma1.3, 為跨聲速飛行;(出現(xiàn)激波)1.3Ma5.0,為高超聲速飛行。6什么是飛行相對運(yùn)動原理
10、?飛機(jī)以一定速度作水平直線飛行時,作用在飛機(jī)上的空氣動力與遠(yuǎn)前方空氣以該速度流向靜止不動的飛機(jī)時所產(chǎn)生的空氣動力效果完全一樣。7試說明流體的連續(xù)性定理及其物理意義。在單位時間內(nèi),流過變截面管道中任意截面處的氣體質(zhì)量都應(yīng)相等,即p1v1a1=p2v2a2=p3v3a3該式稱為可壓縮流體沿管道流動的連續(xù)性方程。當(dāng)氣體以低速流動時,可以認(rèn)為氣體是不可壓縮的,即密度保持不變。則上式可以寫成 v1a1=v2a2該式稱為不可壓縮流體沿管道流動的連續(xù)性方程。它表述了流體的流速與流管截面積之間的關(guān)系。也就是說在截面積小的地方流速大。8試說明伯努利定理及其物理意義。伯努利定理是能量守恒定律在流體流動中的應(yīng)用。伯
11、努利定理是描述流體在流動過程中流體壓強(qiáng)和流速之間關(guān)系的流動規(guī)律。在管道中穩(wěn)定流動的不可壓縮理想流體,在管道各處的流體動壓和靜壓之和應(yīng)始終保持不變即: 靜壓+動壓=總壓=常數(shù),上式就是不可壓縮流體的伯努利方程,它表示流速與靜壓之間的關(guān)系,即流體流速增加,流體靜壓將減??;反之,流動速度減小,流體靜壓將增加。9低速氣流有什么樣的流動特點?超聲速氣流有什么樣的流動特點?當(dāng)管道收縮時,氣流速度將增加,v2v1,壓力將減小,P2P1;當(dāng)管道擴(kuò)張時,氣流速度將減小,v2P1 。;超音速氣流在變截面管道中的流動情況,與低速氣流相反。收縮管道將使超音速氣流減速、增壓;而擴(kuò)張形管道將使超音速氣流增速、減壓。11拉
12、瓦爾噴管的工作原理是什么?在亞聲速氣流中,隨著流速的增大,流管截面面積必然減小;而在超聲速氣流中,隨著流速增加,流管截面積必然增大。所以,要使氣流由亞聲速加速成超聲速,除了沿氣流流動方向有一定的壓力差外,還應(yīng)具有一定的管道形狀,這就是先收縮后擴(kuò)張的拉瓦爾噴管形狀。12什么是翼型、前緣、后緣、迎角、翼弦?“翼剖面”,也稱“翼型”,是指沿平行于飛機(jī)對稱平面的切平面切割機(jī)翼所得到的剖面。翼型最前端的一點叫“前緣”,最后端的一點叫“后緣”。 前緣和后緣之間的連線叫翼弦。(翼弦與相對氣流速度之間的夾角叫迎角。)13升力是怎么產(chǎn)生的?由于翼型作用,當(dāng)氣流流過翼面時,流動通道變窄,氣流速度增大,壓強(qiáng)降低;相
13、反下翼面處流動通道變寬,氣流速度減小,壓強(qiáng)增大。上下翼面之間形成了一個壓強(qiáng)差,從而產(chǎn)生了一個向上的升力。14影響升力的因素有哪些? 1)機(jī)翼面積的影響。機(jī)翼面積越大,則產(chǎn)生的升力就越大。2)相對速度的影響。相對速度越大,機(jī)翼產(chǎn)生的升力就越大。升力與相對速度的平方成正比。 3)空氣密度的影響??諝饷芏仍酱?,升力也就越大,反之當(dāng)空氣稀薄時,升力就變小了。4)機(jī)翼剖面形狀和迎角的影響。不同的剖面和不同的迎角,會使機(jī)翼周圍的氣流流動狀態(tài)(包括流速和壓強(qiáng))等發(fā)生變化,因而導(dǎo)致升力的改變。翼型和迎角對升力的影響可以通過升力系數(shù)Cy表現(xiàn)出來。15升力和迎角有何關(guān)系?在一定迎角范圍內(nèi),隨著迎角的增大,升力也會
14、隨之增大。當(dāng)迎角超出此范圍而繼續(xù)增大時,則會產(chǎn)生失速現(xiàn)象。 失速指的是隨著迎角的增大,升力也隨之增大,但當(dāng)迎角增大到一定程度時,氣流會從機(jī)翼前緣開始分離,尾部出現(xiàn)很大的渦流區(qū),使升力突然下降,阻力迅速增大。失速剛剛出現(xiàn)時的迎角稱為“臨界迎角”。16飛機(jī)的增升裝置有哪些種類?其原理是什么?1)改變機(jī)翼剖面形狀,增大機(jī)翼彎度;2)增大機(jī)翼面積;3)改變氣流的流動狀態(tài),控制機(jī)翼上的附面層,延緩氣流分離。原理,飛機(jī)的升力與機(jī)翼面積、翼剖面的形狀、迎角和氣流相對流動速度等因素有關(guān)。17低速飛機(jī)在飛行中會產(chǎn)生哪些阻力?其影響因素各是什么?低速飛機(jī)上的阻力按其產(chǎn)生的原因不同可分為:摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻
15、力、干擾阻力等。當(dāng)氣流以一定速度流過飛機(jī)表面時,由于氣流的粘性作用,空氣微團(tuán)與飛機(jī)表面發(fā)生摩擦,阻滯了氣流的流動,因此產(chǎn)生了摩擦阻力。 摩擦阻力的大小取決于空氣的粘性、飛機(jī)表面的粗糙程度、附面層中氣流的流動情況和飛機(jī)的表面積大小等因素。在翼型前后由于壓強(qiáng)差所產(chǎn)生的阻力稱為壓差阻力。壓差阻力與物體的迎風(fēng)面積有很大關(guān)系,物體的迎風(fēng)面積越大,壓差阻力也越大。減小壓差阻力的辦法是應(yīng)盡量減小飛機(jī)的最大迎風(fēng)面積,并對飛機(jī)各部件進(jìn)行整流,做成流線形。 誘導(dǎo)阻力是伴隨著升力而產(chǎn)生的,這個由升力誘導(dǎo)而產(chǎn)生的阻力叫誘導(dǎo)阻力。(氣流經(jīng)過翼型而產(chǎn)生向下的速度,稱為下洗速度,該速度與升力方向相反,是產(chǎn)生誘導(dǎo)阻力的直接原
16、因。)誘導(dǎo)阻力與機(jī)翼的平面形狀、翼剖面形狀、展弦比等有關(guān)??梢酝ㄟ^增大展弦比、選擇適當(dāng)?shù)钠矫嫘螤睿ㄈ缣菪螜C(jī)翼)、增加翼梢小翼等方法來減小誘導(dǎo)阻力。干擾阻力就是飛機(jī)各部件組合到一起后由于氣流的相對干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。干擾阻力和氣流不同部件之間的相對位置有關(guān)。在設(shè)計時要妥善考慮和安排各部件相對位置,必要時在這些部件之間加裝整流罩,使連接處圓滑過渡,盡量減少部件之間的相互干擾。(自己總結(jié))在高速飛機(jī)上,除了這幾種阻力外,還會產(chǎn)生另外一種阻力激波阻力(簡稱波阻)。由激波阻滯氣流而產(chǎn)生的阻力叫做激波阻力,簡稱波阻。因為激波是一種強(qiáng)壓縮波,因此當(dāng)氣流通過激波時產(chǎn)生的波阻也特別大。 在任何情況下,氣流
17、通過正激波時產(chǎn)生的波阻都要比通過斜激波時產(chǎn)生的波阻大。 不同形狀的物體在超聲速條件下由于產(chǎn)生的激波不同,產(chǎn)生的波阻也不一樣。(鈍頭形狀或前緣曲率半徑較大的翼剖面,在其鈍頭前端,常產(chǎn)生脫體激波,脫體激波對氣流的阻滯作用很強(qiáng),因此會產(chǎn)生很大的波阻 。尖頭形狀的物體或翼剖面,在其尖頭前端,常產(chǎn)生附體斜激波,此激波對氣流的阻滯作用比較弱。)17什么是“三個相似”?幾何相似:把模型各部分的幾何尺寸按真飛機(jī)的尺寸,以同一比例縮小。 運(yùn)動相似:使真飛機(jī)同模型的各對應(yīng)部分的氣流速度大小成同一比例,而且流速方向也要相同。 動力相似:使作用于模型上的空氣動力升力和阻力,同作用于真飛機(jī)上的空氣動力的大小成比例,而且
18、方向相同。18風(fēng)洞試驗的主要目的是什么?風(fēng)洞可用來對整架飛機(jī)或飛機(jī)的某個部件(如機(jī)翼)進(jìn)行吹風(fēng)實驗。通過試驗可以獲得升力系數(shù)Cy、阻力系數(shù)Cx和升阻比K= Cy/Cx相對于迎角a的曲線。 Cy -a、 Cx-a、 K-a三種曲線風(fēng)洞能做的試驗種類很多,就翼剖面來說,還可通過試驗求得極曲線、壓力中心和迎角變化曲線、力矩曲線等。19什么是激波?氣流流過正激波和斜激波時,其氣流參數(shù)發(fā)生了哪些變化?波面前后空氣的物理特性發(fā)生了突變,由于空氣受到強(qiáng)烈壓縮,波面之后的空氣壓強(qiáng)突然增大,由高速氣流的流動特點可知,氣流速度會大大降低(減速、增壓)。 這種由較強(qiáng)壓縮波組成的邊界波就是激波。 激波實際上是受到強(qiáng)烈
19、壓縮的一層空氣,其厚度很小。氣流流過正激波時,其壓力、密度和溫度都突然升高,且流速由原來的超聲速降為亞聲速 ,經(jīng)過激波后的流速方向不變。氣流流過斜激波,壓力、密度、溫度也都升高,但不像正激波那樣強(qiáng)烈,流速可能降為亞聲速,也可能仍為超聲速,這取決于激波傾斜的程度。氣流經(jīng)過斜激波時方向會發(fā)生折轉(zhuǎn)。(Ma的大小對激波的產(chǎn)生也有影響:當(dāng)馬赫數(shù)Ma等于1或稍大于1時,在尖頭物體的前面形成的是正激波;但如果Ma超過1很多,形成的則是斜激波。)(激波強(qiáng)度不同,空氣在激波前后的速度、壓力、溫度和密度的變化也就不同,對飛機(jī)飛行的影響也不一樣。)20什么是正激波和斜激波?兩者之間有什么差別?正激波是指其波面與氣流
20、方向接近于垂直的激波。同一Ma下,正激波是最強(qiáng)的激波。斜激波是指波面沿氣流方向傾斜的激波,強(qiáng)度相對較弱。21何謂臨界馬赫數(shù)、局部激波,激波分離?根據(jù)流體的連續(xù)性方程,當(dāng)氣流從A點流過機(jī)翼時,由于機(jī)翼上表面凸起使流管收縮,氣流在這里速度增加;當(dāng)氣流流到機(jī)翼最高點B時,流速增加到最大。當(dāng)B點馬赫數(shù)為1時,A點馬赫數(shù)稱為臨界馬赫數(shù)。(Ma臨界=V臨界/a)當(dāng)飛機(jī)的飛行速度超過臨界Ma時,機(jī)翼上就會出現(xiàn)一個局部超聲速區(qū),并在那里產(chǎn)生一個正激波。這個正激波由于是局部產(chǎn)生的,所以叫“局部激波”。 氣流通過局部激波后,由超聲速急劇降為亞聲速,激波后的壓強(qiáng)也迅速增大,導(dǎo)致機(jī)翼表面上附面層內(nèi)的氣流由高壓 (翼剖
21、面后部 )向低壓 (前部 )流動,使附面層內(nèi)的氣流由后向前 倒流,并發(fā)生氣流分離,形成許多旋渦,這種現(xiàn)象叫做“激波分離”。22飛機(jī)的氣動布局有哪些型式?廣義定義上是指飛機(jī)主要部件的數(shù)量以及它們之間的相互安排和配置。如按機(jī)翼和機(jī)身的上下位置來分,可分為上單翼、中單翼、下單翼;如果按機(jī)翼弦平面有無上反角來分可分為上反翼、無上反翼、下反翼;如按立尾的數(shù)量來分,可分為單立尾、雙立尾和無立尾(V型尾)通常定義指平尾相對于機(jī)翼在縱向位置上的安排,即飛機(jī)的縱向氣動布局形式。一般有正常尾、“鴨”式和無平尾式。不同的布局形式,對飛機(jī)的飛行性能、穩(wěn)定性和操縱性有重大影響。23翼展、翼弦、前緣后掠角、展弦比、梢根比
22、、翼型的相對厚度?機(jī)翼平面形狀主要有翼展、翼弦、前緣后掠角等。翼展:機(jī)翼左右翼梢之間的最大橫向距離。翼弦:翼型前緣點和后緣點之間的連線。前緣后掠角:機(jī)翼前緣線與垂直于翼根對稱平面的直線之間的夾角。 影響飛機(jī)氣動特性的主要參數(shù)有:前緣后掠角,機(jī)翼前緣線與垂直于翼根對稱平面的直線之間的夾角;展弦比,機(jī)翼展長與平均幾何弦長之比;梢根比,翼梢弦長與翼根弦長之比;翼型的相對厚度,翼型最大厚度與弦長之比由空氣動力學(xué)理論和實驗可知:在低速情況下,大展弦比平直機(jī)翼的升力系數(shù)較大,誘導(dǎo)阻力??;在亞聲速飛行時,后掠機(jī)翼可延緩激波并減弱激波的強(qiáng)度,從而減小波阻;在超聲速飛行時,激波不可避免,但采用小展弦比機(jī)翼、三角
23、機(jī)翼、邊條機(jī)翼等對減小波阻比較有利。24后掠翼、三角翼、小展弦比機(jī)翼、變后掠翼、邊條機(jī)翼、鴨式布局、無尾式布局的飛機(jī)各有什么特點?現(xiàn)代飛機(jī)常采用的機(jī)翼平面形狀有:后掠機(jī)翼、三角形機(jī)翼、小展弦比機(jī)翼、變后掠機(jī)翼、邊條機(jī)翼;常采用的布局型式包括:正常式布局、“鴨”式布局、無平尾式布局。后掠機(jī)翼在跨聲速飛行時能提高臨界Ma,超過臨界Ma以后也能進(jìn)一步減小波阻。后掠機(jī)翼與平直機(jī)翼相比可以推遲激波的產(chǎn)生,這主要是由于后掠翼降低了機(jī)翼上的有效速度。在相同的飛行速度下,后掠翼的阻力比平直翼的阻力小。三角機(jī)翼的減阻效果和大后掠機(jī)翼大體相似。它具有前緣后掠角大、展弦比小和相對厚度較小的特點;三角形機(jī)翼的空氣動力
24、性能很好,更有助于保證飛機(jī)的縱向飛行穩(wěn)定性。三角機(jī)翼的飛機(jī)也有一定的缺點:在亞聲速飛行時的升阻比較低,巡航特性也不太好;在大迎角飛行時才有足夠的升力系數(shù);著陸性能較差。小展弦比機(jī)翼在翼弦方向較長,在翼展方向較短,且機(jī)翼相對厚度一般都比較小,有利于減小激波阻力。 小展弦比機(jī)翼的缺點是襟翼面積小,起落性能差,誘導(dǎo)阻力大;變后掠翼飛機(jī)通過機(jī)翼后掠角的變化可以解決高低速性能要求的矛盾。變后掠翼飛機(jī)的主要缺點是機(jī)翼變后掠轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)重量大,氣動中心變化大,平衡較困難;邊條機(jī)翼是一種混合平面形狀的機(jī)翼,由邊條和后翼組成。由于有大后掠的邊條,使整個機(jī)翼的有效后掠角增大,相對厚度減小,因此有效地減小了激
25、波阻力;同時由于基本翼的存在,又使整個機(jī)翼的有效展弦 比增大,因此可以減小低 亞聲速以及跨聲速飛行時的誘導(dǎo)阻力;鴨式飛機(jī),將水平尾翼移到機(jī)翼之前,并將其改稱前翼或鴨翼。這種布局起到了增加升力的作用;無尾布局通常采用于超音速飛機(jī)。這類飛機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼都比較細(xì)長,機(jī)翼面積較大,飛機(jī)重心也比較靠后,即使采用水平尾翼,由于其距離飛機(jī)重心較近,平尾的穩(wěn)定和操縱作用也比較小,因此,宜采用無平尾式布局,這樣還可以減少平尾部件所產(chǎn)生的阻力。近年來出現(xiàn)的隱身飛機(jī),為了增加隱身能力,通常采用V形尾翼,即常采用無立尾式氣動布局。25超聲速飛機(jī)的機(jī)身外形有什么特點?機(jī)身產(chǎn)生的空氣動力主要是阻力,但對飛機(jī)的升力也有一定
26、的影響。對于超聲速飛機(jī),不但機(jī)翼的形狀對其空氣動力特性有重要影響,而且機(jī)身的形狀也很重要。為了減小超聲速飛機(jī)的波阻,機(jī)身一般采用頭部很尖、又細(xì)又長的圓柱形機(jī)身,機(jī)身長細(xì)比 一般可達(dá)到十幾甚至更高。另外采用“跨聲速面積律”,也有助于降低波阻和提高速度。26超聲速飛機(jī)和低亞聲速飛機(jī)的外形區(qū)別?(展弦比、梢根比、后掠角、翼型、展長、機(jī)身長細(xì)比等)低、亞聲速飛機(jī)機(jī)翼的展弦比較大,一般在69之間,梢根比也較大,一般在0.33左右;超聲速飛機(jī)機(jī)翼的展弦比較小,一般在 2.5 3.5之間,梢根比較小,在 0.2左右。低速飛機(jī)常采用無后掠角或小后掠角的梯形直機(jī)翼,亞聲速飛機(jī)的后掠角一般也比較小,一般小于35;
27、超聲速飛機(jī)一般為大后掠機(jī)翼或三角機(jī)翼,前緣后掠角一般為4060。低、亞聲速飛機(jī)的機(jī)翼翼型一般為圓頭尖尾型,前緣半徑較大,相對厚度也比較大,一般在0.10.12之間;超聲速飛機(jī)機(jī)翼翼型頭部為小圓頭或尖頭 (前緣半徑比較小 )相對厚度也較小,一般在0.05左右。低、亞聲速飛機(jī)機(jī)翼的展長一般大于機(jī)身的長度,機(jī)身長細(xì)比較小,一般為 57之 間,機(jī)身頭部半徑比較大,前部機(jī)身比較短,有一個大而突出的駕駛艙;超聲速飛機(jī)機(jī)身的長度大于翼展的長度,機(jī)身比較細(xì)長,機(jī)身長細(xì)比一般大于 8,機(jī)身頭部較尖,駕駛艙與機(jī)身融合成一體,成流線形。27超聲速飛行中的聲爆和熱障?飛機(jī)在超音速飛行時,在飛機(jī)上形成激波,傳到地面上形
28、成如同雷鳴般的爆炸聲,這種現(xiàn)象就是聲爆。熱障實際上是空氣動力加熱造成的結(jié)果。以鋁合金作為主要結(jié)構(gòu)材料的飛機(jī)不能承受高溫環(huán)境下的長期工作,會造成結(jié)構(gòu)破壞,這稱為熱障問題。聲爆過大可能會對地面的居民和建筑物造成損害?!奥暠睆?qiáng)度同飛機(jī)的飛行高度 (強(qiáng)度隨著離開飛機(jī)的距離增加而減小 )、飛行速度、飛機(jī)重量、飛行姿態(tài)以及大氣狀態(tài)等都有關(guān)系。 為防止噪聲擾民和“聲爆”現(xiàn)象,一般規(guī)定在城市上空 10 km 的高度之下不得作超聲速飛行。目前解決熱障的方法主要有:用耐高溫的新材料如鈦合金、不銹鋼或復(fù)合材料來制造飛機(jī)重要的受力構(gòu)件和蒙皮;用隔熱層來保護(hù)機(jī)內(nèi)設(shè)備和人員;采用水或其他冷卻液來冷卻結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面等。 對
29、于重復(fù)使用的高超聲速飛機(jī)以及航天飛機(jī)等, 需要嚴(yán)格控制飛機(jī)外形,此時燒蝕法就不再適用了。機(jī)身頭部和機(jī)翼前緣,溫度最高,可采用增強(qiáng)碳碳復(fù)合材料 (RCC) ;機(jī)身、機(jī)翼下表面前部和垂直尾翼前緣,溫度較高,可采用高溫重復(fù)使用的防熱隔熱陶瓷瓦 (HRSI);機(jī)身、機(jī)翼上表面和垂直尾翼,氣動加熱不是特別嚴(yán)重,可采用低溫重復(fù)使用的防熱隔熱陶瓷瓦 (LRSI);機(jī)身中后部兩側(cè)和有效載荷艙門處,溫度相對較低 ,可采用柔性的、重復(fù)使用的表面隔熱材料 (FRSI)。)28飛機(jī)飛行性能的指標(biāo)?(飛機(jī)的飛行性能是衡量一架飛機(jī)性能好壞的重要指標(biāo)。)飛機(jī)的飛行性能一般包括飛行速度、航程、升限、起飛著陸性能和機(jī)動性能等2
30、9飛行速度(最小、最大平飛速度、巡航速度)、航程、靜升限、起飛、著陸性能?1,飛行速度(1)最小平飛速度是指在一定高度上飛機(jī)能維持水平直線飛行的最小速度。(2)最大平飛速度最大平飛速度是指飛機(jī)水平直線平衡飛行時,在一定的飛行距離內(nèi),發(fā)動機(jī)推力最大狀態(tài)下,飛機(jī)所能達(dá)到的最大飛行速度(3)巡航速度是指發(fā)動機(jī)每公里消耗燃油量最小情況下的飛行速度。巡航速度顯然要大于最小平飛速度,小于最大平飛速度。;2.航程是指在載油量一定的情況下,飛機(jī)以巡航速度所能飛越的最遠(yuǎn)距離。它是一架飛機(jī)能飛多遠(yuǎn)的指標(biāo)。3. 靜升限升限是一架飛機(jī)能飛多高的指標(biāo)。飛機(jī)的靜升限是指飛機(jī)能做水平直線飛行的最大高度。4. 起飛著陸性能(
31、其指標(biāo)包括兩個部分:一是起飛和著陸距離;二是起飛離地和著陸接地速度)(1)飛機(jī)的起飛過程是一種加速飛行的過程,它包括地面加速滑跑階段和加速上升到安全高度兩個階段。F-22的起飛滑跑距離:610米 (2)飛機(jī)的著陸性能飛機(jī)的著陸過程是一種減速飛行的過程,它包括下滑、拉平、平飛減速、飄落觸地和著陸滑跑五個階段。 F-22的著陸滑跑距離:914米30什么是飛機(jī)的機(jī)動性?什么是飛機(jī)的過載?飛機(jī)的機(jī)動性是指飛機(jī)在一定時間間隔內(nèi)改變飛行狀態(tài)的能力。對飛機(jī)機(jī)動性的要求,取決于飛機(jī)要完成的飛行任務(wù)。對于戰(zhàn)斗機(jī)而言,要求空中格斗,對機(jī)動性要求就很高。對于運(yùn)輸機(jī),一般不要求在空中作劇烈動作,機(jī)動性要求就低。(在飛
32、機(jī)設(shè)計中,一般常用過載來評定飛機(jī)的機(jī)動性。飛機(jī)的過載(或過載系數(shù))是指飛機(jī)所受除重力之外的外力總和與飛機(jī)重量之比(ny=Y/G)。一般只考慮垂直方向上的過載。飛機(jī)機(jī)動性設(shè)計要求越高,過載就要求越大。)31什么是飛機(jī)的穩(wěn)定性?飛機(jī)的穩(wěn)定性,是指飛行過程中,如果飛機(jī)受到某種擾動而偏離原來的平衡狀態(tài),在擾動消失后,不經(jīng)飛行員操縱,飛機(jī)能自動恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)的特性。(飛機(jī)在空中飛行時,可以產(chǎn)生俯仰運(yùn)動、偏航運(yùn)動和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動。飛機(jī)飛行時穩(wěn)定性相應(yīng)的可分為縱向穩(wěn)定性、方向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性。)32飛機(jī)靠什么來保證其縱向、方向和橫側(cè)向穩(wěn)定性?當(dāng)飛機(jī)受微小擾動而偏離原來縱向平衡狀態(tài)(俯仰方向),并在擾動消失以
33、后,飛機(jī)能自動恢復(fù)到原來縱向平衡狀態(tài)的特性,稱為飛機(jī)縱向穩(wěn)定性。飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性主要取決于飛機(jī)重心位置,只有當(dāng)飛機(jī)的重心位于焦點前面時,飛機(jī)才是縱向穩(wěn)定的;飛機(jī)受到擾動以至于方向平衡狀態(tài)遭到破壞,而在擾動消失后,飛機(jī)如能趨向于恢復(fù)原來的平衡位置,就是具有方向穩(wěn)定性。飛機(jī)主要靠垂直尾翼的作用來保證方向穩(wěn)定性。方向穩(wěn)定力矩是在側(cè)滑中產(chǎn)生的。飛機(jī)在飛行過程中,受到微小擾動,機(jī)頭右偏,出現(xiàn)左側(cè)滑,空氣從飛機(jī)左前方吹來作用在垂直尾翼上,產(chǎn)生向右的附加測力,此力對飛機(jī)重心形成一個方向穩(wěn)定力矩,力圖使機(jī)頭左偏,消除側(cè)滑,隨著飛行馬赫數(shù)的增大,特別是在超過聲速之后,立尾的側(cè)力系數(shù)迅速減小,產(chǎn)生側(cè)力的能力急速下
34、降,使得飛機(jī)的方向靜穩(wěn)定性降低。在設(shè)計超音速戰(zhàn)斗機(jī)時,為了保證在平飛最大馬赫數(shù)下仍具有足夠的方向靜穩(wěn)定性,往往需要把立尾的面積做得很大,有時候需要選用腹鰭以及采用雙立尾來增大方向穩(wěn)定性。;飛機(jī)受擾動以致橫側(cè)狀態(tài)遭到破壞,而在擾動消失后,如飛機(jī)自身產(chǎn)生一個恢復(fù)力矩,使飛機(jī)趨向于恢復(fù)原來的平衡狀態(tài),就具有橫側(cè)向穩(wěn)定性。飛行過程中,使飛機(jī)自動恢復(fù)原來橫側(cè)向平衡狀態(tài)的滾轉(zhuǎn)力矩,主要由機(jī)翼上反角、機(jī)翼后掠角和垂直尾翼產(chǎn)生。飛機(jī)受到干擾后,沿著R方向產(chǎn)生側(cè)滑。由于后掠角的作用,飛機(jī)右翼的有效速度大于左翼的有效速度,因此,在右邊機(jī)翼產(chǎn)生的升力大于左邊。兩邊機(jī)翼升力之差,形成了滾轉(zhuǎn)力矩。飛機(jī)受到干擾后,沿著R
35、方向產(chǎn)生側(cè)滑。由于后掠角的作用,飛機(jī)右翼的有效速度大于左翼的有效速度,因此,在右邊機(jī)翼產(chǎn)生的升力大于左邊。兩邊機(jī)翼升力之差,形成了滾轉(zhuǎn)力矩。垂直尾翼也能產(chǎn)生橫側(cè)向穩(wěn)定力矩,這是由于出現(xiàn)傾側(cè)以后,垂尾上產(chǎn)生附加側(cè)力的作用點高于飛機(jī)重心一段距離,此力對飛機(jī)重心形成橫側(cè)向穩(wěn)定力矩,力圖消除傾側(cè)和側(cè)滑。采用后掠角比較大的機(jī)翼的飛機(jī),會由于后掠角的橫側(cè)向穩(wěn)定作用過大而導(dǎo)致飛機(jī)左右往復(fù)擺動,形成飄擺現(xiàn)象,為克服此現(xiàn)象,可采用下反角的外形來消弱。采用直機(jī)翼的飛機(jī),為了保證橫側(cè)向穩(wěn)定性要求,或多或少都有幾度大小的上反角。33什么是飛機(jī)的操縱性?飛機(jī)的操縱性是指駕駛員通過操縱設(shè)備(如駕駛桿、腳蹬和啟動舵面等)來
36、改變飛機(jī)飛行狀態(tài)的能力。飛機(jī)在空中的操縱是通過操縱氣動舵面升降舵、方向舵、副翼來進(jìn)行的。通過這三個操縱面,就會對飛機(jī)產(chǎn)生操縱力矩,使其繞橫軸、立軸和縱軸轉(zhuǎn)動,以改變飛行姿態(tài)。34什么是飛機(jī)操縱,飛機(jī)操縱什么來實現(xiàn)其縱向、橫向和方向操縱? 飛機(jī)的操縱性是指駕駛員通過操縱設(shè)備(如駕駛桿、腳蹬和啟動舵面等)來改變飛機(jī)飛行狀態(tài)的能力。飛機(jī)在空中的操縱是通過操縱氣動舵面升降舵、方向舵、副翼來進(jìn)行的。通過這三個操縱面,就會對飛機(jī)產(chǎn)生操縱力矩,使其繞橫軸、立軸和縱軸轉(zhuǎn)動,以改變飛行姿態(tài)。飛機(jī)的縱向操縱:飛機(jī)在飛行過程中,操作升降舵,飛機(jī)就會繞著橫軸轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生俯仰運(yùn)動。飛行員向后拉駕駛桿,經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)傳動,升降
37、舵便向上偏轉(zhuǎn),這時水平尾翼上的向下附加升力就產(chǎn)生使飛機(jī)抬頭的力矩,使機(jī)頭上仰;向前推駕駛桿,則升降舵向下偏轉(zhuǎn),使機(jī)頭下俯?,F(xiàn)代的超聲速飛機(jī),多以全動式水平尾翼代替只有升降舵可以活動的水平尾翼。因為全動式水平尾翼的操縱效能比升降舵的操縱效能高得多,可以大大改善超聲速飛機(jī)的縱向操縱性。飛機(jī)的橫向操縱在飛機(jī)飛行過程中,操縱副翼,飛機(jī)便繞著縱軸轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)運(yùn)動。向左壓駕駛桿(轉(zhuǎn)動駕駛盤),左副翼向上偏轉(zhuǎn),右副翼向下偏轉(zhuǎn),這時左機(jī)翼升力減小,則產(chǎn)生左滾的滾動力矩,使飛機(jī)向左傾斜。反之則向右傾斜。飛機(jī)的方向操縱在飛機(jī)飛行過程中,操縱方向舵,飛機(jī)則繞立軸轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生偏航運(yùn)動。飛行員向前蹬左腳蹬,方向舵向左偏
38、轉(zhuǎn),在垂直尾翼上產(chǎn)生向右的附加側(cè)力,此力使飛機(jī)產(chǎn)生向左的偏航力矩,使機(jī)頭向左偏轉(zhuǎn)。反之,機(jī)頭向右偏轉(zhuǎn)(飛機(jī)的穩(wěn)定性與飛機(jī)的操縱性有密切的關(guān)系,二者需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。很穩(wěn)定的飛機(jī),操縱往往不靈敏;操縱很靈敏的飛機(jī),則往往不太穩(wěn)定。 對于軍用殲擊機(jī),操縱應(yīng)當(dāng)很靈敏;而對于民用旅客機(jī),則應(yīng)有較高的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性與操縱性應(yīng)綜合考慮,以獲得最佳的飛機(jī)性能。)35直升機(jī)有哪些布局形式,各有何特點?直升機(jī)的布局形式按旋翼數(shù)量和布局方式的不同可分為單旋翼直升機(jī)、共軸式雙旋翼直升機(jī)、縱列式雙旋翼直升機(jī)、橫列式雙旋翼直升機(jī)和帶翼式直升機(jī)等幾種類型。單旋翼直升機(jī)它是由一副旋翼產(chǎn)生升力,用尾槳來平衡反作用力矩的直升機(jī)。為
39、了實現(xiàn)方向操縱及改善穩(wěn)定性,在機(jī)身尾部還安裝了水平尾翼和垂直尾翼。共軸式雙旋翼直升機(jī)它是由兩副旋翼沿機(jī)體同一立軸上下排列并繞其反向旋轉(zhuǎn),使兩副旋翼反作用力矩相互抵消的直升機(jī)。 共軸式直升機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸小,但升力系統(tǒng)較重,操縱機(jī)構(gòu)較復(fù)雜??v列式雙旋翼直升機(jī)它是由兩副旋翼沿機(jī)體縱向前后排列、反向旋轉(zhuǎn),使兩副旋翼的反作用力矩相互抵消的直升機(jī)。為了減少兩旋翼間相互干擾,后旋翼安裝位置較前旋翼稍高??v列式直升機(jī)機(jī)身較長,使用重心變化范圍較大,但其傳動系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)復(fù)雜,前飛時后旋翼啟動效率較低。橫列式雙旋翼直升機(jī)它由兩副旋翼沿機(jī)體橫軸方向左右排列,反向旋狀使兩副旋翼的反作用力矩相互抵消的直升機(jī)。一
40、般橫列式直升機(jī)帶機(jī)翼,左右旋翼對稱地布置在機(jī)翼構(gòu)架上。橫列式直升機(jī)前飛行能較好, 但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)尺寸大,重量效率低。帶翼式直升機(jī)這種直升機(jī)安裝有輔助翼,前飛時輔助翼提供了部分升力使旋翼卸載,從而提高飛行速度,增加了航程,飛行性能也得到了改善。36直升機(jī)的飛行性能?直升機(jī)飛行性能分為垂直飛行性能和前飛行性能兩類。垂直飛行性能包括:在定常狀態(tài)(作用在直升機(jī)上的力和力矩都處于平衡的、無加速度運(yùn)動的狀態(tài))時,不同高度的垂直上升速度,垂直上升速度為零所對應(yīng)的極限高度,為理論靜升限,也叫懸停高度。前飛行性能與固定翼飛機(jī)的飛行性能相似,包括:平飛速度范圍、爬升性能、續(xù)航性能、自轉(zhuǎn)下滑性能。37直升機(jī)的操
41、縱是怎么實現(xiàn)的?直升機(jī)的操縱系統(tǒng)直升機(jī)的操縱系統(tǒng)是指傳遞操縱指令、進(jìn)行總距操縱、變距操縱和腳操縱 (或航向操縱 )的操縱機(jī)構(gòu)和操縱線路。通過總距操縱來實現(xiàn)直升機(jī)的升降運(yùn)動;通過變距操縱來實現(xiàn)直升機(jī)的前后左右運(yùn)動;通過航向操縱來改變直升機(jī)的飛行方向。(1)總距操縱總距操縱(又稱總槳距油門操縱)用來操縱旋翼的總槳距,使各片槳葉的安裝角同時增大或縮小,從而改變拉力的大小。當(dāng)拉力大于直升機(jī)重力時,直升機(jī)就上升;反之,直升機(jī)就下降。(2)變距操縱變距操縱通過自動傾斜器使槳葉的安裝角周期改變,從而使升力周期改變,并由此引起漿葉周期揮舞,最終導(dǎo)致旋翼錐體相對于機(jī)體向著駕駛桿運(yùn)動的方向傾斜。由于拉力基本上垂直
42、于槳盤平面,所以拉力也想駕駛桿運(yùn)動方向傾斜,從而實現(xiàn)縱向及橫向運(yùn)動。(3)腳操縱腳操縱是用腳蹬操縱尾槳的總槳距,從而改變尾槳的推力的大小,實現(xiàn)航向操縱。當(dāng)尾槳的推力改變時,此力對直升機(jī)重心的力矩與旋翼的反作用力矩不再平衡,直升機(jī)繞立軸轉(zhuǎn)動,是航向發(fā)生改變。38直升機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性直升機(jī)操縱性是指直升機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)對駕駛員操縱動作的反應(yīng)能力。駕駛員通過操縱駕駛桿的縱向或橫向位移,來改變自動傾斜器的傾斜角,以實現(xiàn)縱向和橫向力矩操縱。 直升機(jī)的穩(wěn)定性是指直升機(jī)受到擾動后能夠自己恢復(fù)其原來狀態(tài)的能力。通常分為靜穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。(一般情況下,直升機(jī)受到擾動后偏離原來的平衡狀態(tài),當(dāng)擾動消失后,直升機(jī)的運(yùn)
43、動狀態(tài)可能會出現(xiàn)以下 4 種情況:非周期衰減運(yùn)動 動穩(wěn)定;非周期發(fā)散運(yùn)動 動不穩(wěn)定;周期減幅運(yùn)動 動穩(wěn)定;周期增幅運(yùn)動 動不穩(wěn)定。此外,還可能有非常周期中性運(yùn)動和周期等幅運(yùn)動。)第三章1發(fā)動機(jī)的分類及特點?飛行器發(fā)動機(jī)的種類很多,其用途也各不相同。目前飛行器上所用發(fā)動機(jī)有兩大類:活塞式發(fā)動機(jī)和噴氣式發(fā)動機(jī)。按發(fā)動機(jī)產(chǎn)生推力原理的不同和發(fā)動機(jī)工作原理的不同將發(fā)動機(jī)分為 4類:活塞式發(fā)動機(jī)、空氣噴氣發(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、組合發(fā)動機(jī) ?;钊桨l(fā)動機(jī)是一種把燃料的熱能轉(zhuǎn)化為帶動螺旋槳或旋翼轉(zhuǎn)動的機(jī)械能的發(fā)動機(jī)。不能直接產(chǎn)生使飛行器前進(jìn)的推力或拉力,而是通過帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生推力。噴氣式發(fā)動機(jī)利用低速流
44、入發(fā)動機(jī)的工質(zhì)(空氣或燃料)經(jīng)燃燒后以高速向后噴出,直接產(chǎn)生向前的反作用力,來推動飛行器前進(jìn)??諝鈬姎獍l(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)和組合發(fā)動機(jī)都屬于這種類型。(1.空氣噴氣發(fā)動機(jī)是利用大氣層中的空氣,與所攜帶的燃料燃燒產(chǎn)生高溫氣體,它依賴于空氣中的氧氣作為氧化劑。因此只能作為航空器的發(fā)動機(jī)(分為渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)、渦輪螺槳發(fā)動機(jī)、渦輪槳扇發(fā)動機(jī)、渦輪軸發(fā)動機(jī)和沖壓噴氣式發(fā)動機(jī)等類型)?;鸺l(fā)動機(jī)不依賴于空氣而工作,完全依靠自身攜帶的氧化劑和燃料產(chǎn)生高溫、高壓氣體,因此可以在高空和大氣層外使用,若按形成噴漆劉動能的能源的不同,可分為化學(xué)火箭發(fā)動機(jī)和分化學(xué)火箭發(fā)動機(jī)。組合發(fā)動機(jī)是指兩種或兩種以上
45、不同類型發(fā)動機(jī)的組合。)2活塞式發(fā)動機(jī)的主要組成 ?活塞式航空發(fā)動機(jī)是一種燃燒汽油的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。它帶動螺旋槳高速轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生推力,主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、進(jìn)氣活門和排氣活門等組成。氣缸是發(fā)動機(jī)的工作腔,油氣混合氣體在氣缸內(nèi)燃燒,產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊髦本€運(yùn)動,并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。 活塞用于承受油氣混合氣體在燃燒時所產(chǎn)生的燃?xì)鈮毫?,并將燃料燃燒后的?nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊\(yùn)動的機(jī)械能。連桿將活塞和曲軸連接在一起,用于傳遞活塞和曲軸之間的運(yùn)動。曲軸將活塞的往復(fù)運(yùn)動變成自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,并帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動,使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生推力。3活塞式發(fā)動機(jī)的工作原理 ?活塞頂部在曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置叫上死點、最近的位置叫下
46、死點、從上死點到下死點的距離叫活塞沖程?;钊跉飧變?nèi)要經(jīng)過四個沖程,依次是進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進(jìn)氣行程,活塞從上死點運(yùn)動到下死點,進(jìn)氣活門開放而排氣活門關(guān)閉,霧化了的汽油和空氣的混合氣體被下行的活塞吸人氣缸內(nèi)。在壓縮行程,活塞從下死點運(yùn)動到上死點,進(jìn)氣活門和排氣活門都關(guān)閉,混合氣體在氣缸內(nèi)被壓縮在上死點附近,由裝在氣缸頭部的火花塞點火。在膨脹行程,混合氣體點燃后,具有高溫高壓的燃?xì)忾_始膨脹,推動活塞從上死點向下死點運(yùn)動。在此行程,燃燒氣體所蘊(yùn)含的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊\(yùn)動的機(jī)械能,并由連桿傳給曲軸,成為帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動的動力。所以膨脹行程也叫做功行程。在排氣行程,活塞從下死點運(yùn)動到
47、上死點,排氣活門開放,燃燒后的廢氣被活塞排出缸外。當(dāng)活塞到達(dá)上死點后,排氣活門關(guān)閉,此時就完成了四個行程的循環(huán)。 4渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的組成及其各部分的功用?由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、加力燃燒室、尾噴管、附件傳動系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)等組成。進(jìn)氣道系統(tǒng)(整流)整理進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氣流,消除旋渦,保證在各種工作狀態(tài)下都能供給發(fā)動機(jī)所需的空氣量;將高速氣流逐漸降下來,盡量將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫菽?,保證壓氣機(jī)有良好的工作條件壓氣機(jī)(增壓)提高進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室的空氣壓力。利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對空氣做功。壓氣機(jī)有離心式和軸流式兩種,故渦輪噴氣發(fā)動機(jī)又可分為離心式渦輪噴氣發(fā)動機(jī)和軸流式渦輪噴氣發(fā)動機(jī)。燃燒室燃料與高壓空氣
48、混合燃燒的地方 燃燒室主要由火焰筒、噴嘴、渦流器和燃燒室外套等組成。渦輪將燃燒室出口的高溫、高壓氣體的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能;渦輪的機(jī)械能以軸功率的形式輸出,驅(qū)動壓氣機(jī)、風(fēng)扇、螺旋槳和其他附件。加力燃燒室(F-15對戰(zhàn)斗機(jī))發(fā)動機(jī)的推力與渦輪前燃?xì)獾臏囟扔嘘P(guān),渦輪前燃?xì)鉁囟仍礁?,推力越大但渦輪葉片材料耐熱性的局限,使得采用提高燃?xì)鉁囟燃哟笸屏^困難。加力燃燒室是飛機(jī)突破音速的主要手段尾噴管整理燃燒后的氣流燃?xì)馀蛎洠铀賴姵霎a(chǎn)生推力,一般由中介管和噴口組成. (中介管在渦輪后由整流錐和整流支板組成,起整流作用。噴口一般采用收斂形,有時也采用超聲速噴管)。附屬系統(tǒng)和附件傳動系統(tǒng)要保證渦輪噴氣發(fā)動機(jī)正常工
49、作,單有上述主要部件還不夠,還需要一些保證發(fā)動機(jī)正常工作的附屬系統(tǒng),如燃油系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)中又有許多稱為發(fā)動機(jī)附件的器件,如燃油系統(tǒng)中的燃油泵、燃油濾、各種開關(guān)和閥門等5渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)有何特點?適用于什么速度范圍?它最大的優(yōu)點是什么?渦扇發(fā)動機(jī)在渦槳發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。把螺旋槳的直徑大大縮短,增加槳葉的數(shù)目和排數(shù),并將所有的槳葉葉片包在機(jī)匣內(nèi)。渦扇發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)和渦噴發(fā)動機(jī)的很相似,不同的是在此基礎(chǔ)上增加了風(fēng)扇和驅(qū)動風(fēng)扇的低壓渦輪。(渦輪分為高壓渦輪和低壓渦輪,高壓渦輪帶動壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動,低壓渦輪帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。風(fēng)扇將吸入的空氣進(jìn)行壓縮,壓縮的氣流分為兩股,一股經(jīng)過外通道向后流去
50、,經(jīng)噴管加速排出,這股氣流所經(jīng)過的通道稱為外涵道。另一股氣流與普通渦輪噴氣發(fā)動機(jī)相同,經(jīng)過壓氣機(jī),進(jìn)入燃燒室和渦輪后由尾噴管排出,這股氣流通過的通道稱為內(nèi)涵道.涵道比:外股氣流與內(nèi)股氣流流量之比。對發(fā)動機(jī)耗油率和推重比有很大影響。渦扇引擎最適合飛行速度400至1,000公里時使用。渦扇發(fā)動機(jī)排出的燃?xì)馑俣容^低,燃?xì)馍淞鲃幽軗p失小,在亞聲速飛行時有較好的經(jīng)濟(jì)性。渦扇發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇可吸入大量空氣,雖然燃?xì)鈬姵鏊俣认陆?,但在燃油量一定的情況下,推力增加,因此發(fā)動機(jī)效率高。渦扇發(fā)動機(jī)的排氣速度小,對降低噪聲有利,適用于民航機(jī)。試述發(fā)展方向民用:高涵道比、高渦輪前溫度、高增壓比;軍用:低涵道比的加力發(fā)動機(jī)
51、6沖壓發(fā)動機(jī)的工作原理。它為什么不能單獨(dú)使用?沖壓發(fā)動機(jī)沒有專門的壓力機(jī),依靠飛行器高速飛行時的相對氣流進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道后減速,將動能轉(zhuǎn)化為壓力能,從而使空氣靜壓提高的一種空氣噴氣發(fā)動機(jī)。組成進(jìn)氣道(擴(kuò)壓器)、燃燒室、尾噴管.沖壓發(fā)動機(jī)壓縮空氣的方法是,在進(jìn)氣道中將高速氣流經(jīng)過一系列的激波將速度停滯下來,氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?,提高空氣壓力。減速增壓后的氣流在燃燒室與燃油混合、燃燒,產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?,然后?jīng)尾噴管噴出而產(chǎn)生推力;由于沖壓發(fā)動機(jī)在靜止時不產(chǎn)生推力,因此要靠其他動力裝置將其加速,達(dá)到一定速度后才能正常工作,所以沖壓發(fā)動機(jī)通常和其他發(fā)動機(jī)組合使用,形成組合動力裝置?,F(xiàn)代沖壓發(fā)動機(jī)按飛
52、行速度可分為亞聲速、超聲速和高超聲速沖壓發(fā)動機(jī)。沖壓發(fā)動機(jī)的特點:構(gòu)造簡單,質(zhì)量輕,推重比大,成本低,高速狀態(tài)(Ma2)下,經(jīng)濟(jì)性好,耗油率低;低速時推力小、耗油率高,靜止時不能產(chǎn)生推力,不能自行起飛;對飛行狀況的變化敏感,工作范圍窄(Ma=0.56,高度040km)。常用于靶機(jī)和飛航式戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈,也可用作高超聲速飛行器的動力裝置。沖壓發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力與進(jìn)氣速度有關(guān)。飛行速度越大,沖壓越大,因而產(chǎn)生的推力也就越大,因此沖壓發(fā)動機(jī)較適合于高速飛行。在低速飛行時沖壓作用小,壓力低,經(jīng)濟(jì)性差。第五章1 對飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求是什么?飛行器結(jié)構(gòu)是飛行器各受力部件和支撐構(gòu)件的總稱。結(jié)構(gòu)要承受內(nèi)部承重、動力
53、裝置和外部空氣動力引起的載荷,裝載內(nèi)部人員和設(shè)備,并提供人員和設(shè)備的工作空間。由于飛行器各部分的功用不同,因此對每個部分的要求也不同,其結(jié)構(gòu)上也有各自的特點,但它們又都是某一整體的組成部分,也有許多共同的地方。(1)空氣動力要求結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足飛行性能所要求的氣動外形和表面質(zhì)量(2)重量和強(qiáng)度、剛度要求在滿足強(qiáng)度、剛度和壽命的條件下重量盡量輕(3)使用維護(hù)要求結(jié)構(gòu)便于檢查、維護(hù)和修理,易于運(yùn)輸、儲存和保管(4)工藝和經(jīng)濟(jì)性要求在一定生產(chǎn)條件下要求工藝簡單、制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低對;飛行器結(jié)構(gòu)材料的要求:比強(qiáng)度大、比剛度大;耐高溫、低溫性能;抗腐蝕、耐老化能力;斷裂韌性、抗疲勞性;易加工性,資源
54、豐富,價格低2飛機(jī)的組成有哪幾大部件和哪些系統(tǒng)?飛機(jī)由機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、起落裝置、動力裝置等五大部件組成,通過機(jī)載設(shè)備、燃油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等構(gòu)成飛機(jī)的全部。機(jī)身:提供內(nèi)部裝載空間,是其它部件的安裝基礎(chǔ)。機(jī)翼:主要提供升力,內(nèi)部裝載,作為起落架、發(fā)動機(jī)等其它部件的安裝基礎(chǔ)。尾翼:提供平衡氣動力,操縱力和力矩。起落裝置:飛行器起飛、著陸和停放用的部件。動力裝置:為飛行器提供動力,推動飛行器前進(jìn)3飛機(jī)結(jié)構(gòu)中翼梁、翼肋、桁條和蒙皮分別起什么作用?機(jī)翼的基本受力構(gòu)件包括縱向骨架、橫向骨架和蒙皮??v向骨架有翼梁、縱墻和桁條。橫向骨架有普通翼肋和加強(qiáng)翼肋。翼梁:最強(qiáng)有力的縱向構(gòu)件,承受大部分的彎矩
55、和剪力;縱墻:結(jié)構(gòu)和翼梁差不多,主要承受剪力,承受彎矩很小;桁條:支撐蒙皮,提高蒙皮的承載能力,將氣動力傳給翼肋。普通翼肋:支撐蒙皮,維持翼型,把蒙皮和桁條的力傳給翼梁;加強(qiáng)翼肋:在有集中載荷的地方對普通翼肋加強(qiáng)就獲得加強(qiáng)翼肋,除普通翼肋作用外,承受集中力。蒙皮:承受局部氣動載荷,形成和維持機(jī)翼的氣動外形,將氣動力傳給桁條和翼肋;與翼梁縱墻的腹板形成閉室承受扭矩.4前三點式起落架與后三點式起落架相比有哪些優(yōu)缺點?“前三點式”起落架主要優(yōu)點:前輪遠(yuǎn)離飛機(jī)重心,允許強(qiáng)烈制動,有利于縮短滑跑距離;飛機(jī)著陸容易操縱,滑跑時方向穩(wěn)定性好;飛機(jī)機(jī)身軸線與地面基本平行,可避免發(fā)動機(jī)噴出的燃?xì)鉄龎呐艿?;飛行員
56、視界較好。缺點是前起落架承受的載荷大,構(gòu)造復(fù)雜,結(jié)構(gòu)較重。前輪會產(chǎn)生擺振現(xiàn)象,所以需要加裝減擺裝置?!昂笕c式”起落架的優(yōu)點是:在飛機(jī)上易于裝置尾輪,結(jié)構(gòu)簡單,尺寸、質(zhì)量都較小;著陸滑跑時迎角較大,可利用較大阻力進(jìn)行減速,縮短滑跑距離。缺點是:在達(dá)速度滑跑時,遇到前方撞擊和強(qiáng)烈制動,容易發(fā)生倒立,因此一般著陸不允許強(qiáng)烈制動,從而導(dǎo)致滑跑距離增加;起飛著陸操縱困難,滑行穩(wěn)定性差;在停機(jī)、起陸滑跑時,機(jī)身仰起,因而向下的視界不好。第二章1.航空器的飛行環(huán)境是對流層和平流層。2.飛行環(huán)境包括大氣飛行環(huán)境和空間飛行環(huán)。飛行環(huán)境對飛行器的結(jié)構(gòu)、材料、機(jī)載設(shè)備和飛行性能都有著非常重要的影響??臻g飛行環(huán)境包
57、括自然環(huán)境和誘導(dǎo)環(huán)境。誘導(dǎo)環(huán)境指航天器或某些系統(tǒng)工作時誘發(fā)的環(huán)境,如失重、振動、沖擊等??臻g飛行環(huán)境主要是指真空、電磁輻射、高能粒子輻射、等離子和微流星體等所形成的飛行環(huán)境。地球空間環(huán)境包括地球高層大氣環(huán)境、電離層環(huán)境和磁環(huán)境。 3.從距離地表600km1 000km向外空間延伸,有一個磁層,磁層中存在著密集的高能帶電粒子輻射帶,稱“范艾倫輻射帶”,可引起航天器材料、器件和人體輻射損傷。4行星際空間是一個真空度極高的環(huán)境,存在著太陽連續(xù)發(fā)射的電磁輻射、爆發(fā)性的高能粒子輻射和穩(wěn)定的等離子體流(太陽風(fēng))。8國際標(biāo)準(zhǔn)大氣特點:大氣被看成完全氣體,服從氣體的狀態(tài)方程;以海平面的高度為零高度。9在海平面
58、上,大氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為:氣溫為 15;壓強(qiáng)為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;密度:1.225kg/m3;聲速為341m/s。 R是大氣氣體常數(shù),287.05J/kgK。10飛行器在空氣介質(zhì)中運(yùn)動時,飛行器的外形尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體分子的自由行程故在研究飛行器和大氣之間的相對運(yùn)動時,氣體分子之間的距離完全可以忽略不計,即把氣體看成是連續(xù)的介質(zhì)。11大氣的粘性力是相鄰大氣層之間相互運(yùn)動時產(chǎn)生的牽扯作用力,也稱大氣的內(nèi)摩擦力。 流體的粘性和溫度有一定關(guān)系,隨流體溫度的升高,氣體粘性增加,而液體的粘性則減小。12流體可壓縮性是指流體的壓強(qiáng)改變時其密度和體積也改變的性質(zhì)。13作用在飛機(jī)上的空氣動力包括升力和阻力兩部分。升力主要靠機(jī)翼來產(chǎn)生,并用來克服飛機(jī)自身的重力。而阻力要靠發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力來平衡,這樣才能保證飛機(jī)在空中水平等速直線飛行。 失速指的是隨著迎角的增大,升力也隨之增大,但當(dāng)迎角增大到一定程度時,氣流會從機(jī)翼前緣開始分離,尾部出現(xiàn)很大的渦流區(qū),使升力突然下降,阻力迅速增大。失速剛剛出現(xiàn)時的迎角稱為“臨界迎角”。14“增升裝置”,可以使飛機(jī)在盡可能小的速度下產(chǎn)生足夠的升力,提高飛機(jī)的起飛和著陸性能。飛機(jī)的增升裝置通常安裝在機(jī)翼的前緣和后緣位置,安裝在機(jī)翼后緣的增生裝置叫后緣襟翼(a,簡單式襟翼b,福勒式襟翼c,雙縫式襟翼)。 附面層控制裝置(附面層吹除裝置,附面層吸取裝置)。福勒式襟翼的三重功效
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