【文章內(nèi)容簡介】 鍵的向題是克服 ‘ 音障 ’ 。 （ 3） 超音速： ≤M 。流過機翼表面的流場為超音速流場 。 重點解決的問題是：減小波阻和空氣動力加熱問題 。 提高臨界馬赫數(shù)的措施 層流翼型 ：較小的前緣半徑 、 翼型薄并扁平 ，上翼面氣流加速緩慢 、 壓力分布比較平坦降低了翼面最高點的局部速度 。 主要用于高亜音速飛機 。 超臨界翼型 ：較大的前緣半徑 、 上翼面比較平坦后部略向下彎 。 上翼面氣流加速更加緩慢 。即使出現(xiàn)局部激波則強度也弱并且靠后 ， 避免誘導(dǎo)激波分離 ， 具有好的跨音速特性 。 主要用于跨音速飛機 。 后掠機翼 ：機翼的后掠角為 x， 則流過翼型的有效速度 （ 垂直于機翼前緣或 1/4弦線的氣流速度 ） v = Vcosx。 式中 V—飛機迎面氣流相對速度 。 故提高了飛機的臨界馬赫數(shù) 。 從高亜音速到超音速飛機 ， 速度愈高采用的后掠角愈大 。 減小波阻的措施 波阻是超音速氣流通過激波消耗能量而引起的 。 正激波比斜激波的阻力大 。 超音速飛機多采用尖的頭部和尖前緣的 超音速翼型 （ 如菱形 ） ， 跨音速飛機上則使用 超臨界翼型 。 大后掠角 、 三角形和小展弦比的機翼 用于跨音速和超音速飛機上 。 渦流發(fā)生器 功用：裝于高亜音速和跨音速飛機的機翼上翼面上 ， 延緩氣流分離和提高安裝于機翼后緣舵面的操縱效率 。 工作原理：渦流發(fā)生器是一排沿翼展方向 、 垂直于翼面安裝的很短的翼型片 ， 位于副翼 （ 或方向舵 ） 的前方 。當(dāng)氣流流過這些垂直固定的 ? 小翼 ? 時 ， 會在其頂部產(chǎn)生渦流 。 渦流使外部高速氣流卷入原來較厚的附面層內(nèi) ， 從而使附面層減薄 、 沿翼型近表面的氣流流速加快 ， 達(dá)到適緩氣流分離的作用 。 高速飛機的附面層控制 —渦流發(fā)生器、翼刀 翼刀 構(gòu)造：一種較窄的 ‘ 刀條 ’ ，平行于飛機對稱面垂直安裝于后掠機翼或三角形機翼的上翼面上。 功用：在大迎角時阻止后掠翼表面氣流沿展向流動，避免翼梢部分附面層增厚，引起翼梢處氣流首先分離 。改善后掠翼飛機大迎角失速自動上仰的不良失速特性和提高副翼操縱效率。 超音速飛行時的空氣動力加熱 —熱障 空氣動力加熱機理： 空氣的粘性使附面層內(nèi)的空氣在流動中受到摩擦、阻滯和壓縮，把氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，對機體表面進行加熱。 ‘ 熱障 ’ 現(xiàn)象只有在超音速飛行時才有顯著的表現(xiàn)。 空氣動力加熱引起的后果： 在結(jié)構(gòu)中形成溫度梯度 —產(chǎn)生熱應(yīng)力。 結(jié)構(gòu)在高溫下工作 —降低受力構(gòu)件的強度和剛度，使 非金屬材料不能正常工作或損壞。 座艙溫度過高 —環(huán)境惡化，影響乘員和設(shè)備的正常工作。 飛行理論 飛機在空中運動的坐標(biāo)系 飛行時作用在飛機上的外載荷及其平衡方程 飛機的巡航飛行 起飛 著陸 飛機水平轉(zhuǎn)彎 等速爬升 等速下滑 飛機的增升裝置 機體坐標(biāo)系和地面坐標(biāo)系： .機體坐標(biāo)系：與機體固定，原點位于飛機重心處，坐標(biāo)軸方向按右手定則互相垂直。 x軸方向指向機頭 。y軸在飛機對稱平面內(nèi)。 .地面坐標(biāo)系：與地球表面固定，原點位于地面上的任一選定點，坐標(biāo)軸方向按右手定則互相垂直。 x軸指向地球表面上某一選定方向 。x軸和 z軸在水平面內(nèi) 。y軸鉛垂向上。 飛機在空中運動的坐標(biāo)系 飛機在空中運動的自由度： 空間一個剛體的運動，可以用其重心的質(zhì)點平移運動和繞其重心的旋轉(zhuǎn)運動兩種運動的疊加來描述。共有六個自由度：三個平移和三個轉(zhuǎn)動。 飛機重心運動軌跡代表整架飛機的運動軌跡。空間一個質(zhì)點的運動有三個平移自由度 。分別是沿地面坐標(biāo)系的 x、 y、 z 三個軸的平移運動。 機體繞重心的轉(zhuǎn)動運動有三個轉(zhuǎn)動自由度 。分別是繞機體坐標(biāo)系的 x、 y、 z 三個軸的轉(zhuǎn)動運動。 飛行時作用在飛機上的外載荷及其平衡方程 作用在飛機上的外力：重力、空氣動力（升力、阻力、側(cè)向力）和發(fā)動機推力。力是改變飛機重心平移運動狀態(tài)的原因。 力矩 ： 力矩是改變飛機繞重心轉(zhuǎn)動運動狀態(tài)的原因 。 ? 滾轉(zhuǎn)力矩：繞縱軸 x的力矩 ? 偏航力矩：繞立軸 y的力矩 ? 俯仰力矩：繞橫軸 z的力矩 飛機定常（等速直線）飛行時力的平衡方程：對機體坐標(biāo)系 三個力的平衡方程： ΣX=0,ΣY=0,ΣZ=0 三個力矩的平衡方程： ΣM X=0,ΣM Y=0,ΣM Z=0 飛機等速直線飛行 ： Y0=G P0=X0 過載系數(shù)的定義 飛機在某方向的除重力之外的外載荷與飛機重量的比值，稱為該方向的飛機重心過載系數(shù) ，用 n 表示。飛機在 y 軸方向的過載系數(shù)等于飛機升力 Y 與飛機重量 G 的比值 ynGYny ?飛機結(jié)構(gòu)強度主要取決于 Y軸方向的過載。 過載系數(shù)的大小和方向（正、負(fù)） 飛機的重心過載取決于飛行時升力的大小和方向。升力與 y 軸正向一致時取正號，反之則取負(fù)號。 飛行中遇到向下的強大突風(fēng)，可能使飛機升力向下，產(chǎn)生負(fù)過載。 飛機從平飛減速緩慢轉(zhuǎn)入下滑 ,過載是小于 的正數(shù)。 飛機從平飛突然推桿進入俯沖 ,可能產(chǎn)生負(fù)過載。 飛機從下滑急速拉起 ,可能產(chǎn)生很大的正過載。 飛機等速直線水平飛行，過載系數(shù)等于 。 ?過載系數(shù)的意義：過載系數(shù)的大小表示飛機受到外載荷的嚴(yán)重程度。 ?過載表：指示飛機實際的過載系數(shù)值。過載表指示數(shù)值過大，應(yīng)對機體結(jié)構(gòu)進行檢查，并記錄在飛機履歷本上。 飛機的巡航飛行 飛機巡航飛行應(yīng)滿足的平衡條件：升力等于重量、推力等于阻力。 * 平飛所需速度：飛機在某高度上保持平飛所需的升力（等于重量）對應(yīng)的飛行速度。 影響平飛所需速度的因素： 飛機重量 ：重量愈大所需速度愈高。 升力系數(shù) ：取決于飛機的迎角，迎角減小所需速度就高。 空氣密度 ：取決于飛行高度和大氣溫度，飛行高度高或氣溫高所需速度就高。 機翼面積 ：面積大所需速度就低。 * 平飛需用推力（或功率）：推力用于克服阻力，平飛需用推力取決于平飛所需速度對應(yīng)的飛機阻力。功率等于推力與速度的乘積。 G= 221 vSCYy ??飛機最大平飛速度 .飛機在某高度上的最大平飛速度，由飛機在該高度上平飛所需推力（由阻力確定）與發(fā)動機在額定狀態(tài)下的可用推力（由發(fā)動機性能確定）相等來求解。 .飛機的最大平飛速度隨高度增加而減?。òl(fā)動機的可用推力減?。? .剩余推力：發(fā)動機的可用推力大于飛機平飛所需推力的部分。剩余推力是飛機平飛加速和等速爬升的必要條件。 可用推力 .對飛機最大平飛速度的不同規(guī)定： @ 在發(fā)動機滿油門狀態(tài)下，飛機作水平直線飛行時所能達(dá)到的最高穩(wěn)定的飛行速度。 @ 在規(guī)定的油門狀態(tài)下，飛機所能達(dá)到的水平直線穩(wěn)定飛行的最高速度。 @ 民用運輸機：在飛機巡航高度上的最大平飛速度由所需推力和可用推力相等來確定，并據(jù)此給出結(jié)構(gòu)強度限制的最大允許動壓。其它高度上的最大平飛速度由最大允許動壓確定。 .限制飛機最大平飛速度的因素：發(fā)動機可用推力和飛機結(jié)構(gòu)強度。 飛機最小平飛速度 定義：飛機最小平飛速度是維持飛機水平直線穩(wěn)定飛行的最低速度。不同高度有不同的最小飛行速度，隨著高度的增加最小飛行速度增加。 限制最小平飛速度的因素： .最大升力系數(shù)。 .發(fā)動機的可用推力。 .飛機失速速度。 飛機的飛行包線 .定義：以飛行高度、飛行速度、載荷系數(shù)等飛行參數(shù)為坐標(biāo)，以飛行中的各種限制條件為邊界組成的一條封閉曲線。 .意義：代表飛機正常飛行中可能出現(xiàn)的各種參數(shù)的組合范圍。即飛機只要符合在曲線上和其包圍的范圍內(nèi)的任一點各參數(shù)的組合都可以正常飛行。 .兩種常用的飛行包線： @ 飛機的平飛包線：以各高度上的最小平飛速度和最大平飛速度曲線為邊界給出的飛機在各高度上的正常平飛速度范圍。 @ 速度 過載包線（機動包線和突風(fēng)包線）：以飛行速度和過載系數(shù)為坐標(biāo)，以最大和最小飛行速度，最大正、負(fù)過載系數(shù)為邊界畫出的飛行包線。它表示飛機結(jié)構(gòu)在不同飛行速度下的受載情況，是選取飛機結(jié)構(gòu)強度設(shè)計情況的依據(jù)。 巡航性能主要指標(biāo) 巡航速度：每千米耗油量最小對應(yīng)的飛行速度。飛機以此速度飛行可取得最大航程。 航程：飛機在無風(fēng)條件下，連續(xù)飛行耗盡可用燃油時飛行的水平距離。民航飛機一般用業(yè)載 航程曲線的形式給出。 航時（續(xù)航時間）：飛機在飛行中耗盡可用燃油時，持續(xù)飛行時間。 起飛 起飛定義：從起飛線開始，經(jīng)過滑跑 離地 爬升到安全高度（飛機高于起飛表面 —CCAR25）為止的全過程。 主要性能指標(biāo)：地面滑跑距離、離地速度和起飛距離。 影響起飛性能的主要因素：起飛重量、大氣條件（密度、風(fēng)向等）、離地時的迎角、增升裝置的使用、發(fā)動機的推力及爬升階段爬升角的選擇等。 i 著陸 定義：安全高度（高于著陸表面 15米 —CCAR25）下滑 拉平 平飛減速 飄落觸地 滑跑停機，五個階段的全過程。 主要性能指標(biāo)：接地速度、著陸滑跑距離和著陸距離。 影響著陸性能的主要因素：著陸重量、大氣條件（密度、風(fēng)向等）、接地時的迎角（正常應(yīng)取允許的最大值）