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3. 按发动机数量分: 4.
4. 按飞行速度分:
目前,多数喷气式客机为高亚音速飞机类型。 投入运营的超音速飞机:
(1)苏联研制的 图-144超音速客机
(2)英、法联合研制的 “协和”号超音速客机 5. 6.
5. 按客座数分: 6. 按机身直径分:
(二)通用航空飞机 1. 2. 3. 4.
1. 公务机 2. 农业机 3. 教练机 4. 多用途轻型飞机
三、民用航空器的使用概况和使用要求:
1. 1. 使用:98%以上为飞机,2%为直升机(短途运输、农业航空、空中摄影); 2. 2. 要求:
安全、快速、经济、舒适及符合环保要求。
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§2.2 飞行基本原理
一、飞机升力的产生
? ? 基本概念
(1)流体:包括气体和液体。
(2)稳定流动:流体的流动不随时间变化。
例:液体流过不同截面的容器,保持容器内液体表面位置不变,则液体的流动不随时间变化。 (一)伯努利定理 1. 1. 连续性定理
1 1 S1,v 2 S2,v2 ? ? 假设: (1) 流体流速不太高,则流体不可压缩,即在流体流动过程中,流体的密度不发生变化;
(2)流体没有渗漏。
? ? 在稳定流动条件下,由文氏管流动实验可知:
a) 流动是连续的,单位时间内进口处和出口处所流过的流体质量是相同的; 据此,进一步推导如下:
? ? 假设M1,M2分别为流体流经各截面处的质量,则有
M1=M2
(1)
又根据: 有:?1v1S1t??2v2S2t?v1s1?v2s2
所以有:
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式(2)又称为流体的连续性定理,其物理意义是: ? ? 单位时间流过各截面的流体质量相等;
(2)
? ? 流体的流速与管道截面积大小成反比(截面积大的地方流速小,截面积
小的地方流速大)。 2. 流体的伯努力定理 ?
? 几个定义:
(1)静压P:是流体作用在容器壁上的压强,是单位流体在静止时所具有的能量。
12?v(2)动压Q=2:是流体流动时在流动方向上所产生的压强,是单位流体内
包含的运动能量。
(3)总压P0:是单位流体内动能和静止能的总和。 ?
? 定理推导:
在流体流动中,它的能量包含动能和势能(压力能)两部分,根据能量守恒定律,如果把能量的损耗忽略不计,流体在各截面上的能量总和是不变的,所以有:
P1?11122?v1?P2??v2?P??v2222
(3)
即:P0?P?Q?常量 ?
? 讨论:根据式(2)和式(3),可以得到以下结论:
(1)在截面积小的地方流速大,截面积大的地方流速小(根据式2); (2)流速v大时(即动能大),静压小(势能小);流速小的地方静压大。(根据式3,可以理解成增加的动能来自于势能的减小)
(3)综合2,3,可得出:截面积小的地方静压小,即静压与截面积成正比。 (4)伯努力定理在低速稳定流动时比较适用,对高速流动时,只能做定性分析。(高速流动,气体则不能再视为不可压缩流体,同时其密度变化也不容忽略) ?
? 伯努力定理的应用——风洞实验
(二)飞机升力的产生 1. 1. 问题的提出:
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起点
狗和人的跑步速度谁更快?
终点
人和小狗比赛跑步,从起点同时出发,要求小狗和人同时到达终点,请问小
答案是:小狗快,因为小狗所走过的路程要比人走过的要长,则必然速度要更快一些,才能在同一时间与人一起到达终点。 2. 2. 类似地,我们可以分析飞机升力的产生原理:
V1, P1,P01
如下图所示:
气流经过机翼前缘时,被分成两部分:一部分从上表面流过,一部分从下表面流过。
根据连续性定理:流过上表面和下表面的气流在机翼前缘分离后,将在相同的时间到达机翼后缘并汇合。由于机翼上表面的弯曲弧度大,气流流经上表面所走过的路程要比下表面的长(这是由飞机翼型剖面的特点所决定的),类似于小狗与人速度的对比分析可知:
流过机翼上表面的速度(记为v1)比流过下表面的气流速度(记为v2)更快。即:v1?v2
根据伯努力定理:上、下表面的总压相等,即
P1?1122?v1?P2??v2?P022,
V2, P2, P02
所以有:
v1?v2?P1?P2
于相对气流方向的分量,就是升力。
3. 一些定义
(4)
这样,在机翼的上、下表面的静压不同,即产生了压力差。该压力差在垂直