民航概论（教学PPT）B.ppt

3 飞机基本构造 硬壳式机身 3 飞机基本构造 大型客机机身结构 尾椎 机鼻 机身前段 机身中段 机身后段 3 飞机基本构造 机身中段 3 飞机基本构造 客舱布局 3 飞机基本构造 起落装置 3 飞机基本构造 后三点式 主轮位于飞机重心之前且靠近重心位置 优点 结构简单 重量轻 缺点 飞行员起飞着陆视野差 易发生 倒立 转弯不灵活 3 飞机基本构造 前三点式 主轮位于飞机重心之后 前轮位于机头部下方 优点 高速着陆时安全性高 飞行员视野好 允许剧烈制动 缺点 前起落架受力大 结构复杂 高速滑跑时 前轮会出现摆振现象 3 飞机基本构造 自行车式 主轮纵向排列在飞机重心前后 在两侧翼下设有辅助轮 适用于上单翼飞机或起落架难以收藏的飞机 3 飞机基本构造 起落架的结构 3 飞机基本构造 起落架的结构 单侧斜撑式起落架 构架式起落架 3 飞机基本构造 辅助起落装置 起飞 增升装置 起飞助推火箭 弹射装置 着陆 减速伞 反推力装置 拦阻索 3 飞机基本构造 辅助起落装置 飞机弹射器 3 飞机基本构造 辅助起落装置 减速伞 3 飞机基本构造 辅助起落装置 拦阻索 3 飞机基本构造 辅助起落装置 反推装置 发动机 动力装置 发动机 航空发动机的分类 发动机 火箭喷气式发动机 火箭发动机工作不依赖空气 因此在大气层内外都可以使用 按所喷气流动能来源的不同 又可分为化学火箭发动机 液体火箭发动机 固体火箭发动机 固 液混合发动机 和非化学火箭发动机 电火箭发动机 核火箭发动机 发动机 活塞式发动机 活塞式发动机是利用汽油与空气在密闭容器内混合燃烧 膨胀做功 从而带动螺旋桨转动 由螺旋桨推动空气向后流动而获得拉 推 力 故活塞式发动机必须与螺旋桨配合才能将化学能转化成飞机所需的推动力 航空活塞式发动机的工作原理与汽车上的活塞式发动机工作原理相同 结构相似 发动机 四冲程活塞式发动机工作原理 发动机 螺旋桨 活塞带动曲轴旋转 曲轴经过减速器带动螺旋桨转动 发动机 活塞发动机冷却方式 液冷式 由循环流经气缸的冷却液将发动机热量带走 结构较为复杂 冷却效果好 气缸一般为直线排列或v形排列 气冷式 由飞行时的气流直接流经气缸表面将热量带走 气缸以曲轴为中心对称排列 呈星形 故称星形发动机 结构简单 但风阻大 发动机 活塞式发动机 优点 结构简单 造价低 耗油率低 噪音小 燃料燃烧充分 污染小 缺点 功率小 无法实现超音速飞行 发动机 空气喷气式发动机 发动机 涡轮喷气式发动机原理 发动机 涡轮喷气式发动机 涡轮喷气式发动机主要由五部分组成 进气道 压气机 燃烧室 涡轮 尾喷管 其中 压气机 燃烧室 涡轮 称为核心机 发动机 涡轮喷气式发动机 进气道 进气道主要用来整理进入发动机的气流 消除漩涡 保证发动机始终能获得平稳的进气 按飞行速度不同 可分为亚音速进气道与超音速进气道 发动机 涡轮喷气式发动机 压气机 压气机的作用 将进入发动机的空气压力提高 为后面的燃烧室提供高压空气 以提高发动机热力循环的效率 压气机可分为离心式压气机与轴流式压气机 发动机 涡轮喷气式发动机 压气机 离心式压气机 离心叶轮高速旋转 由导流器进入叶轮中心的空气在离心力作用下 被甩向外围出口 而获得较大的压力与速度 缺点 增压比小 叶轮直径大 发动机 涡轮喷气式发动机 压气机 轴流式压气机 主要由不旋转的静子以及高速旋转的转子组成 气流流经转子后压力 速度 温度都增高 然后再经静子的再次整流 进入下一级转子 优点 增压比高 发动机 涡轮喷气式发动机 压气机 轴流式压气机的静子与转子 转子 静子 发动机 涡轮喷气式发动机 燃烧室 燃烧室 高压空气与燃油混合后燃烧 将燃料的化学能释放转变为内能 气体温度和压力急剧增高 高速冲向后面的涡轮 发动机 涡轮喷气式发动机 涡轮 涡轮 从燃烧室流来的高温高压气体冲击涡轮 使其高速旋转 将气流的一部分能量转化成机械能 通过涡轮轴输出到其它装置 发动机 涡轮喷气式发动机 涡轮 涡轮 类似压气机 也是由不动的静子 也叫涡轮导向器 与转动的转子组成 涡轮转速极高 且处于高温高压的工作环境下 故必须采用高强度耐高温耐腐蚀的材料制造 另外还要采取必要的冷却措施 发动机 涡轮喷气式发动机 加力燃烧室 加力燃烧室 流经涡轮后的气流中还含有部分氧气 故可以在加力燃烧室中再次向气流中喷射燃油燃烧 以进一步提高喷管出口燃气的速度 使推力得以进一步加大 通常用于帮助飞机突破音障 发动机 涡轮喷气式发动机 尾喷管 尾喷管 发动机的排气系统 主要将涡轮排出的仍具有一定能量的燃气膨胀加速 以较大的速度排出发动机 以产生推力 发动机 涡轮喷气式发动机 尾喷管 反推力装置 改变尾气排放方向 以缩短飞机着陆滑跑距离 发动机 涡轮喷气式发动机 尾喷管 转向喷管 发动机 涡轮喷气式发动机 尾喷管 矢量喷管 发动机 涡轮风扇式发动机 在涡轮喷气式发动机基础上 在高压涡轮之后增加了低压涡轮 并由低压涡轮驱动压气机前方的风扇 风扇转动 形成的高速气流一部分进入内涵道到达压气机 另一部分进入外涵道 并向后直接从外涵道喷管排出或与内涵到气流在涡轮处混合后再一起排出 发动机的总推力为内外涵道推力之和 发动机 涡轮风扇式发动机 外涵道与内涵道气流流量之比称为涵道比 它对发动机油耗 推重比都有很大影响 不同用途的飞机应选用不同涵道比的涡扇发动机 通常涵道比越大 经济性越好 同时噪音也越小 通常民用飞机采用大涵道比 4 10 发动机 而军用飞机采用小涵道比 1 的发动机 小涵道比 大涵道比 发动机 涡轮风扇式发动机 涡轮风扇发动机的风扇可以吸入大量空气 使进入发动机的空气总量增加 虽然燃气出口速度相比涡喷发动机有所下降 但燃气流量与出口速度的总乘积 总推力 却得到提高 在相同燃油消耗率的前提下 可获得比涡喷发动机更大的推力 因此经济性较涡喷发动机更佳 涡扇发动机特别适合高亚音速飞行 因此尤其适合当今的大型民航飞机使用 但由于其迎风面积大 高速时阻力大 不适合高马赫数飞行 故高速飞行性能较涡喷发动机差 发动机 涡轮螺旋桨式发动机 在涡轮喷气式发动机基础上 将涡轮上的动力一部分传到前级的压气机 另一部分通过动力轴传到前端减速器 经过减速器减速 驱动螺旋桨旋转 可以看成是一种去掉了外涵道机匣的高涵道比涡扇发动机 提供给飞机的动力来源于螺旋桨产生的拉力与涡轮出口燃气提供的少量推力 其中螺旋桨产生的拉力约占总推力的90 发动机 涡轮螺旋桨式发动机 涡轮螺旋桨发动机既有涡喷发动机体积小 功率大的优点 又有活塞式发动机经济性好的优点 比活塞式发动机重量更轻 振动更小 适应飞行高度更高 比涡喷与涡扇发动机耗油率更低 起飞推力更大 但由于螺旋桨特性 螺旋桨叶尖先出现激波 的限制 一般飞行速度不能超过800公里 小时 缺点 螺旋桨直径大 安装位置高 发动机 涡轮桨扇式发动机 由于螺旋桨的效率会随着高度的增加迅速降低 大直径的螺旋桨极易遇到叶尖激波问题 故发展出涡轮桨扇式发动机 螺旋桨放置在发动机后部 螺旋桨仍由涡轮带动动力轴驱动 由涡轮排除的高压高速尾气向后流经螺旋桨叶片 使螺旋桨效率更高 能以较小的直径就获得足够的推力 因而使叶尖更晚出现激波 故飞机可以获得更高的飞行速度 发动机 涡轮桨扇式发动机 通常采用两组旋转方向相反的小直径螺旋桨一起工作 以获得更高效率 螺旋桨叶片较薄且后掠 以减小激波强度延缓激波出现 桨扇发动机在高亚音速段较之涡扇发动机推进效率更高 油耗更低 相比涡轮螺旋桨发动机功率更大 工作高度更高 速度更快 发动机 涡轮轴式发动机 涡轮轴式发动机是专用于直升机的动力装置 其结构与涡轮螺旋桨式发动机非常相似 不同的是燃气的可用能量基本全部被转化成涡轮的轴功率输出到减速器 经减速器减速后带动直升机旋翼与尾桨转动 发动机 涡轮轴式发动机 涡轮轴式发动机输出功率比活塞式发动机更高 工作飞行高度也更高 体积更小 更容易在直升机上安放 但耗油率较大 发动机 涡轮轴式发动机 由于直升机旋翼在地面附近转动时会扬起地面的灰尘碎石等 如果进入发动机会严重损坏发动机内部机构 故在进气道前要安装滤网或粒子分离装置来阻隔这些外来物进入发动机 发动机 冲压喷气式发动机 冲压式喷气发动机原理与涡喷发动机一样 但是取消了前端的压气机 靠飞行器高速飞行时的气流进入进气道后被阻滞减速 从而静压增高实现给空气加压的功能 冲压式发动机结构简单 主要包括 进气道 扩压器 燃烧室和尾喷管三个部分 发动机 冲压喷气式发动机 冲压式喷气发动机热效率高 结构简单 重量轻 成本低 特别适合高音速和超高音速飞行 但其无法在静止状态或低速状态下启动 需要借助其他动力装置 如火箭 使飞行器达到较高飞行速度后才能启动 发动机 涡轮 冲压喷气式发动机 低速时气流由内涵道流入压气机 上图 发动机工作在涡轮喷气方式下 高速时气流被直接引入到燃烧室 下图 发动机工作在冲压喷气方式 发动机 脉动式发动机 脉动式发动机是将空气与燃油间歇性的供入燃烧室的无压气机的喷气式发动机 进气由前端的进气活门控制 活门打开 空气进入燃烧室 之后活门关闭 同时向空气中注入燃油并点燃 气体膨胀高速喷出 产生推力 之后再重复上述两个过程 发动机 脉动式发动机 脉动式发动机可以自身启动 结构简单 重量低 但只适合低速飞行 飞行高度有限 振动较大 油耗较高 民用航空 民用航空的形成与发展 1903 莱特兄弟实现人类驾驶重于空气飞行器的飞行 1914 1918 一次大战极大推动了航空技术的发展 1919 38个国家签署 巴黎公约 是世界上第一部国家间的航空法 国际航空运输协会 iata 成立 标志民用航空正式开始 1939 1945 第二次世界大战再次极大的推动航空技术的发展 为战后民航大发展奠定了基础 1944 54个国家签署了国际民用航空公约 奠定了现代世界国际航空法的基础 1947 国际民航组织成立 实现了世界范围内民航的统一管理与协调 1952 第一种喷气式客机 英国 彗星号 喷气式客机投入使用 随着之后美苏的波音707 图 104等飞机的相继投入使用 民航喷气时代正式开始 民用航空的形成与发展 1969 1970 波音747与协和式超音速客机相继投入运营 标志着民航客机向着大型化 高速化发展 1978 1990 全球各国陆续开始放松航空管制 极大的促进了航空公司的竞争 使民航运输效率更高 成本更低 民航运输演变为大众化的运输方式 1990至今 民航已发展成为一个巨大的国际性行业 对各国的经济发展都起到举足轻重的作用 未来的展望 民航系统将在结构与运营方式上进一步改革以适应全球一体化的要求 同时随着航空技术的发展以及为满足环境保护的要求 民航将在保证舒适性安全性的同时 提供更多服务内容 减少自然资源的消耗 降低噪音与燃气污染 新中国民航的发展 1949 1978 民航局从属于空军的领导 是一个半军事化的行业 主要服务于各项政治与军事目的 民航运输的发展受到了很大的制约 1978 1987 民航正式从军队的领导下转为政府领导 成为一个从事经济发展的业务部门 民航开始走上现代化发展道路 1987 1997 民航总局决定把航空公司 机场 行政管理当局分离 分别进行经营和管理 航空公司自主经营 允许地方创办航空公司 形成竞争 民航运输得到了超常规速度的发展 1997至今 颁布了 中华人民共和国航空法 初步建立了我国民航的基本法律体系 2002年开始 允许民营资本经办航空公司 未来的展望 从航空大国转变为航空强国 航空周转量达到世界第二 提高机场密度 加强支线航空与通用航空 建成现代化空中交通管理系统 民用航空的定义与类别 定义 使用各类航空器从事除了军事性质 包括国防 警察 海关等 以外的所有的航空活动称为民用航空 民用航空与航空制造都是航空的一部分 商业航空 也称航空运输 是指以航空器进行经营性的客货运输的航空活动 它是一种商业活动 以盈利为主要目的 同时也是交通运输的一个组成部门 通用航空 除商业航空以外的民用航空活动统称为通用航空 这些航空活动本身并不以直接获利为目的 通用航空内容广泛 大致可分为两类 1 航空作业 2 其他类通用航空 1 航空作业 指利用航空器进行专业性的工作 提供专业性操作 为工业 农业等其他行业进行所需的航空服务 工业航空 航空摄影 航空遥感 航空测绘 农业航空 森林灭火 播撒农药 飞机播种 其他领域 空中巡逻 救援 医疗 2 其他类通用航空 指除了航空作业以外的各类航空活动 公务航空个人飞行飞行训练航空体育活动 跳伞 动力伞 无动力滑翔 民用航空的组成部分 民用航空由四大部分组成 民用航空的组成部分 1 政府管理部门 指独立设立的专门管理民航事物的政府机构 我国是由中国民用航空总局来负责管理 职责 制定民用航空法规 管理监督进行民用航空的企业 组织与个人 审核民用航空器的生产 使用等 2 民航企业 指从事和民航也有关的各类企业 其中最主要的是航空运输企业 航空运输企业 航空公司 的主要活动包括两部分 一 航空器的使用维修和管理 二 公司的经营和销售 民用航空的组成部分 3 民航机场 是民用航空与社会的物理结合点 同时也是一个地区的公众服务设施 它既带有盈利的企业性质 同时也带有为公众服务的事业性质 以航空运输服务为主要目的的机场称为航空港 空港 4 参与航空活动的组织与个人 包括飞行学校 通用航空公司 为通用航空公司服务的各类企业 航空研究院所 航空体育活动单位 拥有飞机的组织或个人 航空运输 一 航空运输的特点 1 高速 不受地形限制 舒适安全 2 成本高 受天气影响大 货物体积重量受限 800公里以上的距离有明显优势 800公里以下易受到高速铁路与公路交通的影响 3 受政府政策影响大 4 高投入 高成本行业 5 风险大 竞争性高 6 技术更新快 7 航空器制造厂家对航空器使用的全寿命负责 航空运输 二 航线与航线网航线 airway 是飞机预定要飞行的线路 飞机在任何两个地点间确定的飞行路线 航路 airroute 是由航空主管当局批准建立的一条由导航系统划定的空域构成的空中通道 在这个通路上空中交通管理机构提供必要的空中交通管制和航行情报服务 民航飞机的航线都是沿着航路建立的 航空运输 二 航线与航线网航线的种类 1 国际航线 连接两个或两个以上国家的航线 2 国内航线 一个国家内部的航线 又分为干线 支线和地方航线 干线 连接国内航空运输中心的航线 航线起止点都是重要交通中心 支线 指各中小城市和交通中心联系起来的航线 地方航线 把中小地区内部各点之间连接起来的客流量很小的航线 3 地区航线 与特殊地区连接的航线 比如国内与港 澳 台地区的航线 航空运输 二 航线与航线网航线网 把航线互相连接 成为一个网络来最大限度的利用航路 航线网主要有城市对 citypair 型和中心辐射 hub spoke 型两种 1 城市对型 即两个城市间开通往返航班 把城市两两连接起来组成一个航线网 优点 操作简单 航线互不相关 控制容易 缺点 对航路资源和旅客资源不能有效的组织和利用 航空运输 二 航线与航线网2 中心辐射性 航空公司选择几个大的交通中心作为它的中心枢纽航站 由这些中心构成航线网的骨架 其他中小城市和相距较近的枢纽航站设立支线 优点 有利于中小城市的长途旅行 充分利用了航路和旅客资源 缺点 加重了枢纽航站的高峰负荷 大城市间长途旅行增加了换机次数 航空运输 三 航班定义 飞机从始发航站起飞 有时需要经过中间的经停站 最后到达终点站的经营性运输飞行叫做航班 航班的分类 1 按经营区域划分 国际航班 国内航班 地区航班 2 按经营时间划分 定期航班 不定期航班 定期航班 又分为长定期航班及季节性定期航班 长定期航班 航班执行时间为两年 在此期间 班次 时刻 航班号不能随意更改 无论旅客人数多少都要执行该航班 季节性定期航班 根据季节不同对航班的时刻 班次进行适当更改安排 不定期航班 也称为包机飞行 是临时性的没有固定时刻表的运输飞行 航空运输 四 航空货运劣势 运价高 定价复杂 不适合大体积大重量货物 优势 速度快 适用于急用货物 不宜久存的货物 快递包裹等对时间敏感的货物 航空集装运输 采用集装器运输可以提高工作效率 减少差错 减少货物破损 节省包装材料 充分利用飞机货舱空间 飞机集装器有集装箱 集装板 集装棚 航空运输 五 航空运输企业1 企业组织结构 航空运输 五 航空运输企业1 企业组织结构 a 行政部门 航空公司的核心管理部门 一般包括财务部 信息服务部门 人事部门 计划部门 公关部门 法律部门等 b 航务部门 负责处理公司有关飞行的所有事务 一般包括 空中交通安全部门 飞行程序与训练部门 飞行签派部门 飞行签派部门 组织安排公司内航空器的放行和整个运行 其与空中交通服务部门合作保证本公司航班有序执行 工作的主要内容包括 i 制定飞行计划 并根据飞行计划组织安排机务 飞行 油料等部门 ii 将飞行计划提交空中交通管制部门 获得飞行许可 iii 航班起飞前签发放行许可单 在飞行中与各机场当局 航行服务部门密切联系 直到完成飞行任务为止 放行许可单 航班飞行前1小时签发 包括飞机载荷 旅客数量 燃油量 航路信息 航路气象 飞行高度等信息 航空运输 五 航空运输企业1 企业组织结构 c 工程维修部门 负责保持飞机处于适航和完好状态 保证航空器能够安全运行 适航 航空器符合民航当局的有关适航标准和规定 完好 航空器保持美观和舒适的内外部形象和装修 维修部门分为两级 1 基地维修 进行内场维修 负责飞机大修或高级定期维修 2 航线维修 也称外场维修 分为航线维护和初级定期检修 航线维护包括 航行前 航行后和过站维护 定期维修一般按飞机飞行小时数或起落次数分为a b c d等级别 一般a b c称为低级检修 通常在外场进行 飞机中检和d检称为高级定期检查 是飞机长期运行后的全面检修 d检的时间间隔一般超过1万飞行小时 航空运输 五 航空运输企业1 企业组织结构 d 运输营销部门 管理公司整个运输的销售 集散和服务环节 包括广告和市场部门 饮食服务部门 运输服务部门 乘务人员管理机构 销售部门 各场区的办事处等 航空运输 五 航空运输企业飞机的采购与租赁 1 飞机的采购可由国家拨款 航空公司自筹资金 或发行债券 增发股票 或向机构进行中长期借款 飞机的采购 所需资金巨大 风险较高 2 20世纪80年代后 各航空公司逐步开始采用飞机租赁的形式 租赁的好处 不必筹集大笔资金就可以取得设备的使用权 并可采用先进机型 避免保留过时设备 又避免了金融波动的风险 租赁的种类 a 经营性租赁b 融资性租赁经营性租赁 主要用于临时性满足运输需要 或是航空公司在经营初期获取飞机使用经验的一种低成本解决方式 承租人向租用人支付租金以换取飞机的使用权 又分为 干租 和 湿租 两种形式 融资性租赁 承租人和供货方共同向出租人融资 签订长期租赁合同 航空运输 主要客 货机型 目前世界上主流干线飞机市场由美国波音 boeing 和欧洲空中客车公司 airbus 所垄断 航空运输 主要客 货机型 波音 b747最大载客 550人mtow 394 600kg 航空运输 主要客 货机型 波音 b777最大载客 440人mtow 267 622kg 航空运输 主要客 货机型 波音 b737 世界上最广泛使用的单通道双发中程宽体客机 最大载客 180人mtow 61 275kg 航空运输 主要客 货机型 波音 b787 尚未交付 最大载客 289人mtow 226 800kg 航空运输 主要客 货机型 空客 a380最大载客 815人mtow 560 000kg 航空运输 主要客 货机型 空客 a340最大载客 420人mtow 253 500kg 航空运输 主要客 货机型 空客 a330最大载客 412人mtow 233 000kg 航空运输 主要客 货机型 空客 a320最大载客 179人mtow 72 000kg 航空运输 主要客 货机型 空客 a320系列 a321a320a319a318 航空运输 主要客 货机型 支线客机 erj 145 巴西工业公司 最大载客