航概复习知识要点

1、航概复习知识要点 作者: 日期: 航空航天概论要点 第一章航空航天发展概况 11 航空航天基本概念 航空：载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行运动。航空按英使用方向有军用航 空和民用航空之分。军用航空泛指用于军事目的的一切航空活动，主要包括作战、侦察、运 输、警戒、训练和联络救生等。民用航空泛指利用各类航空器为国民经济服务的非军事性飞 行活动。民用航空分为商业航空和通用航空两大类。航天是指载人或不载人的航天器在地球 大气层之外的航行活动，又称空间飞行或者宇宙航行。航天实际上又有军用和民用之分。 1.2 飞行器的分类、构成与功用 在地球大气层内、外飞行的器械称为飞行器.在大气层内飞行的飞行器

2、称为航空器. 航空器 轻于空气的航空器 气球 飞艇 重于空气的航空器 固定翼航空器 飞机 滑翔机 旋翼航空器 直升机 旋翼机 扑翼机 倾转旋翼机 航天器是指在地球大气层以外的宇宙空间，基本按照天体力学的规律运动的各类飞行器。 航夭器 无人航天器 人造地球卫星 科学卫星 应用卫星 技术试验卫星 空间探测器 月球探测器 行星和行星际探测器 皴人航天器 载人飞船 卫星式载人飞船 登月载人飞船 空间站 航天飞机 空天飞机 1. 3航空航天发展概况 17 8 3年6月5日，法国的蒙哥尔费兄弟用麻布制成的热气球完成了成功的升空表演。 18 5 2年,法国人H.書法尔在气球上安装了一台功率约为2 2 3 7

3、W的蒸汽机，用来带动 一个三叶螺旋桨,7吏其成为第一个可以操纵的气球，这就是最早的飞艇。 1 9 03年12月17日，弟弟奥维尔莱特，驾驶“飞行者” 1号进行了试飞，当天共飞行 了 4次，其中最长的一次在接近Imi n的时间里飞行了 260m的距离。这是人类历史上第一 次持续而有控制的动力飞行。 194 7年10月14日，美国X-1研究机，首次突破了声障”。 喷气式战斗机（我国习惯称歼击机）的更新换代代表了航空技术的发展历程。 代 特点 代衣机型 第代战斗机 高亚声速或低超音速、后掠翼、装涡喷发动机、 带航炮和空空火箭，后期装备第代空空导弹和机 栽雷达 米格J5、F-100 x米格 9 第二代

4、战斗机 小展弦比薄机翼和带加力的涡喷发动机，飞行速度 达到2倍声速，用第二代空空导弹取代了空空火箭 和第代空空导弹，配装有晶体管雷达的火控系 统。 F-4、米格2 1、幻影III 第三代战斗机 边条翼、前缘襟翼、翼身融合等先进气动布局以 及电传操纵和主动控制技术，装涡轮风扇发动机， 具有烏的亚声速机动性.配备多管速射航炮和先进 的中距和近距格斗导弹，般装有脉冲多普初雷 达和全天候火控系统，具有参目标跟踪和攻击能 力，平视显示器和和多功能显示器为主要的座舱 仪衣。第三代战斗机在突出中、低空机动性的同 时，可靠性、维修性和战斗生存性得到很人改善。 F-15. F-16.米格一29、苏 -27、幻影

5、-2 000 第四代战斗机 综合使用了隐身、航电、材料、发动机和气动设 计方面的最新技术成果发展而成，是种全面先进 的战术战斗机。 F-2 2. (F-35) 火箭之父:俄国的K齐奥尔科夫斯基 195 7年1 0月4日,世界上第一颗人造地球卫星从苏联的领土上成功发射。 1 9 69年7月20日，“阿波罗”1 1号飞船首次把两名航天员N.阿姆斯特朗和A 奥尔徳 林送上了月球表而。 1986年1月28日，“挑战者”号发射升空不久即爆炸，7划航天员全部罹难。 2 003年美国当地时间2月1日，载有7冬航天员的“哥伦比亚”号航天飞机结朿任务返 回地球，在着陆前16分钟发生意外，航天飞机解体坠毁，机上航

6、天员全部罹难。 1.4我国的航空航天工业 新中国自行设计并研制成功的第一架飞机是歼教lo 我国自行设计制造并投入成批生产和大量装备部队的第一种飞机是初教6。 我国第一架喷气式战斗机是歼5型飞机，是一种高亚声速歼击机。 歼6飞机是我国第一代超声速战斗机，可达1. 4倍声速。 我国第二代超声速战斗机包括歼7和歼8系列。 歼8系列飞机的研制成功，标志着我国的军用航空工业进入了一个自行研究、自行设计 和自行制造的新阶段。 歼10战斗机是我国自行研制的具有完全自主知识产权的第三代战斗机，实现了我国战斗 机从第二代向第刍弋的历史性跨越。 北京” 1号是新中国自行研制的第一架轻型旅客机。由北京航空航天大学的

7、前身北京 航空学院的师生设计、生产。 2007年2月26日，国务院正式批准我国大飞机国家重大专项立项实施，标志着我国大型 民用客机和大型运输机进入工程研制阶段。 1 97 0年4月24日21时35分,我国第一枚运载火箭“长征” 1号携带着中国的第一 颗人造地球卫星，从我国酒泉卫星发射场发射升空，10分钟后，卫星顺利进入轨道。 1970年4月24日，我国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红” 1号。 我国的气象卫星称为风云”系列。 我国成功研制和发射了 “北斗”导航定位卫星。 20 0 3年10月15日，“长征” 2号F运载火箭，托着我国第一艘载人飞船“神州” 5号胜 利升空。我国第一位航天员杨利

8、伟。 20 0 5年10月12日上午9时，搭载费俊龙和聂海胜两名中国航天员的“神州” 6号飞 船在酒泉卫星发射中心发射升空。 2007年1 0月24日18时05分，“嫦娥”1号月球探测卫星从西昌发射中心由“长征” 3号甲运载火箭成功发射。 20 0 8年9月25日21时10分“神州” 7号飞船发射，在轨期间，中国航天员翟志刚在 搭档刘伯明和景海鹏的协助下首次出仓进行太空行走，飞船飞行到第3 1圈时，成功释放伴 飞小卫星。 第二章。飞行环境及飞行原理 2.1飞行环境 飞行环境包括大气飞行环境和空间飞行环境。根据大气中温度随髙度的变化，可将大气 层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层5个层次

9、。 人气层 特点 对流层 气温随高度增加而降低；风向、风速经常变化;空气上下对流剧烈：有云、雨、雾、 雪等天气现象。对流层是天气变化最复杂的层，飞行中所遇到的各种天气变化几 乎都出现在这一层中。（最低） 平流层 空气沿铅垂方向的运动较弱，因而气流较平稳，能见度较好。（较低） 中间层 气温随高度升高而下降，且空气有相当强烈的铅垂方向的运动。（中间） 热层 空气密度极小，空气处于高度电离状态，温度随高度增高而上升。（次高） 散逸层 空气极其稀薄，大气分子不断地向星际空间逃逸。（最高） 连续性假设:研究飞行器和大气之间的相对运动时，气体分子之间的距离完全可以忽略 不计，即耙气体看成连续的介质。 大气

10、的粘性是空气在流动过程中表现出的一种物理性质，也叫做大气的内摩擦力。大气 的粘性，主要是气体分子作不规则运动的结果。 对于像空气这种内摩擦系数很小的流体，当物体在空气中的运动速度不是很大时，粘性 的作用也就不很明显，此时，可以采用理想流体模型来做理论分析。通常把不考虑粘性的流 体（即流体的内摩擦系数趋于零的流体），称为理想流体或无粘流体。 当气流的速度较小时，压强的变化星较小，其密度的变化也很小，因此在研究大气低速流动的有关问题时，叮以不考虑大气可压缩性的影响。但肖大气流动的速度较髙时，由于可 压缩性的影响，使猖大气以超声速流过飞行器表而时与低速流过飞行器表而时有很大的并 别，在某些方而甚至还

11、会发生质的变化。就必须考虑大气的可压缩性（气体的可压缩性是指 当气体的压强改变时其密度和体积改变的性质）。 声速是指声波在物体中传播的速度。声速的大小和传播介质有关。在对流层中,气温随 高度增加而降低，声速也随着降低。 马赫数Ma,衡疑空气被压缩程度的大小。Ma = -,v表示在一泄髙度上，飞行器的飞 a 行速度卫表示该处的声速。 根据Ma的大小，可以把飞行器的飞行速度划分为如下区域： Ma 0.4为低速飞行 0.4 v Ma 5.0为高超声速匕行 2.2 流动气体的基本规律 相对运动原理：“空气流动，物体不动”和“空气静止，物体运动”产生的空气动力效果 完全一样。只要物体和空气之间有相对运动

12、，就会在物体上产生空气动力。 可压缩流体沿管道流动的连续性方程:=6冬人2 =刘异3 =常数 不可压缩流体沿管道流动的连续性方程:V,A,= v2A2 = v3A3 =常数（A为所取 截面的而积） 不可压理想流体的伯努利方程:P+-亦=总压=常数，P =静压丄刖=动压 2 2 低速气流的流动特点：（此时近似认为不可压缩）A? %血 九则有。不变*2 V勺丿2 Pi o 髙速气流的流动特点：A2 V九则有Q Pl； 反之 4|,则有 a vpp2 2）,经济性好、耗油率低。 涡轮喷气发动机的工作状态：起飞状态、最大状态、额定状态、巡航状态、慢车状态（P1 6 5） 3.4火箭发动机 火箭发动机特

13、点:不仅自带燃烧剂，而且自带氧化剂，它既能在大气层内工作，也可在 大气层外的真空中工作。 火箭发动机的主要性能参数:推力、冲量和总冲、比冲 液体火箭发动机的组成和工作原理一一推进剂输送系统 挤压式输送系统是利用高压气体（压强为2 53 ONIPa）经减压阀减压（将压力降至 3 .55.5MP a ）后，进入氧化剂箱和燃烧剂箱。 泵式运送系统是利用涡轮泵提高来自贮箱的推进剂的压强,使推进剂按规泄的流量和压 强进入燃烧室。推进剂贮箱压强低，结构质星较轻，但系统结构复杂，一般用于推力大、工 作时间长的火箭发动机。 液体火箭发动机的主要优点是比冲高，推力范用大，能反复起动，较易控制推力的大小, 工作时

14、间较长，在航天器的推进系统中应用较多,但不宜长期存放在贮箱中。采用预包装技 术,可以很大程度上克服液体火箭发动机作战使用性能差的缺点。 固体火箭发动机的优缺点 优点 1. 结构比较简单，无复杂的推进剂输送系统和强制冷却系统，除推力向量控 制机构外无其他活动部件,可靠性较高； 2. 装有固体火箭发动机的导弹操作简单,发射准备工作和本身启动比液体火 箭发动机方便。 3. 固体推进剂性能稳泄，可以使装填状态下的固体火箭发动机在发射阵地上 长期贮存，适合战略使用要求。 缺点 1. 固体推进剂能量比液体推进剂低，比冲较小； 2. 装药的初始温度对燃烧室的压力和工作时间影响很大,且发动机工作时间较 第四章

15、飞行器机载设备 机载设备是各种测量传感器、各类显示仪表和显示器、导航系统、雷达系统、通讯系统、 自动控制系统、电源电气系统等设备和系统的统称。机载设备将飞行器的各个组成部分连接 起来，相当于飞行器的大脑、神经和指挥系统。它能帮助飞行员安全地、及时地、可靠地、 精确地操纵飞行器;保障飞行器的各项任务功能、战术技术性能的实现：自动地完成预左的 飞行任务（如自动导航，自动着陆等）;完成某些飞行员无法完成的操纵任务（如高难度的特技 飞行动作、危险状态自动攻击等）。 4 .1传感器、飞行器仪表与显示系统 飞行状态参数包括线运动参数和角运动参数。线运动参数包括飞行髙度、速度和线加速 度;角运动参数包括姿态

16、角、姿态角速度和姿态角加速度。 飞行高度的测量 绝对高度一一距实际海平面的垂直距离； 相对高度一一距选左的参考面（如起飞OR着陆的机场地平而）的垂直距离； 真实高度一一距飞行器正下方地而的垂直距离： 标准气压髙度一一距国际标准气压基准平而的垂直距离。 P 1 89.P191气压是髙度表及气压式空速表的原理 陀螺仪:定轴性、进动性 P19 8陀螺地平仪原理 机械仪表。 优点:结构相对简单，显示淸晰： 缺点:部件间存在摩擦影响显示精度；寿命短、易受振动、冲击的影响：在低亮度环境 中需要照明;不易实现综合显示。 电子显示系统优点： 1. 显示灵活多样，形象逼真，显示形式有字符、图形、表格等，并可以用

17、彩色显示。 2. 容易实现综合显示,所以减少了仪表数量，使仪表板布局简洁，便于观察： 3. 由于消除了机械仪表因摩擦、振动等引起的附加误差,显示精度显著提髙。 4. 釆用固态器件，寿命长，可靠性髙： 5. 随着集成化程度的提高，重量不断减轻，价格不断下降。 显示系统发展趋势： 彩色液晶显示器:重量轻、体积小、低功耗、高淸晰度和髙可靠性T大屏幕全景显示器 T语音进行指令控制 4.2飞行器导航系统 导航是把航空器、航天器、火箭和导弹等运动体从一个地方引导到目的地的过程。 目前常用的飞行器导航方式有:无线电导航、惯性导航、卫星导航、图像匹配导航和天 文导航等。 无线电导航系统（P 2 0 5208）

18、 1. 测向无线电导航系统-全向信标系统 2. 测距无线电导航系统 3. 测距差无线电导航系统 4. 测速无线电导航 惯性导航系统：平台式惯性导航系统、捷联式惯性导航系统（P210） 卫星导航系统:GPS系统共有24颗导航卫星，21颗主星3颗备份 图像匹配导航系统： 原理:预先将飞行器经过的地域，通过大气测量、航空摄影、卫星摄影或己有的地形图等 方法将地形数拯（主要是地形位置和髙度数据）制做成数字化地图，储存在飞行器的计算机 中。 图像匹配导航可以分为地形匹配导航和景象匹配导航两种。 43飞行器飞行控制系统 电传操纵系统是将飞行员的操纵动作通过微型操纵杆转变为电指令信号，由电缆传输到 信号处理

19、系统处理后，再控制执行机构输出力和位移，操纵气动舵而来驾驶飞行器。 目前主要采用余度技术提高电传操纵系统的可靠性。余度技术就是指在同一架飞行器上 并列着三套（或四套）相同（或相似）的电传操纵装置，通过il算机软件把它们组合在一起， 形成几个操纵通道。几套装置同时工作，互相监测,发现故障自动隔离有故障的通道，其余 通道继续正常工作，仍能保持原有的操纵性能，提高了系统的可靠性。 自动驾驶仪包括敏感元件、综合放大装置、执行装置三个部分。另外自动驾驶系统还包 括人工操纵指令输入装宜。 第五章飞行器的构造 5.1对飞行器结构的一般要求和常用的结构材料 飞行器结构就是飞行器各受力部件和支撑构件的总称。 对飞行器结构的一般要求： 1. 空气动力要求 2. 重疑和强度、刚度的要求 3. 使用维护要求 4. 工艺和经济性要求 飞行器结构采用