空气动力学大题

空气动力学大题（2）1什么是定常流以及什么是非常流？答：在流场中的任何一点处，流体微团的流动参数（速度、压力、温度、密度）随时间变化为非定常流。在流场中的任何一点处，流体微团的流动参数（速度、压力、温度、密度）不随时间变化为定常流。2同一流管：截面积大，流速小，压力大。截面积小，流速大，压力小.。3结合连续方程和伯努利方程可以得出结论：不可压缩、理想流体定常流动时，在管道剖面面积减小的地方，流速增大，流体的动压增大，静压减小。在管道剖面面积增大的地方，流速减小，流体的动压减小，静压增大。4附面层的特点附面层分为层流附面层和紊流附面层，层流在前，紊流在后。层流与紊流之间的过渡区称为转捩点。5摩擦阻力由于紧贴飞机表面的空气受到阻碍作用而流速降低到零，根据作用力与反作用力定律，飞机必然受到空气的反作用。这个反作用力与飞行方向相反，称为摩擦阻力。摩擦阻力是由于空气有粘性而产生的阻力，存在于附面层内。6减小摩擦阻力的措施采用层流翼型;附面层控制;保持机体表面的光滑清洁。尽可能减小飞机暴露在气流中的表面面积，也有助于减小摩擦阻力。7压差阻力是由处于流动空气中的物体的前后的压力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力减小飞机上的压差阻力的措施尽量减小飞机及各部件的迎风面积。应尽可能把暴露在气流中的所有部件都做成流线型飞行时，除了气动部件外其他部件的轴线应尽量与气流方向平行。8飞机的各个部件，如机翼、机身、尾翼的单独阻力之和小于把它们组合成一个整体所产生的阻力，这种由于各部件气流之间的相互干扰而产生的额外阻力，称为干扰阻力减小干扰阻力的措施适当安排各部件之间的相对位置。在部件结合处安装整流罩。使结合部位光滑，减小流管的收缩和扩张。9由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。增大机翼的展弦比;增设翼尖小翼采用梯形的机翼平面形状10结论总阻力随着速度增大，先增大后减小。诱导阻力是随着飞行速度的提高而逐渐减小。废阻力是随着速度的增加而增大。11相对厚度大，可以得到较大的升力系数；加大翼型的弯度，可以提高最大升力系数12当α<α临界，升力系数随迎角增大而增大。当α=α临界，升力系数为最大。当α>α临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。12压力中心：机翼气动力合力的作用点。随着迎角增大压心前移。失速后压心后移13相对厚度增加，最大升力系数增加，临界迎角减小前缘半径增加，临界迎角增加。展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎角越小。平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线斜率越大，临界迎角越小。翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临界迎角越大14在中小迎角范围，阻力系数随迎角增大而缓慢增大，飞机阻力主要为摩擦阻力。在迎角较大时，阻力系数随迎角增大而较快增大，飞机阻力主要为压差阻力和诱导阻力。在接近或超过临近迎角时，阻力系数随迎角的增大而急剧增大，飞机阻力主要为压差阻力。15飞机的失速速度飞机重量增加失速速度也会增加。提高最大升力系数可以减小失速速度。载荷系数越大，失速速度越大16压力中心：作用在机翼上的气动合力的作用点。17收缩的流管可以使亚音速气流加速，但却得不到超音速气流。为了使亚音速气流加速到超音速，必须使用先收缩后扩张的流管，这种形状的流管叫拉瓦尔喷管18如果飞机飞行速度不断提高，一直提高到在圆拱度最大的地方，其局部速度达到那里的局部音速，那么这时的飞机飞行速度就称为临界速度。与临界速度相对应的马赫数就称为临界马赫数。19因此攻角增大，临界马赫数将降低。反之，攻角减小，则临界马赫数提高。20如果飞机的飞行速度稍大于临界速度，机翼上就会出现一个局部超音速区，而在超音速区后面仍为亚音速气流。这样在超音速和亚音速流动之间会产生一个正激波，使超音速气流通过正激波减速增压，以突变的形式转变为亚音速气流，这个正激波称为“局部激波”。21激波失速VS大迎角失速飞机大迎角失速是由于迎角过大造成的，出现在大迎角飞行时；飞机的激波失速是由于飞行速度过大造成的，出现在大速度飞行时22类型马赫数机翼表面流场亚音速飞行Ma<=Ma临亚音速跨音速飞行Ma临<ma<=1.3既有亚音速又有超音速<bdsfid="117"p=""></ma<=1.3既有亚音速又有超音速<>超音速飞行Ma>1.3超音速23后掠机翼的作用可以提高临界马赫数;减小波阻;24纵轴OXt（滚转轴）立轴OYt（偏航轴）横轴OZt（俯仰轴）25巡航性能巡航速度;每千米耗油量最小的飞行速度航程;飞机在无风和不加油的条件下，连续飞行耗尽可用燃油时飞行的水平距离航时;飞机耗尽可用燃油时能持续飞行的时间26起飞距离从开始滑跑到飞机越过安全高度时所经过的水平距离。三个阶段：起飞滑跑加速、拉起离地和上升到安全高度影响因素：起飞重量，发动机推力，大气条件，增升装置的使用以及爬升角27增升装置的原理改变机翼剖面形状，加大翼型的弯度。增大机翼上下表面的压强差，提高升力系数。增大机翼面积，从而增大升力系数。控制机翼上的附面层，推迟机翼上表面气流分离。提高临界迎角值，提高升力系数28俯仰角θ偏航角ψ滚转角γ29飞机的稳定性是指：飞机受到小扰动（包括阵风扰动和操纵扰动）后，偏离原平衡状态，并在扰动消失后，飞行员不给于任何操纵，飞机自动恢复原平衡状态（包括最初响应—静稳定性问题，和最终响应—动稳定性问题）的特性。30飞机受到扰动，产生绕横轴（OZt）的偏转，飞机迎角变大或者变小，扰动消失后，不经驾驶员操纵，飞机能自动恢复到原飞行状态的能力叫纵向稳定性，也叫俯仰稳定性。31飞机受到扰动，产生绕纵轴（OXt）的滚转，扰动消失后，不经驾驶员操纵，飞机能自动恢复原飞行姿态的能力叫侧向稳定性，也称为滚转稳定性。32飞机受到扰动，产生绕立轴（OYt）的转动，扰动消失后，不经驾驶员操纵，飞机能自动恢复原飞行姿态的能力叫方向稳定性，也称航向稳定性33全机焦点：由于迎角的改变而引起的飞机气动升力增量的作用点。34飞机纵向静稳定性的条件全机焦点位于重心之后(X’F>X’W)：飞机是纵向静稳定的。全机焦点位于重心之前(X’F<="">全机焦点位于重心之上(X’F=X’W)：飞机具有纵向中立静稳定性。35飞机的纵向动稳定性研究的是飞机受到扰动后，恢复原飞行姿态的运动过程。36侧滑角引起的力矩——静稳定力矩滚转和偏航运动引起的力矩——阻尼力矩副翼偏转角引起的力矩——操纵力矩37飞机侧向静稳定性的条件飞机受到扰动，绕机体OX轴转动，产生了滚转角γ，造成侧滑时，如果由于侧滑角引起的滚转力矩与飞机滚转的方向相反，飞机就具有侧向静稳定性机翼上下位置和垂尾也能够使机翼产生侧向稳定力矩38飞机方向静稳定性的条件飞机具有方向静稳定性的条件，飞机受到扰动绕OY轴偏转，产生侧滑角β时，如果由于侧滑角引起的偏航力矩力图使飞机对准来流，消除侧滑角，飞机就具有方向静稳定性。39飞机的方向静稳定性方向稳定力矩主要是在飞机出现侧滑时由垂尾产生的。40飞机方向静稳定性的其他因素上反角和后掠角的设计等也能够使机翼产生方向稳定力矩。上反角使侧滑前翼迎角大，阻力大，从而产生方向稳定力矩。41由滚转运动引起的气动阻尼力矩中，机翼起主要作用；由偏航运动引起的气动阻尼力矩中，垂直尾翼起主要作用。42交叉力矩是指由滚转运动引起的偏航力矩和由偏航运动引起的滚转力矩。右滚——右机翼迎角增大，阻力增大——向右偏转的偏航力矩。右滚——垂尾产生向左侧的气动力——向右偏转的偏航力矩。左偏航——垂尾产生向左的气动力——向左横滚的滚转力矩。左偏航——左机翼升力减小，右机翼升力增大——向左的横滚滚转力矩。43在荷兰滚中，飞机的侧滑角、滚转角和偏航角的量级相同，而滚转、偏航运动的速度较小。各运动参数都随时间按振荡方式周期变化，形成飞机一面来回滚转，一面左右偏航，同时带有侧滑的振荡运动。44又把飞机的侧向静稳定性和方向静稳定性统称为横侧向静稳定性。45侧向静稳定性——机翼上反角和后掠角。方向静稳定性——垂尾面积及到飞机重心的力臂。偏航阻尼器——用在大型高速运输机上，防止荷兰滚46飞机的纵向操纵性是指飞行员操纵驾驶盘偏转升降舵后，飞机绕横轴转动而改变其迎角等飞行状态的特性。47飞机的横侧操纵性是指飞行员操纵副翼以后，飞机绕纵轴转动而改变其滚转角速度、坡度等飞行状态的特性。48飞机的方向操纵性是指飞行员操纵方向舵以后，飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角等飞行状态的特性。49飞机的纵向操纵性飞机的纵向操纵是指飞机绕横轴的俯仰操纵。它是通过向前或向后推拉驾驶杆，使升降舵向下或向上偏转，来实现飞机纵向操纵的目的。50飞机的重心前限重心前移，飞机的纵向静稳定性提高，操纵性能变坏，纵向平衡变差。从飞机纵向平衡和纵向操纵性能的要求对飞机重心最靠前的位置进行了限制。飞机重心后限重心后移，飞机的纵向稳定性减小，飞机对操纵的反应变灵敏。从飞机的纵向静稳定性和操纵灵敏度的要求对飞机重心最靠后的位置进行了限制51飞机的侧向操纵是指飞机绕纵轴的滚转运动。驾驶员通过向左或向右操纵驾驶杆来进行飞机的侧向操纵。52扰流板工作原理和作用扰流板一般安装在机翼下表面或上表面的襟翼之前，当副翼向上偏转到一定角度时，联动机构就起作用而将扰流板打开。当副翼继续偏转到某一角度时，扰流板就全部竖立在气流中。它全开时的最大高度，接近于该处的附面层厚度。有利于改善飞机的横侧操纵性能，或在飞行中使飞机减速，而且能提高飞机的起落性能。53飞机的方向操纵方向舵安装在垂直尾翼上的操纵面。规定当方向舵后缘向右偏转时（右偏航），δy为正值蹬右舵——方向舵后缘右偏——向左的侧向力——机头向右偏54飞机主操纵面上的附设装置主操纵面升降舵——俯仰操纵副翼——滚转操纵方向舵——偏航操纵1.升力、阻力各自的概念及产生的原因？答：克服飞机的重力把飞机托举在空中的力叫做升力，飞机的升力主要是由机翼来产生的，气流流过机翼表面时，在机翼上、下表面形成的压力差产生了升力。阻力是与飞机运动轨迹平行，与飞行速度方向相反的力，阻力阻碍飞机的飞行。阻力是由：摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力、诱导阻力共同产生的。2.层流附面层和紊流附面层的概念，以及转悷产生的原因？答：气流流过机体表面时，在前段附面层内，流体微团层次分明地沿机体表面向后流动，上下各层之间的微团相互不混淆，这就是层流附面层。后段附面层，气体微团除了向前流动外，还上下乱窜、互相掺和，已经分不清流动的层次了，这就形成了紊流附面层。转悷产生的原因：气流流过机体表面的距离越长，附面层越厚。机体表面过于粗糙、凹凸不平。3.影响升力和阻力的因素?答：升力公式：阻力公式：据公式可知影响升力和阻力的因素有：(1)空气密度、飞行速度和机翼面积；（2）升力系数和阻力系数。4.影响升力系数和阻力系数的因素有哪些？答：机翼的形状（机翼翼型、机翼平面形状）和迎角的大小都影响着升力系数和阻力系数。其中，增大翼型相对厚度和弯度可以提高升力系数，迎角增加，升力系数和阻力系数都会增加。5.临界迎角和飞机失速概念及影响因素对应最大升力系数的迎角叫临界迎角，也叫失速迎角。当迎角大于临界迎角时，升力系数急剧下降，阻力系数急剧增加，这种现象就叫做失速。有关飞机失速的结论:(1)飞机重量增加失速速度也会增加。(2)提高最大升力系数可以减小失速速度。(3)载荷系数越大，失速速度越大。6.临界马赫数及临界速度的概念？飞机飞行时，流过机翼表面各处的气流速度并不等于飞机的飞行速度，随着飞机飞行速度的不断提高，该点处的局部气流速度越来越高，局部音速越来越低，局部马赫数也越来越大，当局部马赫数达到了1，形成了等音速点。此时，飞机飞行的马赫数就叫临界马赫数，飞机飞行的速度就叫做临界速度。7.高速飞机的气动外形特点？采用薄翼型、有后掠机翼、采用小展弦比机翼、有涡流发生器和翼刀。8.増升原理和増升装置分别是什么？（1）改变改变机翼剖面形状，加大翼型的弯度。增大机翼上下表面的压强差，提高升力系数。（2）增大机翼面积，从而增大升力系数。（3控制机翼上的附面层，推迟机翼上表面气流分离。这些増升方法的原理是：提高临界迎角值，提高升力系数。増升装置：后缘襟翼，前缘襟翼，前缘缝翼以及控制附面层的増升装置。9.影响飞机纵向稳定性的因素：（1）握杆和松杆；（2）飞机实用重心和飞机焦点位置的变化。10.