空气动力学与飞行原理电子教案3-4-局部激波

教案

授课主题局部激波课程类型授课班级授课教师地点课时/累计审核/日期批准/日期A(理论)2/26配套课件号教案版本号教学目标/考核要素素质目标知识目标能力目标1.具有良好的自我学习习惯；2.具备严谨认真的科学态度。1.掌握局部激波的形成及发展过程；2.了解飞行速度阶段的划分。1.能够解释局部激波的形成及发展过程；2.能说出飞行速度阶段的划分。航空维修职业素养、机务作风教育以及课程思政要素局部激波的形成及发展过程：严谨科学的专业精神。重点、难点及其解决方法重点：1.局部激波的形成及发展过程；2.飞行速度阶段的划分。难点：局部激波的形成及发展过程。解决方法：1.运用相关视频引导学生自主思考；2.分步骤详解。教学过程设计概述序号教学环节主题内容信息化资源时间教学方法1课程回顾1.飞机头部激波的形成原理；2.激波前后参数关系；3.激波的影响因素。10min提问法2新课导入通过相关视频，引出局部激波的概念。专业资源库视频10min视频引入法3讲授内容1临界M数专业资源库ppt10min视频演示法4讲授内容2局部激波的形成专业资源库视频20min互动讲解法5讲授内容3局部激波的发展专业资源库视频20min互动讲解法6讲授内容3飞行速度阶段的划分专业资源库视频10min互动讲解法7课堂小结1.局部激波的形成及发展过程；2.飞行速度阶段的划分。5min陈述法8布置作业布置作业及预习内容。5min陈述法

教学过程备注局部激波90min主题内容一：课程回顾1.飞机头部激波的形成原理；2.激波前后参数关系；3.激波的影响因素。10min主题内容二：导入新课通过提问，引出临界马赫数的概念，进一步通过相关视频，引出局部激波的概念。10min主题内容三：临界M数当飞行速度增大到使机翼表面喉管处的局部气流速度等于该点局部音速时，此时飞行速度叫临界飞行速度（），如图3—24所示。临界角飞行速度与飞机所在高度的音速（）之比，叫做临界飞行M数（），简称临界M数。即的大小与机翼的形状、迎角有关。例如，机翼上表面弯曲程度越大或迎角越大，则机翼上表面的流管越细，局部流速越大、局部音速越小。所以在较小的飞行速度下，喉管处流速加速到等于该点的音速，因而临界M数变小，反之，机翼表面弯曲程度越小或迎角越小，则临界M数越大。10min主题内容四：局部激波的形成产生激波必须具备两个条件：其一，必须有超音速气流；其二，超音速气流必须受到阻滞。机翼表面局部激波形成，同样也必须这两个条件。当飞行M数超过临界M数以后，在机翼上表面等音速点的后面，由于流管扩散，空气将继续加速而超过音速，从而在机翼表面形成一个超音速区。在局部超音速区内，由于气流不断膨胀加速，压力不断下降，以致压力远小于外界大气压力，而机翼后边的压力却接近于大气压力，这样在机翼上表面的后部存在着一个较大的反压。当局部超音速气流流向机翼后缘时，将受到后边高压的阻滞，流速突然降低、压力突然升高，形成强压缩波。这个压强波将逆局部超音速气流向前传播。随着强压缩波的向前传播，其传播速度逐渐减小。当前压缩波的传播速度减小到与某处局部超音速气流速度相等时，强压缩波便稳定在此位置上，这个稳定在机翼表面上使气流参数发生突然变的分界面就是局部激波（见图3—25）。局部超音速气流通过局部激波后，其流速突然降为亚音速，压力、密度、温度均突然升高。20min主题内容五：局部激波的发展下面以一个接近对称的薄翼型，在2°迎角下的实验结果（图3—26）为例，来说明局部激波随M数增大而发展的一般规律。该翼型2°迎角下的临界M数约为0.73。由于翼型有一定的正迎角，所以翼型上表面的局部气流速度比下表面的局部气流速度大，并且上表面流管最细处的位置比下表面靠前。因此，当来流M数超过翼型的临界M数以后，首先在翼型上表面产生局部超音速区和局部激波，M数增大到一定程度后，翼型下表面的中后部才会出现局部超音速区和局部激波。这就是说，随来流M数由小到大的增加，上表面产生局部激波的时机早，下表面产生局部激波的时机晚，上表面开始产生局部激波的位置靠前，下表面开始产生局部激波的位置。见图3—26（A）~（C）来流M数增大时，局部超音速区内的气流速度也随之加快，于是波前的局部部超音速气流的速度，就会大于局部激波的向前传播速度，迫使局部激波向后移动。随着来流M数的增大，局部激波后移的同时，等音速向前移动，局部超音速区不断扩大。20min主题内容六：飞行速度阶段的划分复习本节重点知识：1.局部激波的形成及发展过程；2.飞行速度阶段的划分。10min主题内容