2.4.4高速飞行的特点 - 高速飞行的特点

2015年10月航空航天概论第2章飞行环境及飞行原理2.4高速飞机的特点2.4.1弱扰动波的传播

2.4.2激波超音速飞行时空气被压缩成薄层空气气流通过时受到强阻滞，速度急剧减小，压力、温度和密度急剧增大点击播放正激波：波面与气流方向接近于垂直，最强的激波，激波阻力最大。斜激波：波面沿气流方向倾斜，激波较弱2.4.3临界马赫数来流为亚音速时，机翼上表面某点的当地流速出现等音速点，此时来流速度称为临界马赫数超过临界马赫数，激波阻力大幅增加。临界马赫数是翼型以及飞机设计中的重要参数，决定高亚音速飞机设计水平。飞机设计时如何减激波阻力？机头锥形-斜激波尖前缘、薄、对称翼型-斜激波机翼后掠或前掠-提高临界马赫数表面光滑-提高临界马赫数2.4.4音障平飞速度要超过声速遇到的障碍。阻力陡然增大。螺旋桨飞机无法克服。措施：喷气发动机（推重比大）、后掠机翼（减阻）2.4.5超音速飞行的“声爆”与热障1、声爆超音速飞行时，激波传到地面上，形成如同雷鸣般的爆炸声声爆过大可能会对地面的居民和建筑物造成损害。由激波引起声爆增压增压和减压逐渐变小

2、热障超音速飞行器马赫数超过3后的气动加热现象，使结构材料温度升高，造成结构破坏。2Ma（1200C）,3Ma（3700C）,20Ma（30000C)解决办法：

1）采用耐高温材料，如钛合金、不绣钢2）防热涂层、隔热层、烧蚀法(石墨和陶瓷)3）用冷却液或冷却空气冷却SR-71,Ma=3.3,高度30公里，93%钛合金美国航天飞机再入大气层返回2.4.6超音速气动外形及其特点

1、飞机几何外形和参数由机身、机翼和尾翼等主要部件的外形共同来组成。机翼几何外形分为机翼平面形状和翼剖面形状机翼平面形状主要包括翼展、前缘后掠角等。点击播放翼展：机翼左右翼梢之间的最大横向距离翼弦：翼型前缘点和后缘点之间的连线。前缘后掠角：机翼前缘线与垂直于翼根对称平面的直线之间的夹角。2、飞机的气动布局指飞机主要部件的数量以及它们之间的相互安排和配置不同的布局，将对飞机的飞行性能、稳定性和操纵性有重大影响。请同学们观察以下飞机的布局型式？3、超音速飞机外形的特点

（1）后掠机翼由于后掠角的影响，流速中只有垂直于机翼前缘分量是产生升力的有效速度。可以提高飞机的临界马赫数，从而推迟激波的产生。米格15V（2）三角形机翼后掠角过大，机翼根部结构受力情况恶化，将增加结构重量三角翼可以解决翼根强度问题低速气动特性差歼8Ⅱ战斗机（3）变后掠机翼通过机翼后掠角的变化可以解决高、低速性能要求的矛盾米格23战斗机折刀试验机（美）可变形体

自然界启示：鸟类随飞行速度变化不断调整翅膀的面积保持最佳性能。洛克希德/马丁公司的“折叠机翼”方案新一代航空技术公司的“滑动蒙皮”方案（4）边条机翼解决高、低速矛盾的另一条途径边条+后翼减小激波阻力和诱导阻力。FC-1战斗机（枭龙）（5）鸭式飞机将水平尾翼移到机翼之前，称鸭翼。可增加升力和机动能力。（6）无尾式布局减轻重量，降低阻力。但安定性需要特别考虑。协和客机（7）小展弦比机翼减小波阻低速特性差4、超音速飞机和低速飞机的外形区别低/亚音速飞机：机翼展弦比较大梢根比较大无（或小）后掠角螺旋桨发动机或外吊或突出的喷气发动机驾驶舱突出圆机头、圆前缘超音速飞机（P)机翼展弦比小梢根比小大后掠或三角翼