飞机的飞行原理

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1、飞机的飞行原理第一章空气动力学基础知识一、空气的物理参数二、空气的物理性质三、大气分层四、国际标准大气五、气流特性空气也叫“大气”，包围地球的空气层也叫大气层。空气是一种无色、无味、无臭的混合性气体，是由不同成分的气体分子所组成的，主要成分为氮、氧、二氧化碳、氢、氩、氖、氦等，其中主要为氮和氧。空气按体积计算，氮约占总体积的78％，氧约占总体积的21％。空气按质量计算，氮约占总质量的76.5％，氧约占总质量的23.1％。空气是飞机的飞行介质。随着高度的增加，空气的密度、温度、压力、音速和空气的物理参数和性质也随着变化，影响着飞机飞行中的空气动力性能、发动机的工作状态、飞机的机体结构连接间隙的

2、变化和飞机的座舱环境的控制等。基于上述原因，在讨论飞机的飞行原理之前，首先要对空气的物理参数和基本性质、大气的分层和国际标准大气、气流特性及气流流动的基本规律、附面层等有所了解，作为了解和掌握飞机飞行原理的基础。一、空气的物理参数空气的密度、温度和压力是确定空气状态的三个主要参数，飞机空气动力的大小和飞机飞行性能的好坏，都与这三个参数有关。1、空气的密度空气的密度是指单位体积内空气的质量，取决于空气分子数的多少。即：ρ＝m/V公式中：ρ为空气的密度，单位是“千克/米3”；m为空气的质量，单位是“千克”；V为空气的体积，单位是“米3”。空气的密度大，说明单位体积内空气的分子数多，我们称为空气

3、稠密；空气的密度小，说明单位体积内空气的分子数少，我们称为空气稀薄。大气的密度随高度的增加而减小。2、空气的温度空气的温度是指空气的冷热程度。空气温度的高低表明空气分子作不规则热运动平均速度的大小。空气温度的高低可以用温度表（计）来测量。空气的温度一般用“t”来表示。我国和世界上大多数国家通常采用的是摄氏温度，单位用摄氏度（℃）表示。西方的一些国家和地区采用的是华氏温度，单位用华氏度（℉）表示。摄氏温度（℃）和华氏温度（℉）可以用下式进行换算：℉＝9/5℃十32℃＝(℉—32)5/9例如：0℃为32℉；15℃为59℉。工程计算中经常采用“绝对温度”的概念，用“T”表示，单位用开氏度（ºK）表

4、示。当空气分子停止不规则的热运动时，即分子的运动速度为零时，我们把这时的温度作为绝对温度的零度。绝对温度（T）与摄氏温度（t）之间的关系可以用下列公式进行换算：T＝t＋273绝对温度的0ºK等于摄氏温度－273℃3、空气的压力空气的压力（也称气压）是指空气的压强，即单位面积上所承受空气垂直方向的作用力。压力的单位：1）工程单位：公斤/米2或公斤/厘米22）国际单位：帕斯卡(Pa：牛顿/米2)、大气压：1大气压＝10.13x104Pa3）水银柱高：毫米水银柱高（mmHg）在海平面上（H＝0）：1大气压＝760mmHg＝10.13牛顿/厘米24、空气的密度、温度、压力之间

5、的关系1)空气密度与温度的关系瘪了的兵兵球放在热水里一烫，又会鼓圆起来，这表明一定质量的空气，如果保持压力不变，当温度增高对，会引起空气膨胀，体积变大，使密度减小；相反，温度降低时，空气体积变小，密度增大。物质的“热胀冷缩”就是这个原理。2）空气压力和温度的关系一定质量的气体，如保持体积(或密度)不变，温度升高时，压力会增大，比如炎热的夏天，打足了气的自行车车胎容易爆破；又如机务维修外场规定，冷气瓶充满压缩空气后，不能在外场爆晒，以防止爆炸，就是这个道理。3）空气密度与压力的关系用力压皮球，皮球会瘪下去，这表明一定质量的空气，如果保持温度不变，当压力增大时，会使体积缩小，密度就会增大；相反，

6、当压力减少时，密度也随之减少。4）气体状态方程式气体压力、密度、温度三者间的变化关系，可以用气体状态方程式(简称气态方程式)表示：P=RρT公式中：R为气体常数，是一个有量刚的常数，其含义是指在等压的情况下，温度每升高1ºK时，1千克的气体膨胀所做的功。在海平面上，空气的气体常数R＝287．06(焦尔／千克·ºK)。二、空气的物理性质1、空气的粘性空气粘性的物理实质，是空气分子作无规则运动的结果，当相邻两层空气具有不同流速时，流得快的那层空气分子的动量大，它作无规则运动而进入小速度层，通过分子间的掺和碰撞，会增加该层分子的能量，从而牵动该层空气加速；速度小的那一层空气分子，会碰入大速度层面，

7、使该层速度减小。这种相邻两层空气的相互牵扯的特性，就是空气的粘性。而这种层与层之间的作用力就是空气的粘性力（也叫空气的内摩擦力），用下列公式表示：F＝μ·Δv/ΔY·Sμ为粘性系数，气体的粘性系数随温度的升高而增大，液体的粘性系数随温度的升高而降低，没有粘性的流体被称为理想流体；Δv/ΔY为速度梯度，S为接触面积。2、空气的压缩性一定质量的空气，当压力或温度改变时，引起空气密度变化的性质，叫做空气的压缩性。影