飞行器环境、气流特性.ppt

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1、第二章飞机的飞行原理§2.1飞行器的飞行环境§2.1.1大气层若以气温变化为基准，则可将大气分为对流层、平流层、中间层、电离层、和散逸层等五层。1、对流层（变温层）0—11KM特点：①空气水蒸气多，P、ρ、T、a随H↑而↓②风向、风速经常变化③空气上下对流激烈（既有水平又有垂直方向）④有云、雨、雾、雪等天气现象2、平流层（11—50KM）特点：①空气中没有水蒸气②风向稳定，空气水平流动(无垂直流动）③11—20KM内为同温层，均值-56.5℃④无云、雨、雪、雹，能见度好，空气阻力小⑤现代喷气客机多在这一层底(11-12KM)飞行3、中间层（50

2、—80KM）特点：①气温随高度增加先升高后降低②空气在垂直方向有强烈对流4、电离层（80—800KM）特点：①气温随高度升高迅速上升②空气能吸收、反射、折射无线电波5、散逸层特点：①地球大气层的最外一层；②受地球引力小，大气分子不断向星际空间逃逸。5、散逸层（800—2500KM）现代民用客机多在海拔11km左右飞行。影响飞行的因素：①气温②气流③气象§2.1.2大气的物理特性与标准大气一、大气的物理特性1.连续性：在40㎞以下，随H↑---ρ↓---气体分子距↑，尽管如此，它与飞机的外形尺寸相比可忽略不计故我们把气体看成是连续的介质这就是连续

3、性假设。2.压强：物体单位面积上所受气体的压力。单位：公斤/平方厘米3.黏性：黏性实验结论：1.流动空气的分子间具有内摩擦力，即黏力。2.气流流过物体，在物体表面其速度会降为零，然后随着与物体距离的增加，速度增大，直到与原来速度相同。紧贴物体表面的这层气流称为附面层。4.可压缩性：①定义：气体受压其密度和体积改变的特性称为气体的可压缩性。②当低速飞行（M≤0.4）时，因密度变化很小，可忽略其压缩性。③当高速飞行（M＞0.4）时，因密度变化很大，不可忽略其压缩性。二、标准大气：（见表2—1）所谓国际标准大气，简称ISA，就是人为地规定一个不变的大

4、气环境，作为计算和试验飞机的统一标准。国际标准大气指定的依据：国际民航组织以北半球中纬度地区大气物理性质的平均值修正建立的。国际标准大气规定：1、海平面高度：H=02、海平面气温：T=（273+15）K3、海平面气压：P=101325Pa4、海平面密度：ρ=1.2250㎏/m35、音速：a=341m/s6、对流层高度为11km或36089ft7、对流层内标准温度递减率：每增加1km温度递减6.5℃，或每增加1000ft温度递减2℃8、从11－20km之间的平流层气温为常温：-56.5℃§2.2气流特性§2.2.1相对运动原理相对运动原理作用在飞

5、机上的空气动力取决于飞机和空气之间的相对运动情况，而与观察、研究时所选用的参考坐标无关。§2.2.2稳定气流1.气流特性：空气在流动中各点的v、p、ρ等参数的变化规律。2.稳定气流：空气在流动中各点的v、p、ρ等参数不随时间变化而变化。3.不稳定气流：空气在流动中各点的v、p、ρ等参数随时间变化而变。4.流线：稳定气流中，空气微团流动的路线5.流管：稳定气流中，相邻两条流线组成的图形流管气流流过汽车的情形6.流线谱：若干流线形成的图形。图2.4圆柱体的流线谱图2.3翼剖面的流线谱§2.2.3连续性定理(Continuous)当流体稳定的流过一条

6、粗细不等的管道时，管道细的地方流速快，管道粗的地方流速慢。图2.7气流在不同管径中流速的变化A1A2v1v2截面Ⅱ截面Ⅰρ1ρ2§2.2.4伯努利定理流体在流动时，流速快的地方压力小，流速慢的地方压力大。丹尼尔●伯努力——（1700-1782）瑞士科学家§2.1、2.2作业1.大气层共分为哪五层？其个层的特点如何？2.现代民用客机多在什么高度飞行？3.区分气体是否可压缩的标志是什么？4.国际标准大气指定的数值和依据事什么？5.什么是稳定气流和不稳定气流？6.什么是流线、流管和流线谱？