飞机基础原理及常识概述(doc8页)

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1、1. 升力是如何产生的从物理学根据柏利定理知道，空气的流速大，压力就小我们应用这一定理来解释升力的产生最简单的试验是双手拿一张轻薄的纸靠近下唇边，此时纸向下垂用嘴大力吹气，纸张即向上飘起为什幺呢？原因是纸上方的空气被吹动，故而流速变大，压力变小而下方的空气不动，压力比上方大，故而能把纸抬起来这就是升力也可以用两张纸做类似的试验将两张薄纸按一定的距离平行放置，对着两张纸中间猛吹一口气，你会发现两张纸会靠近，这也是因为两张纸之间的空气流动速度加快，使其内部的压力变小，外界的大气压力将纸向内压的缘故。谈到这里，我们可以下个结论，那便是升力是由压力差产生的。那幺机翼又是如何产生压力差的呢?看下面的图，

2、当机翼向前运动时，点的空气分子会经C、 D 两条路线同时到达B 点，经过C 条路线的空气分子因为所走的路程长，故它的速度一定比经过AD条路线的空气分子的速度快。根据柏努利定理，机翼上面的空气压力肯定要比下面的空气压力小，这样便产生了压力差，也就是升力。一、升力和阻力飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大 (伯努利定律 )。这是造成机翼上下压力差的原因。造成机翼上下流速变化的原因有两个： a、不对称的翼型； b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形

3、状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲 (平凸型 )( 图 1)和上下弧都向上弯曲 (凹凸型 )。对称翼型则必须有一定的迎角才产生升力 (图 2)。图一图二升力的大小主要取决于四个因素：a、升力与机翼面积成正比；b、升力和飞机速度的平方成正比。同样条件下，飞行速度越快升力越大；c、升力与翼型有关，通常不对称翼型机翼的升力较大；d、升力与迎角有关，小迎角时升力(系数 )随迎角直线增长，到一定界限后迎角增大升力反而急速减小，这个分界叫临界迎角。机翼和水平尾翼除产生升力外也产生阻力，其它部件一般只产生阻力。二、平飞水平匀速直线飞行叫平飞。平飞是最基本的飞行姿态。维持平飞的条件是：升力等于重

4、力，拉力等于阻力(图 3)。由于升力、阻力都和飞行速度有关，一架原来平飞中的模型如果增大了马力，拉力就会大于阻力使飞行速度加快。飞行速度加快后，升力随之增大，升力大于重力模型将逐渐爬升。为了使模型在较大马力和飞行速度下仍保持平飞，就必须相应减小迎角。反之，为了使模型在较小马力和速度条件下维持平飞，就必须相应的加大迎角。所以操纵(调整 )模型到平飞状态，实质上是发动机马力和飞行迎角的正确匹配。图三图四三、爬升前面提到模型平飞时如加大马力就转为爬升的情况。爬升轨迹与水平面形成的夹角叫爬升角。一定马力在一定爬升角条件下可能达到新的力平衡，模型进入稳定爬升状态 (速度和爬角都保持不变 )。稳定爬升的具

5、体条件是：拉力等于阻力加重力向后的分力 (F=X 十 Gsin)；升力等于重力的另一分力 (Y=GCos)。爬升时一部分重力由拉力负担，所以需要较大的拉力，升力的负担反而减少了 (图 4)。和平飞相似，为了保持一定爬升角条件下的稳定爬升，也需要马力和迎角的恰当匹配。打破了这种匹配将不能保持稳定爬升。例如马力增大将引起速度增大，升力增大，使爬升角增大。如马力太大，将使爬升角不断增大，模型沿弧形轨迹爬升，这就是常见的拉翻现象 (图 5)。图 5图 6四、滑翔滑翔是没有动力的飞行。滑翔时，模型的阻力由重力的分力平衡，所以滑翔只能沿斜线向下飞行。滑翔轨迹与水平面的夹角叫滑翔角(图 6)。稳定滑翔 (滑

6、翔角、滑翔速度均保持不变)的条件是：阻力等于重力的向前分力(X=GSin)；升力等于重力的另一分(Y=GCos)。 滑翔角是滑翔性能的重要方面。滑翔角越小，在同一高度的滑翔距离越远。滑翔距离(L) 与下降高度 (h)的比值叫滑翔比(k) ，滑翔比等于滑翔角的余切滑翔比，等于模型升力与阻力之比(升阻比 )。 Ctg=1/h=k。滑翔速度是滑翔性能的另一个重要方面。模型升力系数越大，滑翔速度越小；模型翼载荷越大，滑翔速度越大。调整某一架模型飞机时，主要用升降调整片和重心前后移动来改变机翼迎角以达到改变滑翔状态的目的。五、力矩平衡和调整手段调整模型不但要注意力的平衡，同时还要注意力矩的平衡。力矩是力

7、的转动作用。模型飞机在空中的转动中心是自身的重心，所以重力对模型不产生转动力矩。其它的力只要不通重心，就对重心产生力矩。为了便于对模型转动进行分析，把绕重心的转动分解为绕三根假想轴的转动，这三根轴互相垂直并交于重心(图 7)。贯穿模型前后的叫纵轴，绕纵轴的转动就是模型的滚转；贯穿模型上下的叫立轴，绕立轴的转动是模型的方向偏转；贯穿模型左右的叫横轴，绕横轴的转动是模型的俯仰。对于调整模型来说，主要涉及四种力矩；这就是机翼的升力力矩，水平尾翼的升力力矩；发动机的拉力力矩；动力系统的反作用力矩。机翼升力力矩与俯仰平衡有关。决定机翼升力矩的主要因素有重心纵向位置、机翼安装角、机翼面积。图七图八水平尾翼

8、升力力矩也是俯仰力矩，它的大小取决于尾力臂、水平尾翼安装角和面积。拉力线如果不通过重心就会形成俯仰力矩或方向力矩，拉力力矩的大小决定于拉力和拉力线偏离重心距离的大小。发动机反作用力矩是横侧(滚转 )力矩，它的方向和螺旋桨旋转方向相反，它的大小与动力和螺旋桨质量有关。俯仰力矩平衡决定机翼的迎角：增大抬头力矩或减小低头力矩将增大迎角；反之将减小迎角。所以俯仰力矩平衡的调整最为重要。一般用升降调整片、调整机翼或水平尾翼安装角、改变拉力上下倾角、前后移动重心未实现。方向力矩平衡主要用方向调整片和拉力左右倾角来调整。横侧力矩平衡主要用副翼来调整。利用机翼飞行类飞机的特点主要是在动力推进下有一个至几个主机

9、翼来产生升力。如我们的神鹰1 号、仿真飞机系列、微型飞机系列等。首先我们来对飞机的各部分作个简单的认识。这类飞机在巡航飞行时有一个稳定的飞行状况，这个稳定的状况包含有三方面的稳定A. 在横向轴上的俯仰稳定；B. 在垂直轴上的方向稳定；C. 在纵向轴上的横侧稳定；一、 机俯仰运动的稳定前面讲过机翼产生升力的原理，其实机翼的不同迎角也会产生不同效果。根据风洞测试不同迎角的机翼产生的升力曲线如图。在图中我们可以看到，升力从零起呈直线增加，但当迎角变到18左右时，升力便忽然变小了，飞机便下坠，这就是失速现象二、飞机偏转运动的稳定在飞机左右对称，不变形的情况下，飞机的方向偏转运动主要受垂直尾翼的影响和控

10、制，它就象飞标的定风翼一样，一直会对正风向飞行。如图标：当飞机遇到阵侧风时，飞机的尾部会受到一个向右的推力，使飞机由原来航向偏转对阵侧风向飞行。鉴于这点，我们便可以通过调整垂直尾翼来控制飞机的转弯，如使其盘旋。如神鹰 1 号便是通过舵机来调整垂直尾翼，实现转弯和盘旋的。三、飞机横侧稳定老鹰在空中遨翔时，它的一对翅膀是向上翘起的，其实它双翼翘起的目的是保持身体的平衡稳定。对于飞机来讲，双翼翘起的角度，我们叫上反角上反角越大，飞机的横侧稳定越好，但太大的上反角会使飞机的有效升力面积减小，使翼荷载变大，整体升力变差，并且使飞机左右飘摆，飞行性能变坏飞机在向侧滑运动时，它受力示意图如右。可以明显地看到

11、。在侧滑时， a b 角度，故左边的机翼产生的升力F2 大于侧滑方向M右边的机翼所产生的升力F1，这个升力差，会使飞机产生一个如图示的扭矩M ，从而扶正飞机，达到稳定飞行。飞行中常见的问题调整下面是飞行状况的基本调整方式（只针对重心适中的飞机）飞行状况1：飞机出手后发生原因1.出手速度太大,向上急升后失速落地调整方式1.减小出手速度2. 放手时 ,机头抬得过高2. 将飞机减少抬头角度或水平掷出3.动力推得太大3.减小动力4.水平尾翼上翘过多4.将水平尾翼稍向下调整好飞行状况 2：飞机出手后,急速落地发生原因调整方式1.出手速度太小1.适当增大出手速度2.顺风掷出2.逆风掷出3.动力太小或低头掷

12、出3.加大动力4.水平尾翼后缘下翘4.向水平尾翼后沿稍向上调整飞行状况 3：飞行右旋发生原因调整方式1.两边动力不平衡1.用遥控器上的微调将动力调平衡，2.垂直尾翼偏右使其直飞2.将垂尾打正或稍偏左飞行状况 4：飞行左旋发生原因调整方式1.两边动力不平衡1.用遥控器上的微调将动力调平衡2.垂直尾翼偏左2.将垂尾打正或稍偏右飞行前的准备一、飞行环境的选择初学者首先要根据周围环境，并选好场地。有风无风对飞行效果影响很大，风的大小可根据下表判断：蒲福氏风级表风级风名说明风速 (m/s)0无风烟垂直上升00.21轻风烟微偏斜 ,风向标不转动0.31.52轻风人脸感觉有风 ,树枝有微响 ,风向标转动1.

13、63.33微风树枝和微树枝摇动不息,旗面展开3.45.44和风能吹起地面的尘土和纸张,树的小枝摇动5.57.9A.对于神鹰1 号、程序弹射飞机、仿真飞机，初学者必须在有02 级风的环境练习；B.对于微型飞机，必须在0 级风的环境下练习；C. 对于大飞机、仿真飞机飞行的场地要尽量地大，并且周围不可有高大的建筑物和电线网、大树、水面等，尽可能地选择草地，不可以在马路边玩。二、飞行前的准备1. 检查飞机各零件是否安装好，特别是飞机上的联接钉是否已上销，机翼、水平尾翼、垂直尾翼是否变形。2. 检查飞机和遥控器的电池是否有电。3.我们先要做手掷测试，手掷测试的原则是：手持飞机重心部位，机头向上约5 度，

14、用适当的力平掷出去，出手后，飞机的状况是平稳地向前滑翔。4. 对于微型飞机，则用如下程序操作：右手拿住飞机腰部，并将飞机举过头顶，左手大拇指推动油门至中间位置，右手向前将飞机以 010轻轻推出去，飞机在向前飞时，如有左飞或右飞的现象，可调整遥控器上的微调，使飞机保持直飞状态。手掷飞机时，一定要注意飞机的飞行状况，以便调整飞机，有时该动作可能要重复多次才能将飞机调整好。飞行比赛规则建议学会飞行，伙伴之间举行飞行比赛，看看谁的操纵技巧最好，这是一项富有乐趣和挑战的活动建议采用以下飞行比赛规则：一、比赛场地条件：可设在学校的教室内或其它事宜的室内场所，建议比赛场地能够达到30 30（米）以上，须尽量

15、采取避免明显的空气流动的措施。比赛场地也可设置在室外，场地尽量开阔，例如具有200 米跑道以上的足球场等。室外比赛应在风速小于每秒1 米的气象条件下进行。二、视情设置若干裁判组；有裁判组确定本组的起飞线位置。距起飞线5 米处划一直径为1 米的圆圈为着陆区。三、比赛办法：1、 比赛分两轮进行，取成绩高者作为正式比赛成绩。2、 每轮比赛从检录裁判员点名始，至进入比赛场地完成准备工作并申提出“申请起飞”，须在2 分钟内进行；自裁判员宣布“比赛开始”后，该轮比赛须在2 分钟之内完成。满分120 分，每提前或推迟落地1 秒扣 1 分；3、 模型必须从起飞线之后由手上起飞，模型着陆（指模型停止在地面滑行，停滞后）后停止计时。4、 模型在飞行途中和任何障碍物接触，只要不坠落地面，均算作正常飞行。模型着陆于着陆区内，获满分100 分。每相隔 1 米扣 4 分5、 着陆点（测量着陆准确度的位置）为模型飞机机头至地面的垂足。6、 完成飞行的时间（以秒为单位，保留一位小数，第二位小数舍去）加上着陆分，以成绩高者名次列前。7、