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1、飛行器空氣動力學課件 北京航空航天大學 航空科學與工程學院 流體力學研究所 2005年 2月 飛行器空氣動力學目錄 Aerodynamics for Aircraft 第零章 緒 論 第一章 低速翼型的氣動特性 第二章 機翼低速氣動特性 第三章 亞聲速翼型和機翼的氣動特性 第四章 超聲速和跨聲速機翼的氣動特性 主要講授翼型、機翼在低、亞聲速、跨聲速和 超聲速繞流時的空氣動力特性的分析和計算方 法以及所需的基本理論。 介紹飛行器空氣動力學中的最主要的理論，闡述 飛行器中各主要氣動部件相關參數(shù)對飛行器氣 動特性的影響，并對目前廣泛使用的一些空氣 動力數(shù)值解法作簡單的介紹。 內容簡介 基本要求 1、
2、必須按時聽課，上課認真聽講 2、堅持考勤制度，有事必須請假 3、按時獨立完成作業(yè) 4、必須按時參加實驗課、完成實驗報告 第 0章 緒 論 0.1 先驅飛行器的貢獻 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 0.3 轟炸機的發(fā)展 0.4 運輸機的發(fā)展 0.5 直升機的發(fā)展 0.6 特種飛行器的發(fā)展 0.7 空氣動力學的分類與研究方法 0.1 先驅飛行器的貢獻 最初人類向往飛行是從模仿鳥類飛行開始的。但是由于 鳥類飛行機理的復雜性，至今未能對 撲翼機 模仿成功。 而真正促使人們遨游天空的，也許是受中國風箏的啟發(fā) ，在航空之父凱利的科學理論指導下，將動力和升力面 分開考慮，而發(fā)明的 固定翼 飛機。 1903年
3、12月 17日，世界上第一架有動力、可操縱的飛機 由美國萊特兄弟駕駛試飛成功。 飛行者 1號 的起飛重量 僅僅 360kg，勉強能栽一個人飛離地面，速度比汽車還 慢，只有 48km/h，最成功一次飛行只有 59秒，距離 260m 。但是就這么一架不起眼的小飛機翻開了人類航空史上 的重要一頁，從此指出飛機成功發(fā)展的正確道路，讓人 類進入新的航空文明時代。 萊特兄弟的飛行者 1號 Wilbur Wright （ 18671912） Oville Wright （ 18711948） 0.1 先驅飛行器的貢獻 1909年 7月 25日，法國航空先驅路易斯布萊奧駕駛他設 計的 XI型飛機，以 37分鐘
4、的時間第一次成功地 飛越英 吉利海峽 。 1927年 5月，林白完成 跨越大西洋 飛行。被列為世界三 大飛行壯舉。 XI型飛機 1923年 1月 9日，西班牙工程師 J.切爾瓦研制的 C-4型 旋 翼機 在馬德里近郊試飛成功。 1936年 6月，德國由?？酥鞒盅兄频?Fw.61試飛成功， 開辟了直升機造福人類的道路。 0.1 先驅飛行器的貢獻 C-4型旋翼機 活塞發(fā)動機獨占航空的時期 第一次世界大戰(zhàn)后 ， 活塞發(fā)動機成為飛機的動 力設備 ， 但由于當時發(fā)動機的馬力小 ， 飛機的飛行 速度小 ， 因此當時要解決的主要問題仍然是飛機的 升力 。 多數(shù)采用 雙翼機或三翼機 。 要提高飛機的速度 ，
5、需提高動力 （ 發(fā)動機 ） 、 減少阻力 （ 飛機氣動布局 ） ， 解決拉力和阻力的矛 盾 ， 除增大發(fā)動機的馬力外 ， 還需改善飛機的氣動 布局以減少阻力 。 由于雙翼機阻力大 （ 立柱 ） ， 對 提高速度不利 。 于是從上世紀二十年代后期 ， 雙翼 機逐漸被單翼機取代 。 活塞發(fā)動機：雙翼機最大飛行速度接近 300km/h ；單翼機飛行速度范圍 300 750km/h（ 最大記錄 755.1km/h） 。 0.1 先驅飛行器的貢獻 噴氣發(fā)動機開辟了航空航天的新紀元 當飛機的速度接近聲速時 ， 出現(xiàn)了阻力劇增的現(xiàn) 象 ， 稱為 “ 聲障 ” 。 由于活塞發(fā)動機和螺旋槳推進難以提供足夠的推
6、力來克服 “ 聲障 ” ， 為此提出渦輪噴氣發(fā)動機 。 1939年 8月 ， 德國研制出第一架噴氣發(fā)動機飛機 （ He 178） ， 標志著噴氣時代的到來 。 隨后美 、 英 、 蘇先后發(fā)展了裝有噴氣發(fā)動機的 戰(zhàn)斗機和轟炸機 。 0.1 先驅飛行器的貢獻 1947年 10月，美國 X-1突破聲障 ，打開 超聲速飛 行 的大門。 1959年美國試飛的 X-15， 突破熱障 ，讓人類有了 高超聲速 飛行的自由。 噴氣發(fā)動機 ：單翼 機飛行 速度范圍 900 3600km/h。 0.1 先驅飛行器的貢獻 氣球 輕于空氣的航空器 飛艇 航空器 各種飛機 固定翼航空器 滑翔機 重于空氣的航空器 旋翼航空
7、器 直升機 旋翼機 撲翼機 人造地球衛(wèi)星 （ 運載火箭發(fā)射 ） 無人航天器 空間探測器 航天器 載人飛船 載人航天器 航天站 航天飛機 0.1 先驅飛行器的貢獻 戰(zhàn)斗機和攻擊機是最重要的軍用飛機之一 。 其主要 任務是殲滅空中和地面的敵機 ， 奪取制空權 ， 也稱為殲 擊機 。 其特點是 ， 飛行速度快 ， 機動性好 。 如果主要用于對地攻擊任務的戰(zhàn)斗機 ， 也稱為攻擊 機 （ 強擊機 ） 或戰(zhàn)斗轟炸機 。 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 戰(zhàn)斗機起始于第一次世界大戰(zhàn)期間 ， 從最初在簡陋飛 機上的目視射擊 ， 到 1918年第一次世界大戰(zhàn)結束時 ， 已按 用途不同分成不同類機型 。 第一次世界大
8、戰(zhàn)發(fā)生于 1914年 7月到 1918年 11月 ， 歷 時 4年 3個月 。 主要英 、 法 、 俄協(xié)約國與德 、 意大利 、 奧匈 帝國同盟國之間的戰(zhàn)爭 ， 主要戰(zhàn)場在歐洲 ， 涉及 33個國家 ， 四分之三的人口 （ 15億 ） 卷入這場戰(zhàn)爭 ， 最終以同盟國 失敗告終 。 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 第一次世界大戰(zhàn)名機 福克 E戰(zhàn)斗機 -德國 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 斯帕德 S.XIII戰(zhàn)斗機 法國 駱駝 F.1戰(zhàn)斗機 英國 （擊落敵機 1294架） 第二次世界大戰(zhàn)期間，促使軍用飛機發(fā)展迅速，參戰(zhàn)各 方均投入大量飛機。這使戰(zhàn)斗機的速度、作戰(zhàn)半徑、機
9、動性 能、機栽設備得到明顯提高。到戰(zhàn)爭結束時，機炮、火箭， 雷達等均為戰(zhàn)斗機的配置。期末還出現(xiàn)了噴氣式戰(zhàn)斗機 第二次世界大戰(zhàn)是以德國 、 意大利 、 日本為軸心的法西 斯侵略集團與美 、 蘇 、 中等反法西斯同盟國之間的一場全球 性的戰(zhàn)爭 。 戰(zhàn)爭從 1939年 9月 1日德國侵略波蘭開始 ， 到 1945 年 9月 2日日本簽署投降書為止 ， 前后經歷六年 ， 戰(zhàn)爭涉及 60 多個國家 ， 五分之四的人口卷入這場戰(zhàn)爭 。 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 第二次世界大戰(zhàn)名機 噴火戰(zhàn)斗機 英國 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 拉 5/拉 7 蘇聯(lián) P-51野馬戰(zhàn)斗機 美國 0.2 戰(zhàn)斗機和攻擊機的發(fā)展 零式戰(zhàn)斗機 日本 Me.109 德國
北京航空航天大學飛行器空氣動力學經典課件-緒論
