航空航天概论作业

航空航天概论作业姓名：学号:学院：1、叙述以下飞机部件的功用和工作原理：襟翼、副翼1）襟翼是安装在机翼后缘内侧的翼面，襟翼可以绕轴向后下方偏转，主要是靠增大机翼的弯度来获得升力增加的一种增升装置。当飞机在起飞时，襟翼伸出的角度较小，主要起到增加升力的作用，可以加速飞机的起飞，缩短飞机在地面的滑跑距离；当飞机在降落时，襟翼伸出的角度较大，可以使飞机的升力和阻力同时增大，以利于降低着陆速度，缩短滑跑距离。在现代飞机设计中，当襟翼的位置移到机翼的前缘，就变成了前缘襟翼。前缘襟翼也可以看作是可偏转的前缘。在大迎角下，它向下偏转，使前缘与来流之间的角度减小，气流沿上翼面的流动比较光滑，避免发生局部气流分离，同时也可增大翼型的弯度。前缘襟翼与后缘襟翼配合使用可进一步提高增升效果。一般的后缘襟翼有一个缺点，就是当它向下偏转时，虽然能够增大上翼面气流的流速，从而增大升力系数，但同时也使得机翼前缘处气流的局部迎角增大，当飞机以大迎角飞行时，容易导致机翼前缘上部发生局部的气流分离，使飞机的性能变坏。如果此时采用前缘襟翼，不但可以消除机翼前缘上部的局部气流分离，改善后缘襟翼的增升效果，而且其本身也具有增升作用。克鲁格襟翼（KruegerFlap)：与前缘襟翼作用相同的还有一种克鲁格襟翼。它一般位于机翼前缘根部，靠作动筒收放。打开时，伸向机翼下前方，既增大机翼面积，又增大翼型弯度，具有较好的增升效果，同时构造也比较简单。为照顾飞机高速飞行和起飞降落阶段对升力、阻力等的不同要求。需要在起降阶段使用增升装置.2）副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面。为飞机的主操作舵面，飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动。翼展长而翼弦短。副翼的翼展一般约占整个机翼翼展的1/6到1/5左右，其翼弦占整个机翼弦长的1/5到1/4左右。飞行员向左压驾驶盘，左边副翼上偏，右边副翼下偏，飞机向左滚转；反之，向右压驾驶盘右副翼上偏，左副翼下偏，飞机向右滚转。作动筒是控制飞机上各类型控制面或者其他部件运动的驱动装置，它就是液压活塞，通过它的作用控制气动面或者是其他机构的动作，操作飞机的飞行动作。襟翼作动筒就是襟翼动作的驱动执行机构，通过它的实现襟翼的收放。副翼作动筒就是操作副翼上下动作。2、请解释GPS导航系统的工作原理全球定位系统(GPS)是英文GlobalPositioningSystem的字头缩写词的简称。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。GPS用户部分的核心是GPS接收机。其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。组成：导航卫星地面站组用户设备原理：同时接受4颗卫星的信号根据测得的和4颗卫星的伪距，解出位置坐标的三个分量和钟差（广义相对论效应）更精确的测量，可以通过和周围用户的结果进行修正3、叙述以下飞机部件的功用和工作原理：翼尖小翼飞机维持正常飞行时所需的升力是靠机翼上下表面的压力差产生的，由于上787的上帆角787的上帆角。下表面压差的存在，翼尖附近机翼下表面空气会绕流到上表面，形成翼尖涡，致使翼尖附近区域机翼上下表面的压差降低，从而导致这一区域产生的升力降低。为了削弱这种绕流现象对升力的影响，很多飞机的翼尖都安装了翼尖小翼，用以阻碍上下表面的空气绕流，降低因翼尖涡造成的升力诱导阻力，减少绕流对升力的破坏，提高升阻比，达到增加升力的目的。对于有动力航空器来说还可降低油耗。不过增加翼尖小翼，翼端结构为了组装翼尖小翼会比较复杂，也会增加一些额外的重量，若是装了翼尖小翼都只飞两小时内短程航线，油耗反而会增加，飞长程航线才能得到降低油耗的效益。机翼上下表面存在压力差，小翼可以阻碍气流流动减小翼尖涡漩减小诱导阻力4、请解释拉瓦尔喷管的工作原理火箭发动机中的燃气流在燃烧室压力作用下，经过喷管向后运动，进入喷管的A1。在这一阶段，燃气运动遵循流体在管中运动时，截面小处流速大，截面大处流速小的原理，因此气流不断加速。当到达窄喉时，流速已经超过了音速。而跨音速的流体在运动时却不再遵循截面小处流速大，截面大处流速小的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快。在A2，燃气流的速度被进一步加速，为2-3公里/秒，相当于音速的7-8倍，这样就产生了巨大的推力。拉瓦尔喷管实际上起到了一个流速增大器的作用。其实，不仅仅是火箭发动机，导弹的喷管也是这样的喇叭形状的，所以拉瓦尔喷管在武器上有着非常广泛的应用。5、请解释空速管的工作原理它由两个同心圆管组成，内圆管为总压管，外套管为静压管。空速管测量飞机速度的原理是这样的，当飞机向前飞行时，气流便冲进空速管，在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量，即动压。飞机飞得越快，动压就越大。如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知道冲进来的空气有多快，也就是飞机飞得有多快。比较两种压力的工具是一个用上下两片很薄的金属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子，称为膜盒。这盒子是密封的，但有一根管子与空速管相连。如果飞机速度快，动压便增大，膜盒内压力增加，膜盒会鼓起来。用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针显示，这就是最简单的飞机空速表。6、请解释惯性导航系统的工作原理惯性导航系统(INS，InertialNavigationSystem)也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角;加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。原理：运动学规律∂s/∂t=v∂v/∂t=a所以，只要已知初始位置（起飞机场），初始速度（0），就可以积分计算出位置问题：飞行器姿态发生变化，导致重力影响加速度计平台式（加速度计安装在机电陀螺平台上）捷联式（加速度计安装在飞行器的三轴上，并安装角速度陀螺）7、请解释固体火箭发动机和液体火箭发动机的各自特点1）液体推进剂：能量高、比冲高、有一定物理化学稳定性、无毒、对金属无腐蚀，粘性低主要的氧化剂液氧液氟硝酸过氧化氢四氧化二氮液体火箭发动机的优势在于燃料易于制取、通常从石油或化工原料中可以直接制成，燃烧的比冲大、推力强劲、持续性好，所以，世界上多数的大推力运载火箭都使用液体燃料发动机作为动力，像我国的“长征”系列运载火箭，绝大多数都使用液体发动机作为推进系统，少量采用的固体推进器也只是辅助手段。但是液体火箭发动机的燃料灌装和存储困难、技术要求高、同时使用风险很大，液体燃料经常伴随着高挥发性和毒性，像我国发射卫星使用的“长征”运载火箭主要使用偏二甲肼为燃料，这就是一种集挥发性和剧毒为一体的燃料，同时，液体火箭的体积也很大，转移和机动都很困难。2）固体火箭发动机是目前小型火箭、火箭炮弹药、多数军用导弹的主流动力源，其燃料易于工业制成，同时便于存储和运输，基本没有挥发性和借助空气传播的毒性，所以安全性比较好，而且寿命很长，能够存储十多年，而液体燃料最多三个月就会变质。但是固体火箭发动机的燃烧比冲较小、燃烧延续时间较短、同时整体的燃料质量很大、又受到固体燃料燃烧性质的影响，所以用途受到限制。固体火箭发动机的优缺点结构简单，无推进剂输送系统和强制冷却系统，只有推力向量控制机构为活动部件操作简单，发射和启动比液体火箭发动机容易推进剂稳定，能长期存储能量低比冲小装药的初始温度对燃烧室的压力的工作时间影响大，且发动机工作时间短推力调节难度大重复启动相当困难8、请解释固定翼飞机采用后掠翼为什么能提高临界马赫数当飞机发生侧滑的时候，两个机翼与相对气流的夹角会有很大的差异，侧滑前翼与相对气流的夹角更接近90度而会形成更大的阻力，形成一个恢复力矩，使飞机的方向恢复至中立位置。正因为其方向稳定性强，如果没有合适的偏航阻尼才容易进入荷兰滚。故确实可以增加方向稳定性提高临界马赫数。9、请解释前三点式起落架与后三点式起落架的各自特点前三点式与后三点式起落架性能比较前三点可强力制动而无倒立危险前三点式具有滑跑稳定性前三点式机身轴线基本水平，驾驶员视界好后三点式起飞迎角大10、对双旋翼直升机，为什么设计的时候要考虑这种形式？双旋翼交叉式直升机除与其它双旋翼直升机一样装有两副完全一样，但旋转方向相反的旋翼以外，其明显特点是两旋翼轴不平行，是分别向外侧倾斜的，且横向轴距很小，所以两副旋翼在机体上方呈交叉状。这种直升机的最大优点是稳定性比较好，适宜执行起重、吊挂作业。最大缺点是因双旋翼横向布置，气动阻力较大。但由于它的两旋翼轴间距较小，所以其气动阻力又要比双旋翼横列式直升机小一些。