航空概论基础知识

1第一章1.什么是航空？什么是航天？航空与航天有何联系？答：飞行器在地球大气层内的航行活动为航空。指人造地球卫星、宇宙飞船等在地球附近空间或太阳系空间飞行。联系：航空航天技术是高度综合的现代科学技术：力学、热力学和材料学是航空航天的科学基础。电子技术、自动糊控制技术、计算机技术、喷气推进技术和制造工艺技术对航空航天的进步发挥了重要作用。医学、真空技术和低温技术的发展促进了航天的发展。2.飞行器是如何分类的？答：飞行器种类是根据其飞行环境和工作方式来划分的3.航空器是怎样分类的？各类航空器又如何细分？答：按技术分类和按法律分类。按技术分类主要按飞行原理进行分类，根据航空器产生升力的原理不同，航空器可分为两大类：⑴轻于空气的航空器⑵重于空气的航空器。轻于空气的航空器包括：气球，汽艇，飞艇等；重于空气的航空器又分为：固定翼航空器、旋翼航空器、扑翼机、侧旋转翼机。其中固定翼航空器又分为飞机和滑翔机；旋翼航空器又分为直升机和旋翼机。按法律分类：分为民用航空器和国家航空器。4.航天器是怎样分类的?各类航天器如何细分？答：分为无人航天器和载人航天器。根据是否环绕地球运行，无人航天器分为:人造地球卫星和空间探测器；载人航天器分为载人飞船、空间站、航天飞机。按照各自的用途和空间结构还可进一步细分25.航空发展史上第一次和重大事件的时间和地点？答：1890年10月9日阿代尔制成了一架蝙蝠状的飞机进行试飞，但终因控制问题而摔坏。美国科学家S.P.兰利1891年设计了内燃机为动力的飞机，但试飞均告失败。德国的O.李林达尔，完善了飞行的稳定性和操纵性，于1891年制成一架滑翔机，成功地飞过了30米的距离。美国的莱特兄弟从1896年开始研究飞行，他们在学习前人著作和经验的基础上，分析其成败的原因，并用自制的风洞进行了大量的试验，于1900年制成了一架双翼滑翔机。1906年，侨居法国的巴西人桑托斯.杜蒙制成箱形风筝式飞机“比斯－14”，并在巴黎试飞成功。1908年，冯如在旧金山自行研制出我国第一架飞机。1909年7月，法国人L.布莱里奥驾驶自己设计的一架单翼飞机飞越了英吉利海峡，从法国飞到了英国。1910年3月，法国人法布尔又成功地把飞机的使用范围从陆地扩大到水面，试飞成功世界上第一架水上飞机。1910年，谭根制成船身式水上飞机，并创造了当时水上飞机飞行高度的世界纪录。1913年，俄国人I.西科斯基成功地研制了装4台发动机的大型飞机，并于同年8月首飞成功国内，1914年，北京南苑航校修理厂潘世忠自行研制出“枪车”号飞机，并试飞成功。6.战斗机是如何分代的？各代战斗机典型技术特征是什么?答：按年代分：50年代初到50年中期算第一代，整个60年代可以算战斗机的第二代，70年代可以算战斗机的第三代，之后的战机称为第四代。第一代的战斗机有一个共同特点，速度快，高空高速性能好；第二代战机推重比较高、中高空飞行性能好；第三代战机中低空3亚声速和跨声速机动性突出，具有超视距作战和下视下射能力。第四代战斗机的特点是：具有超机动性能，可以作超音速巡航，可以同时攻击多个目标，可以垂直短距起降，多用途，具有隐身功能。7.新中国成立以来，我国航空工业取得了哪些重大成就？答:1954年7月3日，第一架飞机“初教-5”试飞成功。是中国航空工业从修理走向制造的里程碑。1958年，歼-6诞生，是我国自主生产的第一代超声速战斗机。70年代歼-7歼8问世，是我国研制的第一种高空高速战机，1998年首飞成功的歼-10是第三代超声速战机，具有完全自主知识产权。第二章1地球大气按什么来划分？分为哪些层？各层主要有什么特点？答：按热力学垂直分布对大气分，可以分为以下几层：1，对流层：对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为17-18km；在中纬度地区为l0-12km，高纬度为8-9km。夏季较厚，冬季较薄。在对流层中，因受地表的影响不同，又可分为三层。在0.6~1.5km以下叫扰动层（或者叫摩擦层）；2m以下叫贴地层；扰动层以上称自由大气．这里平均在17~-52℃．2，平流层：从对流顶层到约55km的大气层为平流层,这里气流呈水平运动，25km以下温度随高度变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层；25km以上，温度随高度升高而升高。在高约10~60km范围内，有厚约20km的臭氧层，因臭氧具有吸收紫外线的能力，故使这里的平流层温度升高。这里平均温度在－3℃．3，中间层：从平流顶到距地面85km高度称为中间层。这一层空气更4为稀薄，温度随高度增加而降低。这里也是电离层的底部，流星，极光都诞生在这里．这里平均温度在-93℃．4，热层：从中间顶层到约600km称为热层。顶部温度可达1000k°（太阳大年可达2000k°）．电离层的中上部都在这里．这里平均温度在1727℃．5，逃逸层：600km以上叫逃逸层又称外大气层．它的边界可达6400km．温度可达数千k°,这里有极光，流星．2什么是国际标准大气？它的意义何在？答：为了提供大气压力和温度的通用参照标准，国际标准化组织规定了国际标准大气（ISA），作为某些飞行仪表和飞机大部分性能数据的参照基础。3.气体的状态参数有哪些？当为完全气体时压强t和p满足什么？答：状态参数：密度，温度，压强，及内能和熵、P=密度RT4什么是气流的粘性？气流粘性随温度如何变化？水域温度哪个粘性大？答：气体流动时，其内部各层之间产生的摩擦力（或切应力）的性质，称为气体粘性。温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大5按马赫数的大小,气流速度范围一般是如何划分的?5答：在考虑空气压缩性影响时（一般在Ma0.3以上），经常使用马赫数作为速度单位；不考虑压缩性影响，则应该使用km/h、mph、m/s等单位。飞行器速度在Ma0.3以下可以认为是低速（可以不考虑空气压缩性影响）；速度在Ma0.8以下的为亚音速；在Ma0.8~1.2上下为的跨音速；Ma1.2~5的为超音速、Ma5.0以上的为高超音速。6什么是力学的相对性原理?应用它意义何在?答：力学相对性原理（伽利略相对性原理）仅指经典力学定律在任何惯性参考系（惯性系）中数学形式不变，换言之，所有惯性系都是等价（平权）的。7什么是流体的质量连续性定理?其物理含义何在?答：理想流体稳定流动时,不通过流断面上的体积流量相等8什么是流体的伯努利方程,物理意义?答：由不可压、理想流体沿流管作定常流动时的伯努利定理知，流动速度增加，流体的静压将减小；反之，流动速度减小，流体的静压将增加。但是流体的静压和动压之和，称为总压始终保持不变。伯努利定理在水力学和应用流体力学中有着广泛的应用。而且由于它是有限关系式，常用它来代替运动微分方程，因此在流体力学的理论研究中也有重要意义。9简述低速气流在管道中的流动特点答：低速气流的流速与变截面管道的面积成反比，例如面积越大，流速越低。10简述高速气流在管道中的流动特点6答;超速气流的流速与变截面管道的面积成正比，例如面积越大，流速越高。11拉瓦尔喷管是什么形状?气流在其内的流动特点是什么?答：拉瓦尔喷管是火箭发动机和航空发动机最常用的构件，由两个锥形管构成，其中一个为收缩管，另一个为扩张管。喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉。窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底。箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部，穿过窄喉后由后半部逸出。这一架构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化，使气流从亚音速到音速，直至加速至跨音速。12风洞试验有何作用?为保证缩比模型风洞实验结果尽可能与飞行试验结果相符,必须保证缩比模型与飞机之间的那几个方面相似?答：流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。外形相似,即几何相似.其二,运动相似,其三动力相似.13什么是雷诺数,物理意义是?答;雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，以Re表示，Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。衡量作用于流体上的惯性力与黏性力相对大小的一个无量纲相似参数，用Re表示，即Re=ρvl/η，式中ρ——流体密度；v——流场中的特征速度；l——特征长度；η——流体的黏性系数。714超声速气流通过正激波后其流动参数分别是如何变化的?答：经过激波，气体的压强、密度、温度都会突然升高，流速则突然下降。压强的跃升产生可闻的爆响。如飞机在较低的空域中作超音速飞行时，地面上的人可以听见这种响声，即所谓音爆。利用经过激波气体密度突变的特性，可以用光学仪器把激波拍摄下来（见风洞测量方法）。理想气体的激波没有厚度，是数学意义的不连续面。实际气体有粘性和传热性，这种物理性质使激波成为连续式的，不过其过程仍十分急骤。因此，实际激波是有厚度的，但数值十分微小，只有气体分子自由程的某个倍数，波前的相对超音速马赫数越大，厚度值越小.15什么是临界马赫数?简述提高临界马赫数的意义方法.答：物体表面上最大流速达到当地声速时所对应的自由流的马赫数。采用特殊翼剖面（翼型）的机翼。它能提高机翼的临界马赫数，使机翼在高亚音速时阻力急剧增大的现象推迟发生。它的翼型被称为超临界翼型.17什么是局部激波?何为跨声速流场?答：随着飞行马赫数增大,在飞行马赫数还未达到1,即来流速度还在亚声速范围内时机翼表面上仍然会出现小区域的超声速流动并产生局部激波.跨声速流动是流体在流场中速度接近声速的流动。跨声速流动可分为外部绕流（如绕翼型、机身等的流动）和内部流动（如喷管、叶栅等处的流动）两个方面。18什么是超声速飞机的声爆和声障?8答：当物体接近音速时，会有一股强大的阻力，使物体产生强烈的振荡，速度衰减。这一现象被俗称为音障。突破音障时，由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面，在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时，会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为音爆。采用耐热材料（钛合金和不锈钢等）、加装隔热设备、安装冷却系统等，保证飞机不会因高温而损毁。第三章1.神魔是翼型?神魔是迎角？答:翼型：机翼上切下的翼剖面；迎角：翼型与迎面气流的相对位置2.翼型和机翼的几何参数分别有哪些？答：1.翼型的几何参数：翼型弦长、翼型中线、弯度。机翼的几何参数：翼展、翼根弦长、展弦比、平均气动弦长、削根比等3.简述在小的正迎角下，翼型升力产生的原理。答：由于翼型的作用，当气流流过上翼面时流动通道变窄，气流速度增大，压强降低，并低于前方气流的大气压；而气流流过下翼面时，由于翼型前端上仰，气流受到阻拦，且流动通道扩大，气流速度减小，压强增大，并高于前方气流的大气压。因此，在上下翼面之间就形成了一个压强差，从而产生了一个向上的升力94.影响机翼升力的因素有哪些？分别如何影响？答：(1)机翼面积的影响;飞机的升力主要由机翼产生，而机翼的升力又是由于机翼上下翼面的压强差产生的，因此，如果压强差所作用的机翼面积越大，则产生的升力也就越大。机翼面积通常用“S”来表示。需要注意的是，机翼面积应包括同机翼相连的那部分机身的面积。机翼所产生的升力与机翼面积成正比(2)相对速度的影响;风速越大，产生的空气动力也就越大，机翼上产生的升力也就越大。(3)空气密度的影响;(4)机翼剖面形状和迎角的影响;不同的剖面和不同的迎角，会使机翼周围的气流流动状态(包括流速和压强)等发生变化，因而导致升力的改变。5.试述飞机增升装置的种类和增升原理答：(1)改变机翼剖面形状，增大机翼弯度；(2)增大机翼面积；(3)改变气流的流动状态，控制机翼上的附面层，延缓气流分离6.飞机在飞行过程中会出现哪些类型的阻力？试说明低速飞机各种阻力的影响因素及减阻措施答：摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力等。原因及减阻措施:摩擦阻力是由于大气的粘性而产生的。摩擦阻力的大小，取决于空气的粘性、飞机表面的状况、附面层中气