航空航天概论课后习题及答案

航空航天概论课后习题及答案第一章3．国内外第一架飞机为何人何时所制造？1903年美国的莱特兄弟制成世界上第一架动力飞机试飞成功。1909年中国的冯如自行制成第一架飞机试飞成功。4.我国第一架飞机,第一架喷气飞机，第一架超声速飞机，第一架自行设计飞机是什么飞机？何时制成？第一架飞机:初教51953年制成第一架喷气飞机：歼51956第一架超声速飞机：歼61958第一架自行设计飞机：歼教119586活塞式飞机为什么不能实现超声速飞行？A．增加功率就要增加发动机的气缸的容积和数量，导致发动机本身的重力和体积成倍增长，这样不仅会使飞机阻力猛增，还会因为发动机重力过重而使机内部结构无法安排。B．活塞发动机是靠螺旋桨产生拉力的，当飞行速度和螺旋桨转速进一步提高时，桨叶尖端将会产生激波，是螺旋桨效率大大降低，这也限制了飞机速度的提高。第二章1.飞机主要组成部件极其名称和功用？①机身主要用来装载人员，货物，燃油和机载设备，还将机翼，尾翼，起落架，动力装置连接在一起形成一个整体。②机翼主要功用是产生升力；还使飞机具有横侧安定性和操作性；安装发动机，起落架；放置燃油和其他设备。③尾翼保持纵向平衡；使飞机具有纵向和横向稳定性和操作性。④起落架在飞机滑跑，停放和滑行过程中起支撑作用，同时吸收飞机在滑行和着陆是的震动和冲击载荷。⑤动力装置主要用来产生拉力或推力使飞机前进；3喷雾器的液体是怎样喷出来的？对于装有液体的喷雾器，其前端喷口是横截面积很小的孔，当向前活塞时，液体被向喷口压缩，根据连续性定理可知：在相同的时间内，流进任意截面的流体质量等于流出另一截面的流体质量，而喷雾器喷口处流体通道较喷雾器主筒小很多，故而液体必然以较大的速度向外喷出。5熟记机翼几何参数的符号及意义。试比较两个翼型的几何平均弦长CG和翼展长b.（p36）翼展长b表征机翼左右翼稍之间的最大距离。外露根弦c0和翼稍弦长c1几何平均弦长（c0+c1）/26升力是怎样产生的？它和迎角有何关系？产生原理：空气流到机翼前缘时分成流经沿机翼上下表面的两股气流，而在机翼后缘重新汇合后流去。由于上表面比较凸出，流管变细，由连续性定理可知，其流速加快，又根据努伯利定理定律，气压力降低；在机翼下表面，气流受到阻挡作用，流管变粗，流速减慢，压力增大。于是机翼上下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力总和就是机翼的升力。与迎角的关系：在一定范围内，升力随迎角的增大而增大，当超过临界迎角时，升力迅速下降。7什么是迎角？怎样判断迎角的正负？翼弦与相对气流方向所夹的角叫迎角α。相对气流方向指向机翼上表面，为负迎角；相对气流方向指向机翼下表面，为正迎角；气流方向与翼弦重合，迎角为零。9低速飞机各种阻力的影响因素及减阻措施？各种阻力的影响因素：①迎角改变对机翼阻力的影响。迎角增加，阻力增加，临界迎角后，阻力急剧增加②飞行速度v和空气密度ρ对阻力的影响。阻力随气流速度密度增大将增大③机翼面积、机翼形状和表面质量对阻力的影响。减小飞机阻力可采取的措施有以下：①要减小摩擦阻力,设计时应尽可能缩小飞机与空气相接触的表面积。②要减小压差阻力，应尽可能将暴露在空气中的各个部件或零件做成流线型的外型，并减小迎风面积。③要减小诱导阻力，低速飞机可增大展弦比和采用梯形翼④要减小干扰阻力，设计时要妥善按排飞机各部件的相对位置，同时在各部件连接处安装整流包皮。10.认识几种气动曲线，了解其意义，并找出其特殊迎角。①升力系数曲线（CL-α曲线）表达了升力随迎角的变化规律。可以找出零升力迎角和临界迎角②阻力系数曲线（CD-α曲线）表达了阻力随迎角的变化规律。可以找出临界迎角。③升力比和升阻力比（升阻比）曲线表达了升阻比随迎角而变化的规律。可以找出有利迎角（最大升阻比对应的迎角）和零升力迎角12.上反角/后掠角如何保证飞机具有横侧稳定性？试绘图分析。相关概念：上（下）反角：机翼装在机身上的角度，即机翼与水平面所成的角度。也就是从机头沿飞机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理，向下垂时的角度就叫下反角。后掠角：机翼前缘线同垂直于翼根对称平面的直线之间的夹角。机翼后掠角与横侧向稳定性上反角：如上图，当一阵风吹到飞机的左翼上，使飞机的左翼抬起，右翼下沉，飞机受扰动而产生向右的倾斜，使飞机沿着合力的方向沿右下方产生侧滑。此时，因上反角的作用，右翼迎角增大，升力也增大；左翼则相反，迎角和升力都减小。左右机翼升力之差形成的滚转力矩，力图减小或消除倾斜，进而消除侧滑，使飞机具有自动恢复横侧向平衡状态的趋势。后掠角：如上图，当一阵风吹到飞机的左翼上，使飞机的左翼抬起，右翼下沉，飞机受扰动而产生向右的倾斜，使飞机沿着合力的方向沿右下方产生侧滑。由于后掠角的存在，使飞机右翼的有效速度〉左翼的有效速度，所以，右翼的升力〉左翼的，左右机翼升力之差形成的滚转力矩，力图减小或消除倾斜，进而消除侧滑，使飞机具有自动恢复横侧向平衡状态的趋势。13.上反角的作用是什么？为什有的飞机采用下反角？试绘图分析。产生滚转力矩使飞机自动恢复原来横侧向平衡状态，保证飞机横侧定性。采用下反角的机翼可以削弱后掠机翼的横侧稳定性过大而产生的飘摆现象；此外，有的上单翼飞机也采用下反角，便于发动机的安装和拆卸。14.平尾和垂尾各有那些作用？平尾：保证飞机的纵向（俯仰）的平衡，并使飞机在这个方向具有必要的稳定性和操作性。垂尾：保证飞机的横向（偏航）的平衡，并使飞机在这个方向具有必要的稳定性和操作性。15.飞机要左转弯，驾驶员应如何操纵飞机？飞行员向前蹬左脚蹬，方向舵左偏，飞机左转弯。16.气动增升装置的原理是什么？分析富勒襟翼的增升原理。气动增升装置的原理：用增加机翼弯度，面积和延迟气流偏离的方法来增加升力。富勒襟翼的增升原理：富勒襟翼是一种后腿式开缝襟翼。使用时襟翼沿滑轨后退，同时下偏，这样既增加了机翼弯度，又增加了机翼面积，并且机翼下边的气流通过缝隙吹走机翼上边后缘的涡流，增升效果明显。17.起飞着陆距离受哪些因素的影响？如何缩短起飞着陆距离？影响因素：发动机推力，飞机起飞重量，空气密度，离地和接地时的升力系数。缩短起飞着陆距离措施：尽可能的将机场建在空气密度大的地区，提高离地、接地时的升力系数，起飞时加大发动机的推力，着陆时使用增升装置、矢量喷管、阻力板、阻力伞，发动机反推力装置、反桨装置、刹车装置。18.载荷因素的意义和作用是什么？与飞机机动飞行有何关系？意义和作用：根据测得的载荷因素值就能很方便的求出飞机所受的实际载荷大小，这就便于设计结构、检验强度、刚度是否达到要求。飞机在做机动飞行时的受载情况相当复杂，飞行员就可以参照飞机的各项载荷因素极限值安全的操控飞机。22.波阻是怎样产生的？其影响因素有哪些？飞行马赫数超过临界马赫数以后，在机翼上、下表面出现了局部激波；超声速飞行以后，机翼前缘又产生了头部激波，使飞机的阻力急剧增大，这种由于出现激波而产生的额外阻力叫做波阻。影响因素：飞行速度，机翼形状，展弦比大小，飞机表面质量。24.减小波阻有哪些措施？机翼平面形状：设计制造后掠翼飞机；小展弦比，维护时保持飞机表面的外形和光洁度。机翼翼型：小后弦比、对称形、最大位置靠前、尖前缘提高临界m，降低波阻25.哪些飞机需要装翼刀？为什么？某些高速后掠翼飞机上安装了翼刀。因为后掠机翼会增加翼尖附面层的厚度，致使大迎角下翼尖气流提前分离造成翼尖失速（翼尖升力减小）。机翼上加装翼刀后（或前缘开缺口、锯齿），可有效的阻挡机翼气流横向流动。26.飞机需要变后掠翼？为什么？某些高速飞机采用了变后掠机翼。因为大后掠翼，小展弦比机翼虽对提高临界马赫速，减小波阻对高速飞行有利，但当高速飞机在作低速飞行时就使得其飞行性能变差。后掠角机翼能解决这一问题，飞行时可通过使机翼向前或向后转动来改变后掠角和展弦比从而适应飞机低速和高速飞行。27.哪些飞机需要差动平尾？为什么？某些高速飞机采用了差动平尾。因为这种机翼的特点是当在左、右压杆时，左、右平尾反向偏转，以产生附加的滚转力矩，起到副翼的作用，加大了横向操纵性。28.大后掠机翼有何优缺点？如何改进？优点：后掠机翼与平直机翼相比可以推迟激波的产生，这主要是由于后掠翼降低了机翼上的有效速度。缺点：前缘后掠角过大，后掠机翼根部结构受力情况恶化，将增加结构重量；另外低速时的空气动力特性也将恶化，升力下降，阻力增加。改进措施：采用三角形机翼可以解决后掠机翼根部结构受力情况恶化和低速时的空气动力特性恶化等问题；大后掠机翼上加装翼刀后，可有效的阻挡机翼气流横向流动；另外采用变后掠翼机翼也能使高速飞机适应低速飞行。第三章1.对飞机结构的一般要求是什么？A空气动力要求B飞机的强度和刚度要求C飞机的工艺性要求D飞机的使用、维护要求*3.蒙皮骨架式机翼的主要受力构件的名称是什么？它们的主要作用是什么？受力构件名称：机翼的受力构件包括内部的骨架和外部的蒙皮，还有与机身联结的接头主要作用：①纵向骨架——承受弯矩，剪力；支撑蒙皮，将气动力传给翼肋。②横向骨架——维持翼型，把蒙皮和桁条的力传给翼梁；加强翼肋除普通翼肋作用外，承受集中力。③蒙皮——维持气动外形，将气动力传给桁条和翼肋；与翼梁纵墙的腹板形成闭室承受扭矩。④与机身联结的接头。*4.机翼的构造形式有哪几种？各有何特点？机翼的构造形式基本可分为两大类：①布质蒙皮（蒙皮只能承受空气动力载荷）②金属和复合材料蒙皮（蒙皮不但可承受空气动力载荷，而且在不同程度上可承受弯曲、扭转和剪切等载荷）②夹芯蒙皮：刚性好，轻、隔热、抗疲劳、密封好，但制造、连接修补困难*5.蒙皮骨架式机身的主要受力构件的名称是什么？它们的主要作用是什么？①桁梁承受局部气动载荷；是桁梁式机身承受弯矩的主要构件。②桁条加强蒙皮和提高蒙皮承受外载荷的能力；是桁条式机身承受弯曲的拉压应力的主要部件。③隔框保持机身的外形，承受集中载荷。④蒙皮承受气动载荷，形成和维持机身的气动外形，以剪切形式承受剪力和扭矩；是硬壳式机身承受全部载荷的部件。6.起落架的配置有哪三种？为什么现代飞机普遍采用前三点式？起落架的配置形式：前三点式，后三点式，自行车式和多支柱式。前三点式起落架在现代飞机中得到广泛应用。原因是：①前三点可强力制动而无“倒”立危险。②前三点式具有滑跑稳定性，起飞着陆容易操纵。③前三点式机身轴线基本水平，驾驶员视界好，可安装喷气发动机，并可避免喷气发动机的燃气烧坏跑道*7.试简述空气—油液减震器的功用和工作原理？功用：吸收并耗散飞机着陆和地面滑跑时的撞击能量以减少作用在结构上的载荷。原理：利用气体产生尽可能大的压缩变形来吸收撞击动能，利用油液高速流过节流小孔的摩擦消耗能量（气储存和释放能量）。8.歼击机的主要任务是什么？试简述第四代歼击机的主要特点？主要任务是：与敌方歼击机进行空战，夺取空中优势，其次是拦截敌方轰炸机、强击机和巡航导弹；还可携带一定数量的对地攻击武器，执行对地攻击任务。第四代歼击机的主要特点：1.发动机在不开加力时具有超音速巡航的能力；2.良好的隐身性能；3.高敏捷性和机动性特别是过失速机动能力；4.短距起落性能；5.目视格斗、超视距攻击和对地攻击的能力；6.高可靠性和维护性。9、战略轰炸机的主要任务？B-2在隐身方面有何特点？深入敌后战略轰炸。B-2：B—2的隐身性能首先来自它的外形。B—2A的整体外形光滑圆顺，毫无“折皱”，不易反射雷达波，蜂窝状雷达吸波结构（RAS）、锯齿状雷达散射结构，机体表面还涂有雷达吸波材料（RAM），S形进气道和V形尾喷管位于机体的上部，使其雷达和红外可探测性降到最低，其雷达反射截面积仅为B-52飞机的1/1000.第四章2.发动机功率越大性能越好，这结论对吗？不对，对于发动机的性能指标，不能单看功率，应是多方面的综合考虑。如：对于活塞式发动机的性能主要由发动机功率，功重比，燃油消耗率来决定；对于喷气式飞机则主要由推力，推重比和燃油消耗来衡量。6.什么叫喷气发动机的推重比？发动机产生的推力于发动机的重力的比值。7．试述涡喷发动机的主要部件名称及其功用？①进气道：整理进入发动机的气流，消除旋涡，并利用飞行时冲入的气流来提高压力②压