飞行动力学.ppt

第一章飞行动力学空气动力学与飞行力学蝎可亮迁愉擎蚊扳谐勿魏牧延梆虞暗要旷耀杉采偷毁饰谦敲旁纫去酋藉贩飞行动力学飞行动力学飞行控制系统:飞行器+控制系统闭合回路飞行器:在空气中的运动体,一个复杂的被控对象,要想控制它,需要了解气流特性与飞行器的特性空气动力学:研究空气的流体特性飞行力学:研究飞行器在大气中飞行时的运动规律,建立飞行器动力学方程引言棠舆撰锈仆侠偶卜已宏草司民豁逆樟剐镊獭梦霍啸魏捉琢鳖虑阀酥董选奉飞行动力学飞行动力学第一节空气动力学的基本知识第二节飞行器运动参数与操纵机构第三节空气动力与气动系数本课程内容攀尝袭尿伴帽衍哦饮携态茵绞巩衙苫听睦俘篷寻锈浴攻冰或罚辞聘肆阅鞭飞行动力学飞行动力学第一节空气动力学的基本知识一、流场定义可流动的介质(水,油,气等)称为流体,流体所占据的空间称为流场。流场的描述速度、加速度以及密度p、压强p、温度T(流体的状态参数)等—几何位置与时间的函数(1)流体微团:空气的小分子群,空气分子间的自由行程与飞行器相比较太小,可忽略分子的运动(2)流线:流体微团流动形成的轨线,流线不相交、流体微团不穿越流线荡吗创搀聋加急湛副歹酬赤耀硒怀胀弹沏排枕悠恋讨撑济靛涵屏措帧连欠飞行动力学飞行动力学一、流场(续)(3)流管:多个流线形成流管(4)定常流:流场中各点的速度、加速度以及状态参数等只是几何位置的函数,与时间无关(5)流动的相对性物体静止,空气流动物体运动,空气静止相对速度相同时,流场中空气动力相同帮蜡榷享菇扳襟旨澳洒泊浮鹊氰厉捐谐隔儿烯蔷铭打锥燕拽倪缝惹婆桑揽飞行动力学飞行动力学二、连续方程在流管上取垂直于流管中心线上流速方向的两个截面,截面I:截面Ⅱ:空气流动是连续的,处处没有空隙,定常流—流场中各点均无随时间分子堆积,因而单位时间内,流入截面Ⅰ的空气质量必等于流出截面Ⅱ的空气质量质量守恒原理在流体力学中的应用或写成:在V小、小范围内连续方程:A大,V小A小,V大展盈失掸茄芥凸渔噶真战汞捌虹科轮园瘪纂畦坯摸绞陈捻痘尺扣板祷心瞬飞行动力学飞行动力学三、伯努里方程(能量守恒定律)在低速不可压缩的假设下,密度为常数伯努里方程:其中:P-静压,1/2V2—动压,单位体积的动能,与高度、速度有关表明静压与动压之和沿流管不变当V=0,p=p0,—最大静压V大,p小;V小,p大茶兄工闻习发蟹兄槛棺贡赂纹压嘶职菇罩妊次碴镍履虚宰拄但煮恢巷废讼飞行动力学飞行动力学四、马赫数M马赫数定义为气流速度(v)和当地音速(a)之比:音速:T:空气的绝对温度a与温度有关,表示空气受压缩的程度,M与a都是几何位置的函数临界马赫数Mcr远前方的迎面气流速度V与远前方空气的音速a之比迎面气流的M数超过Mcr时,翼面上出现局部的超音速区,将产生局部激波飞行速度定义M<;<M<Mcr为亚音速飞行;Mcr<M<;<M<5为超音速飞行,M>5为高超音速飞行福涎几侦湘乃试吓铅精鸡艾溅沪袒恢场趟冉螺砂城窍告锨弓底矾稗斗拄逞飞行动力学飞行动力学五、弱扰动的传播飞机在大气中飞行—扰动源扰动源以速度V在静止空气中运动,相当于扰动源静止而空气以速度v流动1)V<a,M<1—前方空气受扰,变化不大(b)2)V=a,M=1—扰动源与扰动波同时到达,前方空气(c)扰动只影响下游3)V>a,M>1—前方空气未受扰飞机前临近空气突然,形成激波(d)受扰区限于扰源下游的马赫锥内六具芽匣卿炉众篷以航悲列姓六刀绥匙洲涤犹甥徘矗放稻咳汝眉鸟鸦语堵飞行动力学飞行动力学六、激波气流以超音速流经物体时,流场中的受扰区情况与物体的形状有关,超音速—强扰动,产生激波激波实际上就是气流各参数的不连续分界面在激波之前,气流不受扰动,气流速度的大小和方向不变,各状态参数也是常数;气流通过激波,其流速突然变小,温度、压强、密度等也突然升高钝头物体的激波是脱体波(正激波),产生大波阻楔形物体的激波是倾斜的(附体波),波阻较小,用于超音速飞机的机头变撑鼠途伸栓龋漓睛蓄压导催岛粟请斜颗针透迁享雌释楼皂袄拈请箕吞龋飞行动力学飞行动力学