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1、单元五 飞机飞行的原理与飞行过程,主要内容,飞机飞行的原理飞机飞行的过程飞机飞行的环境,飞行的基本原理,思考：飞机升力是如何产生的？,飞机升力的产生,升力的主要来源是机翼，原理是基于伯努力定理。伯努力定理推导的结论：流体速度大时,它产生的压力小,流体速度小时产生的压力大;机翼升力的产生(图示)：,迎角,飞机的迎角是指原前方的相对气流与飞机弦线的夹角.弦线是飞机机翼前缘与后缘的连线.,思考：飞机起飞和降落是顺风还是逆风好？,飞机飞行时受到的作用力,思考:飞机在空中飞行时受到哪些作用力？重力升力推力阻力(摩擦阻力激波阻力)思考:阻力产生的原因?,高速飞行的问题,激波产生原因音障:由于激波的产生使阻
2、力急剧上升,升力下降,这个现象被称为音障.,激波阻力,马赫数,马赫数：飞机飞行的速度与音速的比值。M值的范围：1.3 超音速飞机民航飞机应用的M值为0.750.92(高亚音速飞机）,局部激波,图示:掠角:,如何解决局部激波问题,后掠机翼平直机翼前掠机翼,飞机的飞行控制,飞机的平衡飞机三个主操纵面俯仰：抬头向上或低头下降。（水平尾翼的升降舵）侧倾：一侧的机翼高于另一侧的机翼。（机翼上的副翼）偏航：向左向右转（垂直尾翼方向舵）思考:为什么在飞机上不能随意更改自己的座位?为什么飞机在起飞前30分钟就停止值机?,民航飞机的运行和性能,飞机的飞行过程：飞机要完成一次飞行任务要经过滑行、起飞、爬升、巡航、
3、下降、着陆几个阶段。整个飞行过程中，操作最复杂的是起飞和降落阶段，据统计航空事故的68%出现在这两个阶段，因而在飞机设计上和驾驶员的训练上这两个阶段都是重点，以确保飞行安全。,飞机起飞视频看笨重的747飞机起飞-视频-优酷视频-在线观看-笨重 飞机 747 起飞,滑行,飞机完成航班飞行前各项地面勤务工作。向航空管制部门、塔台申请并获准后，在机坪上启动发动机，经滑行道到达跑道端准备起飞。滑行段是飞机重量最大的时刻，也是驾驶员做起飞前各种准备和检查的时刻，同空中飞行一样也需认真小心。,起飞,飞机起飞是一个直线加速运动，是飞机功率最大和驾驶员操作最繁忙的时候;决断速度思考：飞机滑跑到跑道端，有时要等
4、好久才起飞，为什么？,起飞距离,从飞机滑跑开始到飞越35米高度的地面距离称为起飞距离，起飞距离越短越好。这个距离的长短取决于发动机的推力的大小，增升装置的性能，同时也和海拔高度及地面温度有关。,爬升阶段,爬升阶段固定的角度持续爬升优点：节省时间，但发动机所需的功率大，燃料消耗大。阶梯式的爬升优点：由于飞机的升力随速度升高而增加，同时燃油的消耗使飞机的重量不断减轻，因而这样的爬升最节约燃料。,巡航阶段 飞机达到预定高度后，保持水平等速飞行状态，这时如果没有天气变化的影响，驾驶员可以按照选定的航线以一定速度和姿态稳定飞行，飞机几乎不需要操纵,驾驶员一般只需进行必要的监控。这一阶段的飞行事故率最低。
5、下降阶段 在降落前半小时或更短的飞行距离时驾驶员开始逐渐降低高度，减慢飞行速度,到达机场的空域上空。,进近和着陆阶段 进近也叫进场，指飞机在机场上空由地面管制人员指挥对准跑道下降的阶段。这个阶段飞机需要按规则饶机场飞行后直接对准跑道，飞机减速，放下起落架。着陆距离由50英尺高度到完全停止的距离称为着陆距离，这个距离也是越短越好。思考：飞机为什么有时在机场上空徘徊，却不降落？,飞机的各种重量的关系,最大起飞重量（MTOW）最大着陆重量（MLW）最大无燃油重量（MZFW）使用空机重量（OEW）业载：燃油重量,最大起飞重量：指飞机适航证上所规定的该型飞机在起飞时所许可的最大重量。最大着陆重量：是飞机
6、在着陆时允许的最大重量，它要考虑着陆时的冲击对起落架和飞机结构的影响，大型飞机的最大着陆重量小于最大起飞重量，中小飞机两者差别不大。由飞机制造厂和民航当局所规定。空机重量:或称飞机基本重量,指除商务载重（旅客及行李、货物邮件）和燃油外飞机作好执行飞机飞行任务准备的飞机重量。,业载：业务载荷，也称商载。指飞机可以用来赚取利润的商业载荷。旅客:总重量为座位数X旅客平均重量，我国一般旅客(含随身携带的行李)平均重量按75公斤计算。行李货物,各种重量之间的关系,最大起飞重量=使用空机重量+燃油重量+商载,业载航程图,思考：商载与航程之间的关系？航程和业载是飞机完成飞行任务的最主要的指标。业载航程图就是
7、表示航程、业载和飞机的重量及燃油量相互之间的关系。,飞机的综合性能指标P127,业载航程图飞行的速度和高度速度：高亚音速度飞行高度P120经济性能：燃油利用率；维修性和可靠性；适应性；安全性舒适性,图：A380休闲区,大气层的构造,大气层：0100公里（航空活动）近地空间：10020003000公里 电离层和逸散层（载人航天器）大气层的构造：对流层平流层,大气层的构造,对流层也称为变温层，海平面算起平均高度为11公里；这是航空器活动的主要区域；有云、雾、风、雪等气候现象；平流层：下部同温层，温度相同，为-56.5；因为无水蒸汽，故无云、雾、雪等气候现象；思考：民用航空器活动的空间范围？,航空器
8、活动的空间,航空器活动在对流层和平流层下部；（018公里）；无增压舱的小型飞机：06公里大型和高速的喷气客机：713公里超音速和一些高速军用飞机：13.518公里,大气物理参数,航空器活动的环境为大气空间，对飞行影响最大的大气物理参数是气压、温度、空气密度和音速。空气密度 概念：空气密度是指单位体积内的空气质量。理解：空气的密度如同人口密度一样，人口密度越大，单位体积内人口的数量就越大，空气密度越大，单位体积内空气分子的数量就越多，反之，越少。思考：空气密度对飞机飞行的影响？,空气的温度（T）,概念：空气的温度指空气的冷热程度。单位：我国常用：摄氏温度理论计算中，常用绝对温度 T，单位：开氏度
9、 K；绝对温度：当分子停止不规则热运动时，即分子的平均速度为零时，此时的温度为绝对零度。K=273+c每升高1000米，温度下降6.5C，在11公里26公里，温度为-56.5C；,大气压力,概念：空气的压强，物体单位面积上所承受的空气的垂直作用力。思考：随着高度的增加，空气压力如何变化？单位工程上 公斤/平方米 公斤/平方厘米 国际 帕斯卡（Pa）；牛/平方米；毫米汞柱（mmHg）,温度随高度(h)的变化,温度 因为飞机一般在对流层和平流层飞行。在11Km以下，每升高1Km，温度下降6.5C，这一层称为对流层。在11Km到3540Km的距离称为平流层，在这一层，空气的温度不会变化，一般保持在-
10、56.5C。因此这一层又称为恒温层。,密度、温度、压力随高度(h)的变化,密度是单位体积空气的质量，因此，随高度的增加，空气的密度就会越小。大气压随高度的升高而降低。温度 三者随高度的变化，对飞行有很大的影响。飞行高度太高，空气密度很小，发动机的效率就会很低（发动机燃烧需要氧气）；飞行高度太高，空气压力很小，对飞机结构、机载设备机上人员都是很大的威胁。,飞行高度的确定,场压高度：机场当地海拔高度的气压高度为零，飞机高度表上表示出来的高度就是机场上空的相对高度距离，即场压高度。飞机在起飞和降落时，必须知道和机场之间的相对高度，以确保高度表指示出与机场地面及地面障碍物之间的距离，因此要使用场压高度
11、。海平面气压高度：以当地实际海平面的气压数据作为高度的基准面，飞机高度表上表示出来的高度就是飞机的实际海拔高度，即海平面气压高度。飞机在爬升和下降阶段需要知道它的真实海拔高度，以便通过航图确定和下面地形之间的高度距离，因此需要海平面气压高度。标准气压高度：以国际标准大气的基准面得到的高度称为标准气压高度，为标准气压高度。飞机在巡航阶段，为了使空中飞行的各航空器有统一的高度标准，避免因高度基准不同而导致的垂直间隔不够而出现故障，因此使用标准气压高度。,思考：哪些天气状况影响飞机的飞行？FS2004 恶劣天气飞行-视频-在线观看-土豆网,影响飞行活动的天气情况,云和能见度雾降水风沙尘暴,资料：可见
12、度的影响,在具有仪表着陆系统的机场上，飞机虽然可以在低能见度下着陆，但目前世界上较大的机场，当跑道视距小于400米，判断高度低于30米时，飞机就难以着陆。中国民航规定：一般情况，跑道视程在550米以下时，禁止飞机着陆；跑道视程在500米以下时，禁止飞机起飞；,云对飞行的影响,云是在飞行中经常遇到和常会给飞行活动带来影响的一种气象条件。对飞行的影响主要有：云底高度很低的云影响飞机的起降；云中能见度很坏，影响目视飞行；云中的冷却水水滴使飞机积冰；云中的湍流造成飞机颠簸；云中明暗不均容易使飞行员产生错觉；云中的雷电损坏飞机等等。,例：云对飞行的影响,1981年4月21日，民航北京管理局一架飞机在南海
13、北部湾四号钻井平台起飞，因天气不好飞行员产生错觉，飞机飞入海中。1993年10月26日，东方航空公司一架飞机在福州机场着陆过程中，因下雨，云低，飞机冲出跑道。1985年有3架安-24飞机因机场低云、低能见度，在着陆时发生飞行事故。,资料：气象对航空事故的影响,航空事故的原因：机械故障、飞行人员操纵错误、指挥不当、气象条件恶劣等等。对航空事故和事故征候的分析表明，恶劣的气象条件往往是航空事故的直接原因和间接原因。ICAO统计，仅仅由于天气造成的严重航空事故，占事故总数的1015，如果把天气虽不是事故的直接原因，但天气促成了事故的发生，大约每三次事故中就有一次是直接或间接由恶劣天气造成的。据美国统
14、计，在19621986年间，直接由气象原因造成的飞行事故就有32起，亡789人，伤321人。,对飞机产生严重危险的气象：,雷暴：暴风雨、闪电；风切变：风的速度和方向的突然改变；颠簸：不稳定的气流的上、下运动；晴空湍流飞机后面的尾流（大飞机尾流可延伸300米左右）。,颠簸对飞行的影响,颠簸使机身振颤，会使进入发动机气道的空气量显著减少，严重时会造成自动停车。强的颠簸会使机组和旅客十分疲劳，头昏眼花，恶心呕吐。特别是突然强烈颠簸，如果未系好安全带，会造成乘客伤亡。例：2002年1月25日，南航b757飞机执行深圳武汉航班任务，当飞机下降至7800米时，突然遇到严重颠簸，导致1名乘务员受伤，5名乘客
15、因惊吓到医院检查。1992年5月22日，一架b767飞机从上海飞往北京，在济南以南90公里、9000米高空，遇到强急流和晴空颠簸，造成4名乘务员和多名旅客受伤。思考：如果你是乘务员，应该注意什么？,资料,例如，2006年10月29日，尼日利亚ADC航空公司一架注册号为5N-BFK的波音737-200客机在阿布贾国际机场向塔台请示起飞，由于当时机场周围正下着暴雨，不具备飞行条件，管制人员曾一再建议机组等候暴雨停息后再起飞，但机长无视管制员的建议，鲁莽决定冒雷雨起飞，结果酿成惨剧-起飞5分钟后飞机不幸坠落在一片玉米地里并燃烧起火，飞机报废，机上105人中96人遇难，一名地面人员被砸死。,资料：雷暴
16、的影响,2006年8月22日，一架俄罗斯普尔科夫航空公司的图154客机（注册号RA-85185）在乌克兰顿涅茨克以北45千米处坠地起火直至损毁，机上10名机组人员和160名乘客全部遇难。调查结果显示，因为飞机在恶劣的天气条件下穿越雷雨锋面（雷雨云层）时，机组没有清楚了解雷雨锋面的实际厚度就擅自决定从锋面上部绕飞。而当时的雷雨锋面高度在15000米左右，是图154飞机所能达到的极限高度。当飞机爬升到15000米时候，正好遇到强烈的气流。在颠簸中2台发动机同时停车，飞机急速下降至12000米，完全进入强烈雷雨区，随后便失去了控制，约4分钟后坠毁。,航线,航线：飞机从地球表面一点到另一点的预定的路线
17、称为航线。地球上的连线有多种，但作为航线一般使用大圆航线和等角航线。大圆航线概念：地面上任何两点和地心构成一个平面，该平面与球面的交线为连接这两点的大圆，沿着大圆在两点之间弧线的航线为大圆航线。特点：距离最短，节约燃油和时间；航行中，方向始终改变（除赤道和经圈与大圆重合，方向不会改变外），对驾驶员带来不便。,等角航线,概念：两点间按它们的相对方位，以不变的方位角连接起来的航线，称为等角航线。特点：航线角始终不变，驾驶方便；距离较长。实际应用中，视情而定，航程短，用等角航线；航程长用大圆航线。航线：大圆航线：大圆航线的距离最短，故常被采用；等角航线：航线角不变。,等角航线：是地球表面上与经线相交
18、成相同角度的曲线。在地球表面上除经线和纬线以外的等角航线，都是以极点为渐近点的螺旋曲线。,大圆航线：地球面上两点间最短距离是通过两点间的大圆弧，也称为大圆航线。,4.4 世界地图投影,距离与航线,距离：1英尺=0.305米；1英寸=2.54厘米 1公斤=2.205磅 1海里=1.853公里；1英里=1.609公里,时刻的种类及其相互关系,时段和时刻时刻的种类及其相互关系地方时：人们把太阳正对头顶，即当地经线正对太阳的时刻，作为正午12时，正背太阳的时刻做为0时；区时：北京时间：东8区区时为我国的标准时间。世界时：0区的区时作为标准时；协调世界时：国际民航组织规定，国际航线统一使用协调世界时；,
19、地球的经线与纬线,区时的产生,地球总是自西向东自转，东边总比西边先看到太阳，东边的时间也总比西边的早。东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计，而且还要以分和秒来计算，这给人们的日常生活和工作都带来许多不便。各国的时间使用地方时，没有统一换算方法，给交通和通讯带来不便。（时差的意识在此前就有，只是没有形成完善制度）为了统一，世界采取了时差制度并且遵循此制度，各国时间历法都以此制度为基础。,区时,地球每24小时自转一周（360），即一小时转过经度15。因此，国际上规定，每隔15划分一个时区，全球可分为24个时区。以本初子午线为基准，从西经7.5至东经7.5，划分为中时区，或叫零时区。在中时区以东;东
20、十二区、西十二区。每个时区的中央经线，叫做该时区的“标准经线”，整个时区内一般都统一使用标准经线上的时间，因此，标准经线上的时间是整个时区的“区时”。,区时,为了克服时间上的混乱，1884年在华盛顿召开的一次国际经度会议上，规定将全球划分为24个时区。它们是中时区（零时区）、东1-12区，西1-12区。每个时区横跨经度15度，时间正好是1小时。每个时区的中央经线上的时间就是这个时区内统一采用的时间，称为区时。相邻两个时区的时间相差1小时。,北京时间,我国把首都北京所在的东8区的时间作为全国统一的时间，称为北京时间。,区时的计算,区时的计算遵循“东加西减”的原则。乙地的时间=甲地的时间甲、乙两地所在时区的区时差（乙地在甲地的东侧用“+”，乙地在甲地的西侧用“”）。,国际日期变更线,到国际日期变更线的时候，时间又整整快了24小时，所以再次穿越国际日期变更线后要再减1天。自西向东减1天，自东向西加1天。,协调世界时,意义：地球自转速度不均匀，为了弥补原子钟测出的较准确的时间与地球自转测出的时间的差异，引入了协调世界时的概念。概念：以原子频率为基础，同时又要协调它和地球自转的时刻一致的时间标准称为协调世界时国际民航组织规定国际航线统一使用协调世界时。计时方法为：24小时计时法。从0时24时，正午为12时，下午1时为13时。则下午1时8分6秒计为130806。,
