民用飞机与飞行安全

2019年10月2日星期三1民用飞机与飞行安全2019年10月2日星期三2主要内容：1.飞行原理2.民用飞机的组成与功能3.民用飞机介绍4.影响飞行安全的因素2019年10月2日星期三31.1基本概念与基本定理相对运动原理：飞机以一定速度作水平直线飞行时，作用在飞机上的空气动力与远前方空气以该速度流向静止不动的飞机时所产生的空气动力效果完全一样。这就是飞机相对运动原理。vv2019年10月2日星期三4质量守恒与连续方程取横截面1，2，3，假设在流管中流动的流体质量既不会穿越流管流出，也不会有其它流体质量穿越流面流入，则通过流管各截面的质量流量必须相等。2019年10月2日星期三5在单位时间内，流过变截面管道中任意截面处的气体质量都应相等，即该式称为可压缩流体沿管道流动的连续性方程。当气体以低速流动时，可以认为气体是不可压缩的，即密度保持不变。则上式可以写成该式成为不可压缩流体沿管道流动的连续性方程。111222333vAvAvA常数112233vAvAvA常数2019年10月2日星期三6连续性方程的物理意义它表述了流体的流速与流管截面积之间的关系。也就是说在截面积小的地方流速大，截面积大的地方流速小。例如在河道窄的地方，水流得比较快；而在河道宽的地方，水流得比较慢。2019年10月2日星期三7伯努利方程由能量守恒定理描述流体流速与压强之间的关系。在管道中稳定流动的不可压缩理想流体，在管道各处的流体动压和静压之和应始终保持不变即：静压+动压=总压=常数如果用P代表静压，代表动压，则任意截面处便有2211221122PVPV常数212v2019年10月2日星期三8伯努利定理的物理意义上式就是不可压缩流体的伯努利方程，它表示流速与静压之间的关系，即流体流速增加，流体静压将减小；反之，流动速度减小，流体静压将增加。2019年10月2日星期三9由连续性定理和伯努方程可知，流体在变截面管道中流动时，凡是截面积小的地方，流速就大，压强就小；凡是截面积大的地方，流速就小，压强就大。2019年10月2日星期三101.2升力产生的机理由于翼型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；相反下翼面处流动通道变宽，气流速度减小，压强增大。上下翼面之间形成了一个压强差从而产生了一个向上的升力。2019年10月2日星期三111.3飞机的飞行性能1、飞行速度（1）最小平飞速度最小平飞速度是指在一定高度上飞机能维持水平直线飞行的最小速度。（2）最大平飞速度最大平飞速度是指飞机水平直线平衡飞行时，在一定的飞行距离内，发动机推力最大状态下，飞机所能达到的最大飞行速度。它是一架飞机能飞多快的指标。2019年10月2日星期三12（3）巡航速度巡航速度是指发动机每公里消耗燃油量最小情况下的飞行速度。巡航速度显然要大于最小平飞速度，小于最大平飞速度。飞机以巡航速度飞行最经济。（客机通常以巡航速度飞行）。波音747客机2019年10月2日星期三132、航程航程是指在载油量一定的情况下，飞机以巡航速度所能飞越的最远距离。它是一架飞机能飞多远的指标。3、静升限升限是一架飞机能飞多高的指标。飞机的静升限是指飞机能做水平直线飞行的最大高度。2019年10月2日星期三144、起飞着陆性能（1）飞机的起飞性能飞机的起飞过程是一种加速飞行的过程，它包括地面加速滑跑阶段和加速上升到安全高度两个阶段。2019年10月2日星期三15（2）飞机的着陆性能飞机的着陆过程是一种减速飞行的过程，它包括下滑、拉平、平飞减速、飘落触地和着陆滑跑五个阶段。2019年10月2日星期三162、民用飞机的组成与功能大多数民用飞机主要由机体、动力装置和系统组成。2019年10月2日星期三172.1机体1.机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。2019年10月2日星期三182.机翼——机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。2019年10月2日星期三193.尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。2019年10月2日星期三204.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。2019年10月2日星期三212.2动力装置1.动力装置的功用发动机用于产生推力，使飞机满足飞行性能要求。发动机应稳定地工作，以保证飞机在其允许的飞行范围内可靠飞行。此外，发动机还要驱动发电机、液压和燃油系统的泵，对机上的环控系统和防冰系统提供气源。2019年10月2日星期三222.动力装置的组成一般的动力装置由下列几部分组成：带有启动、控制和检测系统及部件的发动机；带有整流罩的螺旋桨（对于活塞式和涡轮螺旋桨发动机）；用于安装和固定发动机的框架、空间杆系结构、机身部件上的承力接头，或安装在机翼上需要的挂架和短舱；2019年10月2日星期三23进排气装置（包括进气道调节系统）；火警及灭火系统；发动机及其部件的外部冷却系统；发动机的通气与漏油系统；发动机操纵系统；发动机的启动与补氧系统；辅助动力装置安装（对于带有辅助动力装置的飞机）；2019年10月2日星期三24秦岭”WS-9涡扇发动机3.民航飞机常用的发动机为涡轮风扇发动机特点：•能量损失小•耗油率低•经济性好•噪音水平低•效率高•起飞推力大2019年10月2日星期三252.3系统1.燃油系统燃油系统的功用是贮存飞机所用的燃油，并保证在飞机所有规定的飞行状态和工作状态下，向发动机连续、可靠地供油。此外，还有利用燃油冷资源冷却其他设备的辅助功能。燃油系统组成燃油箱分系统，供油和输油分系统，通气增压分系统地面加油和放油分系统惰性气体及抑爆分系统油量测量分系统散射器燃油的输送及回油分系统2019年10月2日星期三262.操纵系统飞机飞行操纵系统是用来传递飞行员的操纵指令，使飞机各操纵面按指令的规律偏转，产生气动操纵力和力矩，实现各种飞行姿态的稳定控制。因此，它在很大程度上影响飞机的飞行安全。根据操纵指令的来源，可分为人工飞行操纵系统和自动飞行控制系统。2019年10月2日星期三273.液压系统液压系统有比功率（功率重量比）大、响应速度快、抗负载刚性大及易于控制等特点，成为飞机重要的功能系统。主要应用于：起降装置，增升装置，譬如前缘缝翼、扰流片、后缘襟翼等的操纵，旅客机和运输机的各种舱门启闭以及前后甲板舱收放、提升、牵引设备的应用。2019年10月2日星期三284.供电系统•飞机供电系统的功能：向飞机上所有用电设备（如飞机控制系统、火控系统、电子设备、电动油泵、照明、电动机构、生命保障设备等）提供电能，为用电设备的正常工作提供条件，以保证飞机的安全飞行和完成运输任务。电源系统配电系统供电系统主电源二次电源应急电源有时还包括辅助电源电网（输电电缆）配电装置汇流条转换装置电网控制及保护装置2019年10月2日星期三295.环控与救生系统飞机环境控制系统，是生命保障系统的重要组成部分。由于高空飞行座舱须增压，高速飞行时人与设备工作所产生热量需要环控系统提供增压通风冷却，以保证飞行员和电子设备的正常工作，因此环控系统是飞行员和电子设备的工效、安全和可靠工作的保障系统。应急救生设备用于飞机在发生事故的应急情况下，保护乘员安全，拯救乘员生命。旅客机发生应急迫降事故时，应考虑如何最大限度地减少乘员伤亡并提供有效的拯救乘员生命的救生设备。旅客机主要应急救生设备包括：座椅安全带、应急舱门、应急滑梯、充气救生背心、滑梯-救生筏、救生船和应急氧气设备等。2019年10月2日星期三306.航电系统通信、导航、识别系统的主要使命是航行保障，其基本功能为保证飞机在空/空、空/地间的话音和数据通信；完成自主导航和无线电导航、着陆、信息识别等任务。航电系统的组成通信系统惯性导航系统（INS）无线电导航系统着陆系统识别系统全球卫星定位系统（GPS）2019年10月2日星期三313、民用飞机介绍3.1波音系列1.波音737波音737系列飞机是美国波音公司生产的一种中短程双发喷气式客机。波音737自投产以来四十余年销路长久不衰，波音737成为民航历史上最成功的窄体民航客机系列。被称为世界航空史上最成功的民航客机。波音737主要针对中短程航线的需要，具有可靠、简捷，且极具运营和维护成本经济性的特点。根据项目启动时间和技术先进程度分为传统型737和新一代737。2019年10月2日星期三32波音737主要型号传统型：（1）B737-100型：为基本型，装两台JT8D-7或-9涡扇发动机仅生产30架。1967年4月9日首飞,1968年2月交付德国汉莎航空公司使用。2019年10月2日星期三33（2）B737-200型：为100型的加长型；在100型的机身上加长1.8米，在空气动力方面加以改进，同时还增加了反推装置、修改了襟翼等。至1988年8月停产共生产1114架，根据使用重量可使用使用JT8D-9至JT8D17多种型号发动机。2019年10月2日星期三34（3）B737-300/400/500型；改装CFM56-3发动机，它们的平均客座数从120-170。与200型相比，还装有彩色气象雷达、数字飞行管理系统和自动油门，其中：B737-300型：为标准型，机身比200型加长2.64米2019年10月2日星期三35B737-400型：在300型的基础上再加长3.05米（机翼前机身加长1.83米，机翼后机身加长1.22米，两段机身共加长3.05米），安装了尾撬，起飞时保护后机身，同时由于最大起飞重量增加到54885千克，对机翼和起落架进行了加强。2019年10月2日星期三36B737-500型：300型的缩短型，波音公司于1987年5月20日宣布发展737-500。将737-300的机身缩短6.7米，载客量108人，最大起飞重量52163千克。首架737-500于1989年6月30日首飞，1990年2月12日获得美国联邦航空局的型号合格证。1990年2月28日首次交付美国西南航空使用。2019年10月2日星期三37新一代737包括737-600/-700/-800/-900。简要介绍：在300/400/500型受用户青睐的可靠、简单以及运营成本低的基础上，对机翼进行改进，换装推力更大、性能更好的CFM56-7发动机，使航程加大，具备了横跨美国大陆的飞行能力，采用了波音777飞机最先进的数字化设计和制造技术。（4）B737-600/700/800型：B737-700型：标准型，可以载客126－149名，1993年11月17日开始研制，1997年2月9日首飞，1997年底交付启动用户美国西南航空使用。新一代B7372019年10月2日星期三38带翼梢小翼的737-700型2019年10月2日星期三39B737-800型：加长型，可以载客162－189名，1994年9月5日开始研制，1997年7月31日首飞，1998年4月交付启动用户德国的哈帕克·劳埃德航空公司使用。2019年10月2日星期三40B737-600型：700型的缩短型，可以载客110－132名，1994年9月5日开始研制，1998年1月22日首飞，1998年9月开始交付启动用户北欧航空公司使用。2019年10月2日星期三41（5）B737-900型：同属新一代B737，是为了更好的与185座空中客车A321竞争而发展起来的。在800型的基础上再加长2.6米，机身长达到42.1米。为该系列中最新、最大的成员，可以载客177－189名。于2000年8月3日首飞成功，2001年4月17日获FAA适航证,4月20日获欧洲联合航空局(JAA)适航证，已于2001年5月