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航空概论作业第一章绪论1、什么是航空？什么是航天？航空与航天有何联系？航空是指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航空活动。航天是指载人或不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动，又称空间飞行或宇宙航行。航天不同于航空，航天器主要在宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。但航天器的发射和回收都要经过大气层，这就使航空航天之间产生了必然的联系。2、飞行器是如何分类的？按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同，可以把飞行器分为航空器、航天器及火箭和导弹三类。3、航空器是怎样分类的？各类航空器又如何细分？根据产生升力的基本原理不同，可将航空器分为两类，即靠空气静浮力升空飞行的航空器（通常称为轻于同体积空气航空器，又称浮空器），以及靠与空气相对运动产生升力升空飞行的航空器（通常称为重于同体积空气的航空器）。轻于同体积空气的航天器包括气球和飞艇。重于同体积空气的航天器包括固定翼和旋转翼两类，旋翼航空器包括直升机与旋翼机。4、航天器是怎样分类的？各类航天器又如何细分？航天器分为无人航天器和载人航天器。根据是否环绕地球运行，无人航天器可分为人造地球卫星和空间探测器。载人航天器可分为载人飞船、空间站（又称航天站）和航天飞机。5、熟悉航空发展史上的第一次和重大历史事件发生的时间和地点。1783．11．21法国的罗齐尔和达尔朗德乘蒙特哥菲兄弟发明的热气球第一次升上天空，开创了人类航空的新时代。1783．12．01法国的查尔斯和罗伯特首次乘氢气球升空。1785．06．15法国的罗齐尔和罗曼乘氢气和热气的混合气球在飞越英吉利海峡时，气球着火爆炸，二人成为第一次航空事故的牺牲者。1852．09．24法国的季裴制成第一艘软式飞艇。1900．07．02德国的齐伯林“LZ-1号”硬式飞艇首次在博登湖上空试飞成功。1903．12．17美国的莱特兄弟发明的带动力装置的飞机第一次试飞成功，在五十九秒内飞行了二百六十米。1908．09．17美国的塞普里金乘坐威尔伯．莱特驾驶的飞机坠落，成为第一次飞机事故的牺牲者，威尔伯．莱特身负重伤。1910．10．31法国的费勃成功地解决了水上飞机的起降问题，制成世界上第一架水上飞机。1911．02．08世界第一次运载航空邮件。法制“索默”双翼飞机携带6500封信由印度的阿拉哈巴特到达五英里外的奈尼。1915．05．31德国的齐伯林“LZ-38号”飞艇首次夜袭伦敦，是世界上第一次空袭。1919．08．25第一条由英国伦敦到法国巴黎的民用航线通航，所用的DH-16双翼机可载四名旅客。1923．06．26美国的史密斯和里比德各驾驶一架DH-4B双翼机，用输油胶管进行了世界上的第一次空中加油。1929．08．08－08．29德国的“齐伯林伯爵号”飞艇环球飞行成功，航程31400公里，历时21天7小时26分钟。1937．05．06世界上最大的飞艇，德国的“兴登堡号”着火爆炸，36人牺牲，从而导致了飞艇的衰落。1939．08．27世界上第一架喷气式飞机，德国的亨克尔公司制造的He178试飞成功。1947．10．14由B-29母机投放的X-1火箭飞机首次突破音速飞行，驾驶员为美国的查尔斯．耶格。1949．02．26－03．02第一次不着陆环球飞行成功，美国的盖莱合尔等人驾驶B-50轰炸机历时94小时零1分钟，航程37734公里，途中进行了四次空中加油。1954．08．01新中国的第一架飞机——雅克-18初级教练机试制成功。1961．11．09英国的“SUMPAC号”(塞桑普顿大学号)人力飞机首次实现了自力飞行，飞行距离64米。1973．12．06英国和法国联合研制的世界上第一架超音速旅客机“协和”客机试飞成功，最大速度为2333公里/小时。1999．03．01－03．21第一次不着陆气球环球飞行由瑞士探险家贝特朗．皮卡尔和英国的布赖恩．珍斯驾驶“布雷特林轨道器3号”气球完成。他们一共飞行了19天21小时55分，飞行距离为42810公里。6、战斗机是如何分代的？各代战斗机的典型技术特征是什么？目前通用的战斗机的划代方法是美国提出的，以作战效能为标准的划代方法。第一代：出现于上世纪40年代中后期，飞行速度低于音速，为亚音速战斗机。最大速度0.8马赫，作战半径400----800公里。主要用航炮近距格斗，可挂火箭弹。代表机型有美国的F84/86,苏联的米格15。第二代：出现于上世纪50年代中期至70年代初，最大飞行速度2马赫，巡逻速度0.8马赫，作战半径1000公里。已经装备第一代空空、空地导弹。但还是以机炮格斗为主，强调高空速度。代表机型有美国的F104、F105（50年代后期）、F4（60年代），苏联的米格21、米格23，苏联15，法国的幻影F1/2/3。目前还有不少的二代机及其改进型飞机在服役。第三代：出现于上世纪70年代至今。具有高机动性、飞机推重大于1，装备先进的电传操纵系统、先进的电子干扰系统、火控系统，可以超视距对空、对地、对舰攻击。代表机型有美国的F15、F16、F/A18，苏联的米格29、苏27、法国的幻影2000、中国的歼10等。第四代：出现于21世纪之初，具有隐身、超音速巡航、超机动、超视距攻击能力。代表机型有美国的F22、F35，俄罗斯的T50、中国的歼20、歼31,。目前唯一在服役的是美国的F22，其他机型还在试验之中。7.新中国成立以来，我国的航空工业取得了哪些重大成就？经过60多年的艰苦创业，我国航空工业从小到大、从弱到强，形成了完备的工业体系，取得了举世瞩目的重大成就：一是型号研制进展顺利，C919大型客机、ARJ21涡扇支线飞机、中型直升机等重点产品研制稳步推进，民用飞机正在实现由研制生产中小型飞机向大型飞机的跨越；二是技术水平显著提升，我国已经基本掌握了航空产品设计、试制、实验、批量生产等关键技术，在总体启动等技术领域取得了重要突破，超临界机翼、数字化设计制造等多项预研成果在航空产品研制中得到充分应用；三是产业体系不断健全和完善，以中航工业和中国商飞两大国有企业为龙头，以国家新型工业化产业示范基地为依托，众多地方企业、外资企业、合资合营企业、航空高校和科研院所广泛参与的航空产业新格局已经基本形成，航空产业基础能力进一步加强；四是国际交流与合作继续深入，中俄、中欧、中法、中英等政府间的交流与沟通机制得到强化，工业合作领域不断拓展，科技合作层次不断推进，逐步实现与国际航空工业接轨。第二章1．地球大气按什么划分？分为哪些层？各层主要有什么特点？通常按离地面的铅垂高度，将地球大气自下而上划分为五个特征层段；对流层平流层中间层热层外层；对流层：最接近地球表面的一层，气温随高度的升高而降低。这一层的空气质量几乎占地球大气全部质量的四分之三，层内的压强，密度，温度和湿度等经常变化。存在云，雾雨雪等复杂的天气现象。平流层：大气基本无上下对流，主要是沿水平方向的对流和水平风，气温虽高度升高增大，空气质量约占地球大气全部质量的四分之一，通常不存在云雾雨雪等空气现象，水蒸气很少。中间层：气温虽高度增加而升高，空气质量仅占整个大气质量的三千分之一。热层：由于空气直接受太阳辐射的缘故，此层大气温度随高度增高而迅速上升。外层：大气分子会自由散逸进入太空，这层的大气质量仅为整个地球大气质量的10^-11，大气极其稀薄。2.什么是国际标准大气？它的意义何在？（1）大气为完全气体，服从热力学完全气体方程，即p=ρRT.(2)大气相对于地球是静止的即无风的。（3）大气相对湿度为0，即为看早的空气，忽略空气中的水蒸气。（4）海平面为铅垂高度计算的起始点，海平面上空气状态的参数值温度为15ºC，压强为一个标准大气压即101325Pa，密度为1.225kg／m³.满足以上四个条件即为国际标准大气。意义：国际标准大气是对地球真实大气的理想化模型，便于比较和评估飞行器的设计和飞行性能。3.气体的状态参数有哪些？当为完全气体时，压强，温度和密度满足什么关系式？气体的状态参数为温度T／K,压强p／﹙10∧5pa﹚,密度ρ／﹙kg／m³﹚。当为完全气体时满足公式p=ρRT。4.什么是气流的粘性？气流粘性随温度如何变化？水与空气哪个粘性大?当俩相邻流层的流速不相等时，及存在有速度差或有速度梯度，在此相邻相邻的俩流层之间的接触面上，就会形成一对等值而反向的内摩擦力，而起到缓减阻碍俩气体层作相对运动的的作用。这种在流层接口上出现的内摩擦力，就是流体的黏性阻力或粘性剪切力。将流体微团具有的抵抗其相邻流层之间产生相对滑移的性质，称为流体的粘性或粘滞性。随介质的温度升高，气体的粘性系数增大，液体的粘性系数减小。水比空气粘性大。5.按马赫数的大小，气流速度范围一般是如何划分的？当气体与物体之间的流速小于当地声速时，Ma1，这种相对流动称为亚声速气流;当相对流速大于当地声速时，Ma1,称其为超声速气流；当物体上一部分区域的相对流动Ma1而其余部分的流动Ma1时，物体上的某个点或线必须存在Ma=1,那么这种既有亚声速又有超声速的混合流动，称其为跨声速流动。当躯体与物体之间的相对流速马赫数Ma≧5时，这种相对流速称为高超声速气流。6.什么是力学的相对性原理？应用它意义何在？根据理论力可知，在一切惯性系统中，力学规律都是等同的或是等效的，这既是力学的相对性原理。地面以及相对于地面做等速直线运动的物体都近似看做驽钝惯性系统。因此要研究飞行过程中所受的空气动力，只需要吧飞机看做不动而让气流从反方向流过来就行了。如此转化处理带来的好处就是描述问题的方程组得以简化，可少一个时间变量。7.什么是流体的质量连续性定理？其物理含义是什么？依据质量守恒定律，流管中任一部分的流体质量都不能中断或者堆积，在同样的时间间隔内，流进任一过截面的流体质量必然与从该截面流出的流体质量相等ρ1v1A1=ρ2v2A2。流体的在截面变化的流管流动时，横截面大的位置流速小，截面积小的位置流速大。8.什么是流体的伯努利方程？其代表的物理意义是什么？P+½ρυ²＝p*=常数流体的压强能和动能之间可以相互转化，但流动的总机械能不变。9.简述低速气流在管道中的流动特点。当气体从大截面进，小截面出时，沿流向速度增大而压强降低，即气流增速减压。当气体从小截面进大截面出时，沿流向速度下降而压强增高，即气流减速扩压，单无论是收缩管还是扩张管，任意俩个过界面上的静压和动压之和都是保持相等的10.简述超声速气流在管道中的流动特点。在超声速流动时，随着流管截面积变小，气体的流速是减小的，其压强、温度和密度是增大，流管截面积变大，气体流速将增加，而压强、温度和密度是减小的。11.拉瓦尔喷管是什么形状？气体在其内的流动特点是什么？1.拉瓦尔喷管是一种先收缩后扩张的管道形状。其中最小截面积叫做喷管的喉部或喉道。2.喷管上下游在一定压强差的作用下，亚声速气流从左侧流入喷管，在喉道左半部，随管道截面积的逐渐减小，气流速度不断加快，马赫数不断增大；在喉道处，气流加速到当地声速，即Ma=1；喉道右半部扩张段内，沿流程因管道截面积不断增大，气流又不断加速，成为超声速气流。12.风洞实验有何作用？为证明缩比模型风洞实验结果尽可能与飞行实际情况相符，必须保证缩比模型与飞机之间的哪几个方面相似？1.作用：为了研究运动的气流物体之间相互作用关系。风洞是一个人工可控的气流的通道，根据运动相对性原理，将飞行模型甚至飞行器实物放在通道内，让气流吹过静止固定的模型，即可测量获得气流对物体的作用力等。模拟和研究高空飞行是的各种现象；确定最佳的飞机各组成部分的改出方法和有关参数对部件特性的影响。2.①“几何相似”。实验模型的外形与真实飞机的相似，即模型个部分，个方向的几何尺寸是根据真飞机按同一比例值缩小而得到的。②“运动相似”。模型与直飞机各对应部分的气流速度大小成同一比例值，并且流动方向也要相同。也就是说，两者在气流中的相对位置必须相同（如迎角和侧滑角需保持一致）；同时，实验时风洞中气流扰动情况也要与实际飞行时气流扰动情况相同。③“动力相似”。作用在模型上的空气动力必须与作用在真飞机上的空气动力成正比，且方向相同。④高速风洞实验时，模型气流马赫数与飞机飞