航概復(fù)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)

1、航概復(fù)習(xí)知識(shí)要點(diǎn) 作者: 日期: 航空航天概論要點(diǎn) 第一章航空航天發(fā)展概況 11 航空航天基本概念 航空：載人或不載人的飛行器在地球大氣層中的航行運(yùn)動(dòng)。航空按英使用方向有軍用航 空和民用航空之分。軍用航空泛指用于軍事目的的一切航空活動(dòng)，主要包括作戰(zhàn)、偵察、運(yùn) 輸、警戒、訓(xùn)練和聯(lián)絡(luò)救生等。民用航空泛指利用各類航空器為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)的非軍事性飛 行活動(dòng)。民用航空分為商業(yè)航空和通用航空兩大類。航天是指載人或不載人的航天器在地球 大氣層之外的航行活動(dòng)，又稱空間飛行或者宇宙航行。航天實(shí)際上又有軍用和民用之分。 1.2 飛行器的分類、構(gòu)成與功用 在地球大氣層內(nèi)、外飛行的器械稱為飛行器.在大氣層內(nèi)飛行的飛行器

2、稱為航空器. 航空器 輕于空氣的航空器 氣球 飛艇 重于空氣的航空器 固定翼航空器 飛機(jī) 滑翔機(jī) 旋翼航空器 直升機(jī) 旋翼機(jī) 撲翼機(jī) 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī) 航天器是指在地球大氣層以外的宇宙空間，基本按照天體力學(xué)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的各類飛行器。 航夭器 無人航天器 人造地球衛(wèi)星 科學(xué)衛(wèi)星 應(yīng)用衛(wèi)星 技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星 空間探測(cè)器 月球探測(cè)器 行星和行星際探測(cè)器 皴人航天器 載人飛船 衛(wèi)星式載人飛船 登月載人飛船 空間站 航天飛機(jī) 空天飛機(jī) 1. 3航空航天發(fā)展概況 17 8 3年6月5日，法國的蒙哥爾費(fèi)兄弟用麻布制成的熱氣球完成了成功的升空表演。 18 5 2年,法國人H.書法爾在氣球上安裝了一臺(tái)功率約為2 2 3 7

3、W的蒸汽機(jī)，用來帶動(dòng) 一個(gè)三葉螺旋槳,7吏其成為第一個(gè)可以操縱的氣球，這就是最早的飛艇。 1 9 03年12月17日，弟弟奧維爾萊特，駕駛“飛行者” 1號(hào)進(jìn)行了試飛，當(dāng)天共飛行 了 4次，其中最長的一次在接近Imi n的時(shí)間里飛行了 260m的距離。這是人類歷史上第一 次持續(xù)而有控制的動(dòng)力飛行。 194 7年10月14日，美國X-1研究機(jī)，首次突破了聲障”。 噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)（我國習(xí)慣稱殲擊機(jī)）的更新?lián)Q代代表了航空技術(shù)的發(fā)展歷程。 代 特點(diǎn) 代衣機(jī)型 第代戰(zhàn)斗機(jī) 高亞聲速或低超音速、后掠翼、裝渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、 帶航炮和空空火箭，后期裝備第代空空導(dǎo)彈和機(jī) 栽雷達(dá) 米格J5、F-100 x米格 9 第二代

4、戰(zhàn)斗機(jī) 小展弦比薄機(jī)翼和帶加力的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，飛行速度 達(dá)到2倍聲速，用第二代空空導(dǎo)彈取代了空空火箭 和第代空空導(dǎo)彈，配裝有晶體管雷達(dá)的火控系 統(tǒng)。 F-4、米格2 1、幻影III 第三代戰(zhàn)斗機(jī) 邊條翼、前緣襟翼、翼身融合等先進(jìn)氣動(dòng)布局以 及電傳操縱和主動(dòng)控制技術(shù)，裝渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)， 具有烏的亞聲速機(jī)動(dòng)性.配備多管速射航炮和先進(jìn) 的中距和近距格斗導(dǎo)彈，般裝有脈沖多普初雷 達(dá)和全天候火控系統(tǒng)，具有參目標(biāo)跟蹤和攻擊能 力，平視顯示器和和多功能顯示器為主要的座艙 儀衣。第三代戰(zhàn)斗機(jī)在突出中、低空機(jī)動(dòng)性的同 時(shí)，可靠性、維修性和戰(zhàn)斗生存性得到很人改善。 F-15. F-16.米格一29、蘇 -27、幻影

5、-2 000 第四代戰(zhàn)斗機(jī) 綜合使用了隱身、航電、材料、發(fā)動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)設(shè) 計(jì)方面的最新技術(shù)成果發(fā)展而成，是種全面先進(jìn) 的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)。 F-2 2. (F-35) 火箭之父:俄國的K齊奧爾科夫斯基 195 7年1 0月4日,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星從蘇聯(lián)的領(lǐng)土上成功發(fā)射。 1 9 69年7月20日，“阿波羅”1 1號(hào)飛船首次把兩名航天員N.阿姆斯特朗和A 奧爾徳 林送上了月球表而。 1986年1月28日，“挑戰(zhàn)者”號(hào)發(fā)射升空不久即爆炸，7劃航天員全部罹難。 2 003年美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月1日，載有7冬航天員的“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)結(jié)朿任務(wù)返 回地球，在著陸前16分鐘發(fā)生意外，航天飛機(jī)解體墜毀，機(jī)上航

6、天員全部罹難。 1.4我國的航空航天工業(yè) 新中國自行設(shè)計(jì)并研制成功的第一架飛機(jī)是殲教lo 我國自行設(shè)計(jì)制造并投入成批生產(chǎn)和大量裝備部隊(duì)的第一種飛機(jī)是初教6。 我國第一架噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)是殲5型飛機(jī)，是一種高亞聲速殲擊機(jī)。 殲6飛機(jī)是我國第一代超聲速戰(zhàn)斗機(jī)，可達(dá)1. 4倍聲速。 我國第二代超聲速戰(zhàn)斗機(jī)包括殲7和殲8系列。 殲8系列飛機(jī)的研制成功，標(biāo)志著我國的軍用航空工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)自行研究、自行設(shè)計(jì) 和自行制造的新階段。 殲10戰(zhàn)斗機(jī)是我國自行研制的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代戰(zhàn)斗機(jī)，實(shí)現(xiàn)了我國戰(zhàn)斗 機(jī)從第二代向第芻弋的歷史性跨越。 北京” 1號(hào)是新中國自行研制的第一架輕型旅客機(jī)。由北京航空航天大學(xué)的

7、前身北京 航空學(xué)院的師生設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。 2007年2月26日，國務(wù)院正式批準(zhǔn)我國大飛機(jī)國家重大專項(xiàng)立項(xiàng)實(shí)施，標(biāo)志著我國大型 民用客機(jī)和大型運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入工程研制階段。 1 97 0年4月24日21時(shí)35分,我國第一枚運(yùn)載火箭“長征” 1號(hào)攜帶著中國的第一 顆人造地球衛(wèi)星，從我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，10分鐘后，衛(wèi)星順利進(jìn)入軌道。 1970年4月24日，我國成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅” 1號(hào)。 我國的氣象衛(wèi)星稱為風(fēng)云”系列。 我國成功研制和發(fā)射了 “北斗”導(dǎo)航定位衛(wèi)星。 20 0 3年10月15日，“長征” 2號(hào)F運(yùn)載火箭，托著我國第一艘載人飛船“神州” 5號(hào)勝 利升空。我國第一位航天員楊利

8、偉。 20 0 5年10月12日上午9時(shí)，搭載費(fèi)俊龍和聶海勝兩名中國航天員的“神州” 6號(hào)飛 船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。 2007年1 0月24日18時(shí)05分，“嫦娥”1號(hào)月球探測(cè)衛(wèi)星從西昌發(fā)射中心由“長征” 3號(hào)甲運(yùn)載火箭成功發(fā)射。 20 0 8年9月25日21時(shí)10分“神州” 7號(hào)飛船發(fā)射，在軌期間，中國航天員翟志剛在 搭檔劉伯明和景海鵬的協(xié)助下首次出倉進(jìn)行太空行走，飛船飛行到第3 1圈時(shí)，成功釋放伴 飛小衛(wèi)星。 第二章。飛行環(huán)境及飛行原理 2.1飛行環(huán)境 飛行環(huán)境包括大氣飛行環(huán)境和空間飛行環(huán)境。根據(jù)大氣中溫度隨髙度的變化，可將大氣 層劃分為對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和散逸層5個(gè)層次

9、。 人氣層 特點(diǎn) 對(duì)流層 氣溫隨高度增加而降低；風(fēng)向、風(fēng)速經(jīng)常變化;空氣上下對(duì)流劇烈：有云、雨、霧、 雪等天氣現(xiàn)象。對(duì)流層是天氣變化最復(fù)雜的層，飛行中所遇到的各種天氣變化幾 乎都出現(xiàn)在這一層中。（最低） 平流層 空氣沿鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)較弱，因而氣流較平穩(wěn)，能見度較好。（較低） 中間層 氣溫隨高度升高而下降，且空氣有相當(dāng)強(qiáng)烈的鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)。（中間） 熱層 空氣密度極小，空氣處于高度電離狀態(tài)，溫度隨高度增高而上升。（次高） 散逸層 空氣極其稀薄，大氣分子不斷地向星際空間逃逸。（最高） 連續(xù)性假設(shè):研究飛行器和大氣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體分子之間的距離完全可以忽略 不計(jì)，即耙氣體看成連續(xù)的介質(zhì)。 大氣

10、的粘性是空氣在流動(dòng)過程中表現(xiàn)出的一種物理性質(zhì)，也叫做大氣的內(nèi)摩擦力。大氣 的粘性，主要是氣體分子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。 對(duì)于像空氣這種內(nèi)摩擦系數(shù)很小的流體，當(dāng)物體在空氣中的運(yùn)動(dòng)速度不是很大時(shí)，粘性 的作用也就不很明顯，此時(shí)，可以采用理想流體模型來做理論分析。通常把不考慮粘性的流 體（即流體的內(nèi)摩擦系數(shù)趨于零的流體），稱為理想流體或無粘流體。 當(dāng)氣流的速度較小時(shí)，壓強(qiáng)的變化星較小，其密度的變化也很小，因此在研究大氣低速流動(dòng)的有關(guān)問題時(shí)，叮以不考慮大氣可壓縮性的影響。但肖大氣流動(dòng)的速度較髙時(shí)，由于可 壓縮性的影響，使猖大氣以超聲速流過飛行器表而時(shí)與低速流過飛行器表而時(shí)有很大的并 別，在某些方而甚至還

11、會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。就必須考慮大氣的可壓縮性（氣體的可壓縮性是指 當(dāng)氣體的壓強(qiáng)改變時(shí)其密度和體積改變的性質(zhì)）。 聲速是指聲波在物體中傳播的速度。聲速的大小和傳播介質(zhì)有關(guān)。在對(duì)流層中,氣溫隨 高度增加而降低，聲速也隨著降低。 馬赫數(shù)Ma,衡疑空氣被壓縮程度的大小。Ma = -,v表示在一泄髙度上，飛行器的飛 a 行速度衛(wèi)表示該處的聲速。 根據(jù)Ma的大小，可以把飛行器的飛行速度劃分為如下區(qū)域： Ma 0.4為低速飛行 0.4 v Ma 5.0為高超聲速匕行 2.2 流動(dòng)氣體的基本規(guī)律 相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理：“空氣流動(dòng)，物體不動(dòng)”和“空氣靜止，物體運(yùn)動(dòng)”產(chǎn)生的空氣動(dòng)力效果 完全一樣。只要物體和空氣之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

12、，就會(huì)在物體上產(chǎn)生空氣動(dòng)力。 可壓縮流體沿管道流動(dòng)的連續(xù)性方程:=6冬人2 =劉異3 =常數(shù) 不可壓縮流體沿管道流動(dòng)的連續(xù)性方程:V,A,= v2A2 = v3A3 =常數(shù)（A為所取 截面的而積） 不可壓理想流體的伯努利方程:P+-亦=總壓=常數(shù)，P =靜壓丄刖=動(dòng)壓 2 2 低速氣流的流動(dòng)特點(diǎn)：（此時(shí)近似認(rèn)為不可壓縮）A? %血 九則有。不變*2 V勺丿2 Pi o 髙速氣流的流動(dòng)特點(diǎn)：A2 V九則有Q Pl； 反之 4|,則有 a vpp2 2）,經(jīng)濟(jì)性好、耗油率低。 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)：起飛狀態(tài)、最大狀態(tài)、額定狀態(tài)、巡航狀態(tài)、慢車狀態(tài)（P1 6 5） 3.4火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特

13、點(diǎn):不僅自帶燃燒劑，而且自帶氧化劑，它既能在大氣層內(nèi)工作，也可在 大氣層外的真空中工作。 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù):推力、沖量和總沖、比沖 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的組成和工作原理一一推進(jìn)劑輸送系統(tǒng) 擠壓式輸送系統(tǒng)是利用高壓氣體（壓強(qiáng)為2 53 ONIPa）經(jīng)減壓閥減壓（將壓力降至 3 .55.5MP a ）后，進(jìn)入氧化劑箱和燃燒劑箱。 泵式運(yùn)送系統(tǒng)是利用渦輪泵提高來自貯箱的推進(jìn)劑的壓強(qiáng),使推進(jìn)劑按規(guī)泄的流量和壓 強(qiáng)進(jìn)入燃燒室。推進(jìn)劑貯箱壓強(qiáng)低，結(jié)構(gòu)質(zhì)星較輕，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于推力大、工 作時(shí)間長的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是比沖高，推力范用大，能反復(fù)起動(dòng)，較易控制推力的大小, 工作時(shí)

14、間較長，在航天器的推進(jìn)系統(tǒng)中應(yīng)用較多,但不宜長期存放在貯箱中。采用預(yù)包裝技 術(shù),可以很大程度上克服液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作戰(zhàn)使用性能差的缺點(diǎn)。 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 1. 結(jié)構(gòu)比較簡單，無復(fù)雜的推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)和強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)，除推力向量控 制機(jī)構(gòu)外無其他活動(dòng)部件,可靠性較高； 2. 裝有固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)彈操作簡單,發(fā)射準(zhǔn)備工作和本身啟動(dòng)比液體火 箭發(fā)動(dòng)機(jī)方便。 3. 固體推進(jìn)劑性能穩(wěn)泄，可以使裝填狀態(tài)下的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)射陣地上 長期貯存，適合戰(zhàn)略使用要求。 缺點(diǎn) 1. 固體推進(jìn)劑能量比液體推進(jìn)劑低，比沖較??； 2. 裝藥的初始溫度對(duì)燃燒室的壓力和工作時(shí)間影響很大,且發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間較 第四章

15、飛行器機(jī)載設(shè)備 機(jī)載設(shè)備是各種測(cè)量傳感器、各類顯示儀表和顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、 自動(dòng)控制系統(tǒng)、電源電氣系統(tǒng)等設(shè)備和系統(tǒng)的統(tǒng)稱。機(jī)載設(shè)備將飛行器的各個(gè)組成部分連接 起來，相當(dāng)于飛行器的大腦、神經(jīng)和指揮系統(tǒng)。它能幫助飛行員安全地、及時(shí)地、可靠地、 精確地操縱飛行器;保障飛行器的各項(xiàng)任務(wù)功能、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的實(shí)現(xiàn)：自動(dòng)地完成預(yù)左的 飛行任務(wù)（如自動(dòng)導(dǎo)航，自動(dòng)著陸等）;完成某些飛行員無法完成的操縱任務(wù)（如高難度的特技 飛行動(dòng)作、危險(xiǎn)狀態(tài)自動(dòng)攻擊等）。 4 .1傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 飛行狀態(tài)參數(shù)包括線運(yùn)動(dòng)參數(shù)和角運(yùn)動(dòng)參數(shù)。線運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括飛行髙度、速度和線加速 度;角運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括姿態(tài)

16、角、姿態(tài)角速度和姿態(tài)角加速度。 飛行高度的測(cè)量 絕對(duì)高度一一距實(shí)際海平面的垂直距離； 相對(duì)高度一一距選左的參考面（如起飛OR著陸的機(jī)場(chǎng)地平而）的垂直距離； 真實(shí)高度一一距飛行器正下方地而的垂直距離： 標(biāo)準(zhǔn)氣壓髙度一一距國際標(biāo)準(zhǔn)氣壓基準(zhǔn)平而的垂直距離。 P 1 89.P191氣壓是髙度表及氣壓式空速表的原理 陀螺儀:定軸性、進(jìn)動(dòng)性 P19 8陀螺地平儀原理 機(jī)械儀表。 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，顯示淸晰： 缺點(diǎn):部件間存在摩擦影響顯示精度；壽命短、易受振動(dòng)、沖擊的影響：在低亮度環(huán)境 中需要照明;不易實(shí)現(xiàn)綜合顯示。 電子顯示系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 1. 顯示靈活多樣，形象逼真，顯示形式有字符、圖形、表格等，并可以用

17、彩色顯示。 2. 容易實(shí)現(xiàn)綜合顯示,所以減少了儀表數(shù)量，使儀表板布局簡潔，便于觀察： 3. 由于消除了機(jī)械儀表因摩擦、振動(dòng)等引起的附加誤差,顯示精度顯著提髙。 4. 釆用固態(tài)器件，壽命長，可靠性髙： 5. 隨著集成化程度的提高，重量不斷減輕，價(jià)格不斷下降。 顯示系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)： 彩色液晶顯示器:重量輕、體積小、低功耗、高淸晰度和髙可靠性T大屏幕全景顯示器 T語音進(jìn)行指令控制 4.2飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 導(dǎo)航是把航空器、航天器、火箭和導(dǎo)彈等運(yùn)動(dòng)體從一個(gè)地方引導(dǎo)到目的地的過程。 目前常用的飛行器導(dǎo)航方式有:無線電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、圖像匹配導(dǎo)航和天 文導(dǎo)航等。 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)（P 2 0 5208）

18、 1. 測(cè)向無線電導(dǎo)航系統(tǒng)-全向信標(biāo)系統(tǒng) 2. 測(cè)距無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 3. 測(cè)距差無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 4. 測(cè)速無線電導(dǎo)航 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（P210） 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng):GPS系統(tǒng)共有24顆導(dǎo)航衛(wèi)星，21顆主星3顆備份 圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)： 原理:預(yù)先將飛行器經(jīng)過的地域，通過大氣測(cè)量、航空攝影、衛(wèi)星攝影或己有的地形圖等 方法將地形數(shù)拯（主要是地形位置和髙度數(shù)據(jù)）制做成數(shù)字化地圖，儲(chǔ)存在飛行器的計(jì)算機(jī) 中。 圖像匹配導(dǎo)航可以分為地形匹配導(dǎo)航和景象匹配導(dǎo)航兩種。 43飛行器飛行控制系統(tǒng) 電傳操縱系統(tǒng)是將飛行員的操縱動(dòng)作通過微型操縱桿轉(zhuǎn)變?yōu)殡娭噶钚盘?hào)，由電纜傳輸?shù)?信號(hào)處理

19、系統(tǒng)處理后，再控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力和位移，操縱氣動(dòng)舵而來駕駛飛行器。 目前主要采用余度技術(shù)提高電傳操縱系統(tǒng)的可靠性。余度技術(shù)就是指在同一架飛行器上 并列著三套（或四套）相同（或相似）的電傳操縱裝置，通過il算機(jī)軟件把它們組合在一起， 形成幾個(gè)操縱通道。幾套裝置同時(shí)工作，互相監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離有故障的通道，其余 通道繼續(xù)正常工作，仍能保持原有的操縱性能，提高了系統(tǒng)的可靠性。 自動(dòng)駕駛儀包括敏感元件、綜合放大裝置、執(zhí)行裝置三個(gè)部分。另外自動(dòng)駕駛系統(tǒng)還包 括人工操縱指令輸入裝宜。 第五章飛行器的構(gòu)造 5.1對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和常用的結(jié)構(gòu)材料 飛行器結(jié)構(gòu)就是飛行器各受力部件和支撐構(gòu)件的總稱。 對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求： 1. 空氣動(dòng)力要求 2. 重疑和強(qiáng)度、剛度的要求 3. 使用維護(hù)要求 4. 工藝和經(jīng)濟(jì)性要求 飛行器結(jié)構(gòu)采用