航空航天技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、航空航天技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：郭龍幫班級(jí)：飛動(dòng)二班學(xué)號(hào)：1215062062013.5.24實(shí)驗(yàn)一、飛行原理實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜わL(fēng)洞的功用和典型構(gòu)造；通過(guò)煙風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)觀察模型的氣流流動(dòng)情況；通過(guò)低速風(fēng)洞的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)了解升力與迎角、相對(duì)速度之間的關(guān)系；通過(guò)對(duì)不同的飛機(jī)模型進(jìn)行吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)掌握飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性。（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容觀察翼型模型或飛機(jī)模型在煙風(fēng)洞中的氣流流動(dòng)情況；觀察飛機(jī)模型的迎角大小和相對(duì)速度對(duì)升力的影響規(guī)律；觀察飛機(jī)模型在受到擾動(dòng)失衡之后如何自動(dòng)恢復(fù)到平衡狀態(tài)；觀察飛機(jī)模型通過(guò)操縱設(shè)備來(lái)改變飛機(jī)的哪些飛行狀態(tài)。（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括：直流式低速風(fēng)洞和各種不同類型的飛機(jī)吹風(fēng)模型教具

2、。風(fēng)洞的人造風(fēng)是由風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)生的，風(fēng)扇由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可 以改變風(fēng)洞中氣流的流速。直流式低速風(fēng)洞的工作過(guò)程如下：電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇2轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生人造風(fēng)，人造風(fēng)首 先通過(guò)收斂段11，使氣流收縮，速度增大。氣流通過(guò)整流格，使渦流減小，并在實(shí)驗(yàn) 段的進(jìn)口處達(dá)到希望的流速，然后再以平穩(wěn)的速度通過(guò)實(shí)驗(yàn)段12。飛機(jī)或機(jī)翼模型就 放在實(shí)驗(yàn)段的支架4上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣流從實(shí)驗(yàn)段流過(guò)擴(kuò)散段13,使流速降低，能量的 損失減小。最后氣流通過(guò)防護(hù)網(wǎng)3流出風(fēng)洞之外。進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)還需要一些精密的儀器設(shè)備，如測(cè)量模型上的空氣動(dòng)力大小的天平 8、測(cè)量氣流速度的空速表10和空速管9，以及溫度汁、氣壓計(jì)和濕度計(jì)等，另外，

3、還 需要模型表面壓力分布的壓力計(jì)、數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備以及控制風(fēng)洞運(yùn)行的其他設(shè)備 等。（四）實(shí)驗(yàn)方法（1） 將飛機(jī)模型或翼型模型置于實(shí)驗(yàn)段的固定位置，調(diào)整電動(dòng)機(jī)功率，使實(shí) 驗(yàn)段氣流達(dá)到預(yù)定風(fēng)速。分別測(cè)量在某幾個(gè)迎角（取a=15o,20 o,25 o,30o）時(shí)升力系數(shù)Cx、阻力系數(shù)Cy和升阻比K=Cx/Cy的大小。并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄于下表。迎角a15o20 o25 o30 o升力系數(shù)C x阻力系數(shù)C y升阻比K=Cx/Cy（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)論飛行器模型是由實(shí)物飛行器同比例縮放制作而成的，可以客觀地反映飛行器的氣動(dòng)布 局和飛行參數(shù)，因此通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)可以較快較真實(shí)地測(cè)出飛機(jī)外形結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。在 實(shí)驗(yàn)中，

4、通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到飛行器的飛行規(guī)律，自然可以發(fā)現(xiàn)飛行器的最佳結(jié) 構(gòu)布局參數(shù)。對(duì)于飛機(jī)而言，通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)可以得出飛機(jī)設(shè)計(jì)的最優(yōu)機(jī)翼剖面外形參數(shù)、最 佳迎角參數(shù)、最適機(jī)翼面積參數(shù)等結(jié)論。經(jīng)過(guò)本次試驗(yàn)總結(jié)出影響飛機(jī)升力的四點(diǎn)因素：機(jī)翼面積，飛機(jī)升力與機(jī)翼面積成正比。相對(duì)速度，飛機(jī)升力與相對(duì)速度的平方成正比?？諝饷芏?，飛機(jī)升力與所在空氣密度成正比。機(jī)翼剖面形狀和迎角，兩者共同決定升力系數(shù)和阻力系數(shù)。飛機(jī)的穩(wěn)定性是指飛機(jī)受擾動(dòng)偏離原平衡狀態(tài)，偏離后自動(dòng)恢復(fù)原平衡狀態(tài)的能 力。在實(shí)驗(yàn)中觀察可以發(fā)現(xiàn)飛機(jī)有三個(gè)方向上的穩(wěn)定性，也即是飛機(jī)繞空間直角坐標(biāo)系三個(gè) 方向軸的運(yùn)動(dòng)，它們分別為：飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性

5、（俯仰、飛機(jī)的方向穩(wěn)定性（偏航X飛機(jī) 的橫側(cè)向穩(wěn)定性（滾轉(zhuǎn)）。飛機(jī)的操縱性是指飛行員通過(guò)操縱設(shè)配來(lái)改變飛機(jī)飛行狀態(tài)的能力。俯仰運(yùn)動(dòng)，通過(guò)飛機(jī)的縱向操作即可實(shí)現(xiàn)。飛行員向后拉駕駛桿，升降舵變相上偏 轉(zhuǎn)，由于氣流作用，產(chǎn)生使飛機(jī)抬頭的力矩，機(jī)頭上仰；向前推駕駛桿，方向舵向下偏轉(zhuǎn)， 同理機(jī)頭下俯。滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)飛機(jī)的橫向操作實(shí)現(xiàn)。飛行員左壓駕駛桿，左副翼向上偏轉(zhuǎn)，右副翼 向下偏轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生使飛機(jī)左滾轉(zhuǎn)的滾轉(zhuǎn)力矩，同理向右壓駕駛桿，右副翼向上偏轉(zhuǎn)，左副 翼向下偏轉(zhuǎn)，飛機(jī)向右傾斜滾轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)二、發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ず娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的功用和典型構(gòu)造；通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的組成、功用。（二）

6、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容觀察燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的組成，并了解和分析各部分的功用。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括：渦噴六燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管等部件組成。渦輪噴氣 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程如下：空氣首先由進(jìn)氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，空氣流速降低，壓力升高。當(dāng) 氣流經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)后，空氣壓力可提高幾倍甚至數(shù)十倍（可高達(dá)30倍以上）。具有較高壓 力的空氣進(jìn)入燃燒室，與從噴嘴噴出的燃料充分混合，經(jīng)點(diǎn)火后燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn) 換為內(nèi)能。此后，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體驅(qū)動(dòng)渦輪工作，高速旋轉(zhuǎn)的渦輪產(chǎn)生機(jī)械能， 帶動(dòng)壓氣機(jī)和其他附件工作。渦輪出口燃?xì)庵苯釉趪姽苤信蛎?，使燃?xì)饪捎媚芰哭D(zhuǎn)變?yōu)?高速噴流的

7、動(dòng)能而產(chǎn)生反作用力。（四）實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)時(shí)采用老師講述、學(xué)生提問(wèn)、老師和學(xué)生交流討論的方式進(jìn)行。（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)氣道是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道，它的主要作用是整理進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流，消除漩渦，保 證在各種工作狀態(tài)下都能攻擊發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的空氣量。尤其是在高速飛行的情況下，要通過(guò) 進(jìn)氣道將高速氣流流速逐漸將下來(lái)，盡量將氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?shì)能，然后進(jìn)入壓氣機(jī)， 保證壓氣機(jī)有良好的工作條件。軸流式壓氣機(jī)由靜子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，靜子又稱整流器或?qū)蚱鳎c機(jī)匣固定在一 起；轉(zhuǎn)子又叫工作輪，他與渦輪軸相連接，并由渦輪帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)。靜子和轉(zhuǎn)子都有多排葉 片組成并沿壓氣機(jī)軸向交錯(cuò)排列。一排轉(zhuǎn)子和一排靜子組成壓氣機(jī)的一級(jí)，

8、二者的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 迫使進(jìn)氣道來(lái)的空氣進(jìn)行增壓。燃燒室主要有火焰筒、噴嘴、渦流器和燃燒室外套組成。從壓氣機(jī)出來(lái)的高壓空氣在 燃燒室進(jìn)口處分為兩股，小股氣流進(jìn)入火焰筒頭部及其小孔，與燃料混合燃燒，大股氣流則 沿著火焰筒和燃燒室外套之間的通道向后流動(dòng)，以冷卻火焰筒。當(dāng)這股氣流流到火焰筒的后 段時(shí)，氣流又從火焰筒上的孔洞進(jìn)入火焰筒內(nèi)，與燃燒區(qū)氣流混合后流向渦輪。噴嘴的主要 作用是霧化燃料，以便燃料與空氣充分混合。渦流器使空氣產(chǎn)生漩渦，使燃料均勻混合，并 在適當(dāng)?shù)牟课恍纬牲c(diǎn)火源。渦輪的功用是將燃燒室出口的高溫、高壓氣體能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。燃?xì)鉀_擊渦輪葉 片形成的機(jī)械能以軸功率的形式輸出，驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)、風(fēng)扇、螺旋槳和其它附件的轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪 的組成與壓氣機(jī)相似，由靜止的導(dǎo)向器和轉(zhuǎn)動(dòng)的工作葉輪組成。從燃燒室流出的氣流經(jīng)過(guò)導(dǎo) 向器氣壓降低，速度增大達(dá)到聲速甚至更高。加力燃燒室可以再次噴油燃燒，以提高燃?xì)獾哪芰亢退俣?，從而增大發(fā)動(dòng)機(jī)推力，來(lái) 適應(yīng)飛機(jī)飛行的特殊需要。但是燃油消耗率很大且溫度很高，因此加力燃燒室不宜長(zhǎng)時(shí)間工 作。尾噴管有直通型、擴(kuò)張型、收斂型、收斂-擴(kuò)張型