【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機起飛抬輪原理》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、[高難度]為什么飛機能起飛?
2、前三角飛機(比如噴氣客機)起飛時,抬前輪的動作是依
本篇文章給大家談?wù)劇讹w機起飛抬輪原理》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
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[高難度]為什么飛機能起飛?
飛機從開始滑跑到離開地面,并升到一定高度的運動過程,叫做起飛。
飛機起飛的操縱原理
飛機從地面滑跑到離地升空,是由于升力不斷增大,直到大于飛機重力的結(jié)果。而 只有當(dāng)飛機速度增大到一定時,才可能產(chǎn)生足以支持飛機重力的升力??梢婏w機的起飛 是一個速度不斷增加的加速過程。 ; 剩余拉力較小的活塞式螺旋槳飛機的起飛過程,一般可分為起飛滑跑、離地、小 角度上升(或一段平飛)、上升四個階段。 對有足夠剩余拉力的螺旋槳飛機,或有足夠剩余推力的噴氣式飛機,因可使飛機加 速并上升,故起飛一般只分三個階段,即起滑跑、離地和上升。
(一)起飛滑跑的目的是為了增大飛機的速度,直到獲得離地速度。拉力或推力愈大,剩余拉力或剩余推力也愈大,飛機增速就愈快。起飛中,為盡快地增速,應(yīng)把油門推到最大位置。
1.抬前輪或抬尾輪
* 前三點飛機為什么要太前輪?
前三點飛機的停機角比較小,如果在整個起飛滑跑階段都保持三點姿態(tài)滑跑,則迎角和升力系數(shù)較小,必然要將速度增大到很大才能產(chǎn)生足夠的升力使飛機離地,這樣,滑咆距離勢必很長。因此,為了減小離地速度,縮短滑跑距離,當(dāng)速度增大到一定程度時就需要抬起前輪作兩點姿態(tài)滑跑,以增大迎角和升力系數(shù)。
* 抬前輪的時機和高度
抬前輪的時機不宜過早或過晚。抬前輪過早,速度還小,升力和阻力都小,形成的 上仰力矩也小。要拾起前輪,必須使水平尾翼產(chǎn)生較大的上仰力矩,但在小速度情況 下,水平尾翼產(chǎn)生的附加空氣動力也小,要產(chǎn)主足夠的上仰力矩就需要多拉桿。結(jié)果, 隨著滑跑速度增大,上仰力矩又將迅速增大,飛行員要保持抬前倫的平衡狀態(tài),勢必又 要用較大的操縱量進行往復(fù)修正,給操縱帶來困難。同時,抬前輪過旱,使飛機阻力增 大而增長起飛距離。如果抬前輪過晚,不僅使滑跑距離增長,而且還由于拉桿抬前輪到離地的時間很 短,飛行員不易修正前輪抬起的高度而保持適當(dāng)?shù)碾x地迎角。甚至容易使升力突增很多 而造成飛機猛然離地。各型飛機抬前輪的速度均有其具體規(guī)定。 前輪抬起高度應(yīng)正好保持飛機離地所需的迎角,前輪抬起過低,勢必使迎角和升力系數(shù)過小,離地速度增大,滑跑距離增長,前輪抬起過高,滑跑距離雖可縮短,但因飛機阻力大,起飛距離將增長,而且迎角和升力系數(shù)過大,又勢必造成大迎角小速度離地,離地后,飛機的安定住差操縱性也不好。仰角過大,還可能造成機尾擦地。從既要 保證安全又要縮短滑跑距離的要求出發(fā),各型飛機前輪抬起高度都有其具體規(guī)定。飛行員可從飛機上的俯仰指示器或從機頭與天地線的關(guān)系位置來判斷前輪抬起的高度是否適當(dāng)。
* 后三點飛機為什么要抬尾輪
后三點飛機與前三點飛機相比,停機角比較大,因此三點滑跑中迎角較大,接近其臨界迎角,如果整個滑跑階段都保持三點滑跑,升力系數(shù)比較大,飛機在較小的速度下 即能產(chǎn)生足夠的升力使飛機離地。此時滑跑距離雖然很短,但大迎角小速度離地后,飛 機安定性操縱性都差,甚至可能失速。因此后三點飛機,當(dāng)滑跑速度增大到一定時,飛 行員應(yīng)前推駕駛桿,抬起機尾作兩點滑跑,以減小迎角。與前三點飛機抬前輪一樣,為了既保證安全,又縮短滑跑距離,必須適時正確地抬 機尾。抬機尾過早或過晚,過高或過低,不僅會增長滑跑距離,起飛距離,而且會危及 飛行安全。各型飛機抬機尾的速度和高度也都有其具體規(guī)定。
2. 保持滑跑方向
對螺旋槳飛機而言,起飛滑跑中引起飛機偏轉(zhuǎn)的主要原因是螺旋槳的副作用。 起飛滑跑中,螺旋槳的反作用力矩力圖使飛機向螺旋槳旋轉(zhuǎn)的反方向傾斜,造成兩 主輪對地面的作用力不等,從而使兩主輪的摩擦力不等,兩主輪摩擦力之差對重心形成偏轉(zhuǎn)力矩。螺旋槳滑流作用在垂直尾翼上也產(chǎn)主偏轉(zhuǎn)力矩。前三點飛 機抬前輪時和后三點飛機抬尾輪時,螺旋槳的進動作用也會使飛機產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。加減油門和推拉篤駛桿的動作愈粗猛,螺旋槳副作用影響愈大。為減輕螺旋槳副作用的影響,加油門和推拉駕駛桿的動作應(yīng)柔和適當(dāng)?;芮岸危蚨娴男в貌?,一般可用偏轉(zhuǎn)前輪和剎車的方法來保持滑跑方向?;芎蠖螒?yīng)用舵來保持滑跑方向。隨著滑跑速度的不斷增大,方向舵的效用不斷提高,就應(yīng)當(dāng)回舵,以保持滑跑方向。
噴氣飛機起飛滑跑方向容易保持,其原因是;一是噴氣飛機都是前三點飛機, 而前三點飛機在滑跑中具有較好的方向安定住,二是沒有螺旋槳副作用的影響,所以在加油門和抬前輪時,飛機不會產(chǎn)主偏轉(zhuǎn)。
(二) 當(dāng)速度增大到一定,升力稍大于重力,飛機即可離地。離地時作用于飛機的力。此時升力大于重力,拉力或推力 大于阻力。
離地時的操縱動作,前三點飛機和后三點是不同的。前三點飛機是因飛行員拉桿產(chǎn)生上仰操縱力矩,而使飛機作兩點滑跑的。隨著滑跑速度 的增大、上仰力矩增大,迎角將會增大。雖然飛行員不斷向前推桿以保持兩點滑跑姿態(tài),但 原來的俯仰力矩平衡總是隨速度的增大而不斷 被破壞,在到達離地速度時,迎角仍會有自動增大的趨勢。所以,前三點飛機一般都是等其自動離地。 后三點飛機則不然,飛機到達離地速度時,一般都需帶桿增大迎角而后離地。這是因為后三點飛機在兩點滑跑中,飛行員是前推桿,下偏升降舵來保持的,隨著速度增大,下俯操縱力矩增大,將使迎角減小,飛行員雖不斷帶桿以保持兩點滑跑,但在到達 離地速度時,迎角仍會有減小的趨勢。所以,必須向后帶桿增大迎角飛機才能離地。后三點飛機,正確掌握離地時機是很重要的。離地過早或過晚,都將給飛行帶來不利。 機輪離地后,機輪摩擦力消失,飛機有上仰趨勢,應(yīng)向前迎桿制止。對螺旋漿飛 機,機輪摩擦力矩也消失,飛機有向螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)的趨勢,應(yīng)用舵制止。
(三)一段平飛或小角度上升 對剩余拉力比較小的活塞式螺旋漿飛機,飛機離地還尚未達到所需的上升速度,故 需作一段平飛或小角度上升來積累速度。飛機離地后在12米高度向前迎桿,減小迎 角,使飛機平飛加速或作小角度上升加速。飛機剛離地時,不宜用較大的上升角上升。 上升角過大,這會影響飛機增速,甚至危及安全。 為了減小阻力,便于增速,飛機高地后,一般不低于5米高度收起落架。收起落架 時機不可過早或過晚。過早,飛機離地大近,如果飛機有下俯,就可能重新接地,危及 安全;過晚,速度大大,起落架產(chǎn)生的阻力很大,不易增速,還可能造成起落架收下好。在一段平飛或小角度上升中,特別要防止出現(xiàn)坡度,因為這時飛行高度低,飛機如有坡度,就會向下側(cè)滑而可能使飛機撞地。因此發(fā)現(xiàn)飛機有坡度應(yīng)及時糾正。
(四)當(dāng)速度增加到規(guī)定時,應(yīng)柔和帶桿使飛機轉(zhuǎn)入穩(wěn)定上升,上升到規(guī)定高度起飛階段結(jié)束。
***影響起飛滑跑距離的因素影響起飛滑跑距離的困素有油門位置、離地迎角、襟翼反置、起飛重量、機場標(biāo)高與氣溫、跑道表面質(zhì)量、風(fēng)向風(fēng)速、跑道坡度等。這些因素一般都是通過影響離地速度 或起飛滑跑的平均加速度來影響起飛滑跑距離的。
* 油門位置 油門越大,螺旋槳拉力或噴氣推力越大,飛機增速快,起飛滑跑距離就短。所以,一般應(yīng)用最大功率或最大油門狀態(tài)起飛。
* 離地迎角 離地迎角的大小決定于抬前輪或抬機尾的高度。離地迎角大,離地速度小,起飛滑跑距離短。但離地迎角又不可過大,離地迎角過大,下僅會因飛機阻力大而使飛機增速慢延長滑跑距離,而且會直接危及飛行安全因此從既要保證飛行安全又要使滑跑距離短出發(fā),各型飛機一般都規(guī)定有最有利的離地迎角值。
* 襟翼位置 放下襟翼,可增大升力系數(shù),減小離地速度,因而能縮短起飛滑跑距離。
* 起飛重量 起飛重量增大,不僅使飛機離地速度增大,而且會引起機輪摩擦力增加,使飛機不易加速。因此,起飛重量增大,起飛滑跑距離增長。
* 機場標(biāo)高與氣溫 機場標(biāo)高或氣溫升高都會引起空氣密度減小,一放面使拉力或推力減小,飛機加速慢;另一方面,離地速度增大,因此起飛滑跑距離必然增長。所以在炎熱的高原機場起飛,滑跑距離顯著增長。
* 跑道表面質(zhì)量 不同跑道表面質(zhì)量的摩擦系數(shù),滑跑距離也就不同。跑道表面如果光滑平坦而堅實,則摩擦系數(shù)小,摩擦力小,飛機增速快,起飛滑跑距離短。反之跑道表面粗糙不平或松軟,起飛滑跑距離就長。
* 風(fēng)向風(fēng)速 起飛滑跑時,為了產(chǎn)生足夠的升力使飛機離地,不論有風(fēng)或無風(fēng),離地空速是一定的。但滑跑距離只與地速有關(guān),逆風(fēng)滑跑時,離地地速小,所以起飛滑跑距離比無風(fēng)時短。反之則長。
* 滑跑坡度 跑道有坡度,會使飛機加速力增大或減小。
前三角飛機(比如噴氣客機)起飛時,抬前輪的動作是依靠什么原理實現(xiàn)的?
如果我們不想扯的太遠去討論“飛機是怎么飛行的”之類的太大的問題,而僅僅是考慮飛機是怎么抬前輪的,那么原理就十分簡單——杠桿原理。
假設(shè)一架飛機前輪抬起,后輪著地的狀態(tài),我們以后輪為支點,討論飛機上受到的各種力和力矩。
首先飛機應(yīng)該受到重力。先看一架飛機能夠正常的停在地面上,支點分別是主輪和前輪,那么它的重心一定位于前輪之后和主輪之前,否則它一定不能穩(wěn)定停住。所以重力產(chǎn)生的力矩一定使飛機低頭。
第二飛機的發(fā)動機有推力。飛機的發(fā)動機高度一定高于地面。因此推力產(chǎn)生的力矩也一定使飛機低頭。
第三飛機的機翼會產(chǎn)生升力。飛機在正常平飛時升力與重力是一對平衡力,不僅大小相等方向相反而且作用在同一條直線上。所以平飛狀態(tài)下的飛機升力產(chǎn)生的、相對于主輪的力矩一定是使飛機抬頭的。
第四飛機受到阻力。在正常平飛時飛機的阻力和發(fā)動機推力也是一對平衡力,所以阻力相對于主輪的力矩使飛機抬頭
小結(jié)一下:當(dāng)飛機前輪抬起,后輪著地在地面滑跑的狀態(tài)下,一共受到4個力矩的作用,其中發(fā)動機的推力和重力使飛機低頭,升力和阻力使飛機抬頭。
飛機起飛過程中重力的減少可以忽略不計,推力不能減少,阻力不能增加,所以要想讓飛機抬頭,只有增加飛機升力的力矩。請注意,這里說的是力矩。
增加升力力矩的途徑有兩條,其一是直接增加升力,升力足夠大的時候飛機自然就能抬頭。其二是將升力中心向前移動,而將升力中心向前移動又有兩種方法:增加飛機前部的升力或者減少飛機后部的升力。
民航客機絕大部分是后尾式布局靜穩(wěn)定飛機,它的平尾布置在飛機的后面。它在起飛時需要將平尾向下壓,減少飛機后半部分的升力,甚至產(chǎn)生一個向下的壓力,從而抬起機頭。
而鴨式布局飛機則可以(可以,不是必須)通過抬起前翼,增加飛機前部升力的方法來抬起機頭。
關(guān)于飛機抬起前輪之后怎么飛起來,以及下壓升降舵或平尾怎么會減少后半部分的升力這種問題,與本問題無關(guān),就不再細說了。
為何起飛離地時飛機要抬前輪?
飛機起飛是抬起前輪是因為 需要增加機翼的迎角 已獲得更大的升力好讓飛機擺脫地球的引力順利飛上天空!
飛機是如何起飛的?工作原理是什么?
1、起飛滑跑
u飛機滑行到起飛線上,駕駛員踩住剎車加大油門到最大轉(zhuǎn)速后,松開剎車使飛機加速滑跑。 u飛機對正跑道后,松剎車,柔和連續(xù)地加油門至最大位置,用盤舵保持滑跑方向,隨滑跑速度的增加,盤舵效能增強,盤舵量需適當(dāng)減小。
2、抬前輪
抬前輪的目的是為了增大離地迎角,減小離地速度,縮短起飛滑跑距離。
操縱方法:滑跑速度增加到抬輪速度VR時,柔和一致向后帶桿,接近預(yù)定姿態(tài)時,應(yīng)回桿保持姿態(tài),待飛機自動離地。飛機離地后,機輪摩擦力消失,飛機有上仰趨勢,應(yīng)回桿保持。
3、初始上升
用桿保持規(guī)定的俯仰姿態(tài)上升,離地后,當(dāng)確保飛機有正的上升率,收起落架,在50英尺處飛機加速至大于起飛安全速度V2。繼續(xù)上升至規(guī)定高度,再調(diào)整構(gòu)型和功率。
飛機起飛的原理:
升力的原理就是因為繞翼環(huán)量(附著渦)的存在導(dǎo)致機翼上下表面流速不同壓力不同。
通常翼型(機翼橫截面)都是上方距離比下方長,剛開始在沒有環(huán)流的情況下上下表面氣流流速相同,導(dǎo)致下方氣流到達后緣點時上方氣流還沒到后緣,后駐點位于翼型上方某點,下方氣流就必定要繞過尖后緣與上方氣流匯合。
由于流體黏性(即康達效應(yīng)),下方氣流繞過后緣時會形成一個低壓旋渦,導(dǎo)致后緣存在很大的逆壓梯度。隨即,這個旋渦就會被來流沖跑,這個渦就叫做起動渦。根
據(jù)海姆霍茲旋渦守恒定律,對于理想不可壓縮流體在有勢力的作用下翼型周圍也會存在一個與起動渦強度相等方向相反的渦,叫做環(huán)流,或是繞翼環(huán)量。
環(huán)流是從機翼上表面前緣流向下表面前緣的,所以環(huán)流加上來流就導(dǎo)致后駐點最終后移到機翼后緣,從而滿足庫塔條件。
由滿足庫塔條件所產(chǎn)生的繞翼環(huán)量導(dǎo)致了機翼上表面氣流向后加速,由伯努利定理可推導(dǎo)出壓力差并計算出升力,這一環(huán)量最終產(chǎn)生的升力大小亦可由庫塔-茹可夫斯基方程計算:L(升力)=ρVΓ(氣體密度×流速×環(huán)量值)這一方程同樣可以計算馬格努斯效應(yīng)的氣動力。
根據(jù)伯努利定理——“流體速度越快,其靜壓值越?。o壓就是流體流動時垂直于流體運動方向所產(chǎn)生的壓力)?!币虼松媳砻娴目諝馐┘咏o機翼的壓力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產(chǎn)生了升力。
擴展資料:
影響起飛滑跑距離和起飛距離的因素
影響因素一般都是通過影響離地速度或起飛滑跑的平均加速度來影響起飛滑跑距離的。
1、油門位置
油門大,拉力大,飛機加速快,起飛滑跑距離和起飛距離就短。一般使用最大油門狀態(tài)起飛。
2、離地姿態(tài)
離地姿態(tài)大,離地速度小,起飛滑跑距離短,但升空后安全裕度小,還可導(dǎo)致擦機尾。
3、跑道表面質(zhì)量
光滑平坦而堅實的跑道表面,摩擦系數(shù)小,有利于飛機起飛滑跑的加速,起飛滑跑距離短。反之,跑道表面粗糙不平或松軟,起飛滑跑距離就長。
4、風(fēng)向風(fēng)速
保持表速一定,逆風(fēng)滑跑,離地地速小,所以起飛滑跑距離和起飛距離比無風(fēng)或順風(fēng)時短。
5、跑道坡度
上坡起飛,重力的第二分量會減小飛機的加速力,飛機的起飛滑跑距離和起飛距離會增加,下坡反之。
參考資料來源:
百度百科-飛機
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