【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)起飛抬輪原理》對應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、[高難度]為什么飛機(jī)能起飛?
2、前三角飛機(jī)(比如噴氣客機(jī))起飛時(shí),抬前輪的動(dòng)作是依
本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)起飛抬輪原理》對應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、[高難度]為什么飛機(jī)能起飛?
- 2、前三角飛機(jī)(比如噴氣客機(jī))起飛時(shí),抬前輪的動(dòng)作是依靠什么原理實(shí)現(xiàn)的?
- 3、為何起飛離地時(shí)飛機(jī)要抬前輪?
- 4、飛機(jī)是如何起飛的?工作原理是什么?
[高難度]為什么飛機(jī)能起飛?
飛機(jī)從開始滑跑到離開地面,并升到一定高度的運(yùn)動(dòng)過程,叫做起飛。
飛機(jī)起飛的操縱原理
飛機(jī)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(jī)重力的結(jié)果。而 只有當(dāng)飛機(jī)速度增大到一定時(shí),才可能產(chǎn)生足以支持飛機(jī)重力的升力??梢婏w機(jī)的起飛 是一個(gè)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(jī)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(gè)階段。 對有足夠剩余拉力的螺旋槳飛機(jī),或有足夠剩余推力的噴氣式飛機(jī),因可使飛機(jī)加 速并上升,故起飛一般只分三個(gè)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(jī)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(jī)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(diǎn)飛機(jī)為什么要太前輪?
前三點(diǎn)飛機(jī)的停機(jī)角比較小,如果在整個(gè)起飛滑跑階段都保持三點(diǎn)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(jī)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(shí)就需要抬起前輪作兩點(diǎn)姿態(tài)滑跑,以增大迎角和升力系數(shù)。
* 抬前輪的時(shí)機(jī)和高度
抬前輪的時(shí)機(jī)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(dòng)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(jìn)行往復(fù)修正,給操縱帶來困難。同時(shí),抬前輪過旱,使飛機(jī)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(shí)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(jī)猛然離地。各型飛機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的安定住差操縱性也不好。仰角過大,還可能造成機(jī)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(jī)前輪抬起高度都有其具體規(guī)定。飛行員可從飛機(jī)上的俯仰指示器或從機(jī)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(diǎn)飛機(jī)為什么要抬尾輪
后三點(diǎn)飛機(jī)與前三點(diǎn)飛機(jī)相比,停機(jī)角比較大,因此三點(diǎn)滑跑中迎角較大,接近其臨界迎角,如果整個(gè)滑跑階段都保持三點(diǎn)滑跑,升力系數(shù)比較大,飛機(jī)在較小的速度下 即能產(chǎn)生足夠的升力使飛機(jī)離地。此時(shí)滑跑距離雖然很短,但大迎角小速度離地后,飛 機(jī)安定性操縱性都差,甚至可能失速。因此后三點(diǎn)飛機(jī),當(dāng)滑跑速度增大到一定時(shí),飛 行員應(yīng)前推駕駛桿,抬起機(jī)尾作兩點(diǎn)滑跑,以減小迎角。與前三點(diǎn)飛機(jī)抬前輪一樣,為了既保證安全,又縮短滑跑距離,必須適時(shí)正確地抬 機(jī)尾。抬機(jī)尾過早或過晚,過高或過低,不僅會(huì)增長滑跑距離,起飛距離,而且會(huì)危及 飛行安全。各型飛機(jī)抬機(jī)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(jī)而言,起飛滑跑中引起飛機(jī)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(jī)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(diǎn)飛 機(jī)抬前輪時(shí)和后三點(diǎn)飛機(jī)抬尾輪時(shí),螺旋槳的進(jìn)動(dòng)作用也會(huì)使飛機(jī)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。加減油門和推拉篤駛桿的動(dòng)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(dòng)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(jī)起飛滑跑方向容易保持,其原因是;一是噴氣飛機(jī)都是前三點(diǎn)飛機(jī), 而前三點(diǎn)飛機(jī)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(shí),飛機(jī)不會(huì)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(jī)即可離地。離地時(shí)作用于飛機(jī)的力。此時(shí)升力大于重力,拉力或推力 大于阻力。
離地時(shí)的操縱動(dòng)作,前三點(diǎn)飛機(jī)和后三點(diǎn)是不同的。前三點(diǎn)飛機(jī)是因飛行員拉桿產(chǎn)生上仰操縱力矩,而使飛機(jī)作兩點(diǎn)滑跑的。隨著滑跑速度 的增大、上仰力矩增大,迎角將會(huì)增大。雖然飛行員不斷向前推桿以保持兩點(diǎn)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(dá)離地速度時(shí),迎角仍會(huì)有自動(dòng)增大的趨勢。所以,前三點(diǎn)飛機(jī)一般都是等其自動(dòng)離地。 后三點(diǎn)飛機(jī)則不然,飛機(jī)到達(dá)離地速度時(shí),一般都需帶桿增大迎角而后離地。這是因?yàn)楹笕c(diǎn)飛機(jī)在兩點(diǎn)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(diǎn)滑跑,但在到達(dá) 離地速度時(shí),迎角仍會(huì)有減小的趨勢。所以,必須向后帶桿增大迎角飛機(jī)才能離地。后三點(diǎn)飛機(jī),正確掌握離地時(shí)機(jī)是很重要的。離地過早或過晚,都將給飛行帶來不利。 機(jī)輪離地后,機(jī)輪摩擦力消失,飛機(jī)有上仰趨勢,應(yīng)向前迎桿制止。對螺旋漿飛 機(jī),機(jī)輪摩擦力矩也消失,飛機(jī)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(jī),飛機(jī)離地還尚未達(dá)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(jī)離地后在12米高度向前迎桿,減小迎 角,使飛機(jī)平飛加速或作小角度上升加速。飛機(jī)剛離地時(shí),不宜用較大的上升角上升。 上升角過大,這會(huì)影響飛機(jī)增速,甚至危及安全。 為了減小阻力,便于增速,飛機(jī)高地后,一般不低于5米高度收起落架。收起落架 時(shí)機(jī)不可過早或過晚。過早,飛機(jī)離地大近,如果飛機(jī)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?yàn)檫@時(shí)飛行高度低,飛機(jī)如有坡度,就會(huì)向下側(cè)滑而可能使飛機(jī)撞地。因此發(fā)現(xiàn)飛機(jī)有坡度應(yīng)及時(shí)糾正。
(四)當(dāng)速度增加到規(guī)定時(shí),應(yīng)柔和帶桿使飛機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(huì)因飛機(jī)阻力大而使飛機(jī)增速慢延長滑跑距離,而且會(huì)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(jī)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(jī)離地速度增大,而且會(huì)引起機(jī)輪摩擦力增加,使飛機(jī)不易加速。因此,起飛重量增大,起飛滑跑距離增長。
* 機(jī)場標(biāo)高與氣溫 機(jī)場標(biāo)高或氣溫升高都會(huì)引起空氣密度減小,一放面使拉力或推力減小,飛機(jī)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(jī)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(jiān)實(shí),則摩擦系數(shù)小,摩擦力小,飛機(jī)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(shí),為了產(chǎn)生足夠的升力使飛機(jī)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(shí),離地地速小,所以起飛滑跑距離比無風(fēng)時(shí)短。反之則長。
* 滑跑坡度 跑道有坡度,會(huì)使飛機(jī)加速力增大或減小。
前三角飛機(jī)(比如噴氣客機(jī))起飛時(shí),抬前輪的動(dòng)作是依靠什么原理實(shí)現(xiàn)的?
如果我們不想扯的太遠(yuǎn)去討論“飛機(jī)是怎么飛行的”之類的太大的問題,而僅僅是考慮飛機(jī)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(jī)前輪抬起,后輪著地的狀態(tài),我們以后輪為支點(diǎn),討論飛機(jī)上受到的各種力和力矩。
首先飛機(jī)應(yīng)該受到重力。先看一架飛機(jī)能夠正常的停在地面上,支點(diǎn)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(jī)低頭。
第二飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)有推力。飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)高度一定高于地面。因此推力產(chǎn)生的力矩也一定使飛機(jī)低頭。
第三飛機(jī)的機(jī)翼會(huì)產(chǎn)生升力。飛機(jī)在正常平飛時(shí)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(jī)升力產(chǎn)生的、相對于主輪的力矩一定是使飛機(jī)抬頭的。
第四飛機(jī)受到阻力。在正常平飛時(shí)飛機(jī)的阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)推力也是一對平衡力,所以阻力相對于主輪的力矩使飛機(jī)抬頭
小結(jié)一下:當(dāng)飛機(jī)前輪抬起,后輪著地在地面滑跑的狀態(tài)下,一共受到4個(gè)力矩的作用,其中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和重力使飛機(jī)低頭,升力和阻力使飛機(jī)抬頭。
飛機(jī)起飛過程中重力的減少可以忽略不計(jì),推力不能減少,阻力不能增加,所以要想讓飛機(jī)抬頭,只有增加飛機(jī)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(shí)候飛機(jī)自然就能抬頭。其二是將升力中心向前移動(dòng),而將升力中心向前移動(dòng)又有兩種方法:增加飛機(jī)前部的升力或者減少飛機(jī)后部的升力。
民航客機(jī)絕大部分是后尾式布局靜穩(wěn)定飛機(jī),它的平尾布置在飛機(jī)的后面。它在起飛時(shí)需要將平尾向下壓,減少飛機(jī)后半部分的升力,甚至產(chǎn)生一個(gè)向下的壓力,從而抬起機(jī)頭。
而鴨式布局飛機(jī)則可以(可以,不是必須)通過抬起前翼,增加飛機(jī)前部升力的方法來抬起機(jī)頭。
關(guān)于飛機(jī)抬起前輪之后怎么飛起來,以及下壓升降舵或平尾怎么會(huì)減少后半部分的升力這種問題,與本問題無關(guān),就不再細(xì)說了。
為何起飛離地時(shí)飛機(jī)要抬前輪?
飛機(jī)起飛是抬起前輪是因?yàn)?需要增加機(jī)翼的迎角 已獲得更大的升力好讓飛機(jī)擺脫地球的引力順利飛上天空!
飛機(jī)是如何起飛的?工作原理是什么?
1、起飛滑跑
u飛機(jī)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(jī)加速滑跑。 u飛機(jī)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(qiáng),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(shí),柔和一致向后帶桿,接近預(yù)定姿態(tài)時(shí),應(yīng)回桿保持姿態(tài),待飛機(jī)自動(dòng)離地。飛機(jī)離地后,機(jī)輪摩擦力消失,飛機(jī)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(jī)有正的上升率,收起落架,在50英尺處飛機(jī)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(jī)起飛的原理:
升力的原理就是因?yàn)槔@翼環(huán)量(附著渦)的存在導(dǎo)致機(jī)翼上下表面流速不同壓力不同。
通常翼型(機(jī)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(dá)后緣點(diǎn)時(shí)上方氣流還沒到后緣,后駐點(diǎn)位于翼型上方某點(diǎn),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(dá)效應(yīng)),下方氣流繞過后緣時(shí)會(huì)形成一個(gè)低壓旋渦,導(dǎo)致后緣存在很大的逆壓梯度。隨即,這個(gè)旋渦就會(huì)被來流沖跑,這個(gè)渦就叫做起動(dòng)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(huì)存在一個(gè)與起動(dòng)渦強(qiáng)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(jī)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(diǎn)最終后移到機(jī)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(jī)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(jì)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(jì)算:L(升力)=ρVΓ(氣體密度×流速×環(huán)量值)這一方程同樣可以計(jì)算馬格努斯效應(yīng)的氣動(dòng)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(dòng)時(shí)垂直于流體運(yùn)動(dòng)方向所產(chǎn)生的壓力)?!币虼松媳砻娴目諝馐┘咏o機(jī)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(kuò)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(jī)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(jī)尾。
3、跑道表面質(zhì)量
光滑平坦而堅(jiān)實(shí)的跑道表面,摩擦系數(shù)小,有利于飛機(jī)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(shí)短。
5、跑道坡度
上坡起飛,重力的第二分量會(huì)減小飛機(jī)的加速力,飛機(jī)的起飛滑跑距離和起飛距離會(huì)增加,下坡反之。
參考資料來源:
百度百科-飛機(jī)
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