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民航概論(全套課件)第一章緒論第一節(jié)民用航空的定義與分類第二節(jié)民用航空的管理機(jī)構(gòu)第三節(jié)民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展歷史聲電影眾籌詳情:了解什么是民用航空;5,980本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解民用航空的不同類別及其應(yīng)用;熟悉民用航空運(yùn)輸?shù)膰?guó)際性組織管理機(jī)構(gòu)及其職能;了解飛機(jī)是如何誕生的;了解民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展歷程;熟悉在民航發(fā)展過(guò)程中做出巨大貢獻(xiàn)的幾位航空先驅(qū)人物;掌握幾種常見(jiàn)的民航運(yùn)輸飛機(jī)型號(hào)特征;了解中國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的幾個(gè)階段。第一章緒論過(guò)渡頁(yè)第一節(jié)民用航空的定義與分類一、什么是民用航空民用航空搜索
民用航空,是指使用航空器從事除了國(guó)防、警察和海關(guān)等國(guó)家航空活動(dòng)以外的航空活動(dòng)。民用航空活動(dòng)是航空活動(dòng)的一部分,同時(shí)以“使用”航空器界定了它和航空制造業(yè)的界限,用“非軍事等性質(zhì)”表明了它和軍事航空等國(guó)家航空活動(dòng)不同。二、民用航空的分類1公共航空運(yùn)輸
公共航空運(yùn)輸又稱為商業(yè)航空,是指以航空器進(jìn)行經(jīng)營(yíng)性的客貨運(yùn)輸?shù)暮娇栈顒?dòng)。它的經(jīng)營(yíng)性表明這是一種商業(yè)活動(dòng),以盈利為目的;它又是運(yùn)輸活動(dòng),這種航空活動(dòng)是交通運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)組成部門(mén),與鐵路、公路、水路和管道運(yùn)輸共同組成了國(guó)家的交通運(yùn)輸系統(tǒng)。2通用航空運(yùn)輸
通用航空運(yùn)輸是指除公共航空運(yùn)輸之外的所有民用航空活動(dòng)。也可以說(shuō),通用航空是除軍用航空和民用商業(yè)航線飛行之外的所有飛行活動(dòng)。它包括從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和建筑業(yè)的作業(yè)飛行以及醫(yī)療衛(wèi)生、搶險(xiǎn)救災(zāi)、氣象探測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、教育培訓(xùn)、文化體育等方面的飛行活動(dòng),以及公務(wù)航空和私人航空。通用航空業(yè)是以通用航空飛行活動(dòng)為核心,涵蓋通用航空器研發(fā)制造、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、綜合保障以及延伸服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)體系。過(guò)渡頁(yè)第二節(jié)民用航空的管理機(jī)構(gòu)一、國(guó)際民航組織國(guó)際民航組織搜索
國(guó)際民航組織(InternationalCivilAviationOrganization,ICAO)是聯(lián)合國(guó)的一個(gè)專門(mén)機(jī)構(gòu),為促進(jìn)全世界民用航空安全、有序地發(fā)展而成立。國(guó)際民航組織總部設(shè)在加拿大的蒙特利爾,負(fù)責(zé)制訂國(guó)際空運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)和條例,是所有締約國(guó)在民航領(lǐng)域中開(kāi)展合作的媒介。國(guó)際民航組織的權(quán)利能力和行為能力主要表現(xiàn)在以下幾方面。第一,協(xié)調(diào)國(guó)際民航關(guān)系。第二,解決國(guó)際民航爭(zhēng)議。國(guó)際民航組織不僅參與國(guó)際條約的制訂,還以條約締約方的身份簽訂國(guó)際條約,解決民航爭(zhēng)議。第三,特權(quán)和豁免。
國(guó)際民航組織各成員國(guó)代表和該組織的官員在每個(gè)成員國(guó)領(lǐng)域內(nèi),享有為達(dá)到該組織的宗旨和履行職務(wù)所必需的特權(quán)和豁免。第四,參與國(guó)際航空法的制訂。
在國(guó)際民航組織的主持下,制訂了很多涉及民航各方面活動(dòng)的國(guó)際公約,從《芝加哥公約》及其附件的各項(xiàng)修正到制止非法干擾民用航空安全的非法行為,以及國(guó)際航空私法方面的一系列國(guó)際文件。
多年來(lái),國(guó)際民航組織充當(dāng)協(xié)調(diào)人,在協(xié)調(diào)各國(guó)關(guān)系上發(fā)揮過(guò)不可替代的作用,努力在國(guó)際民航的各領(lǐng)域協(xié)調(diào)各國(guó)的關(guān)系,制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)國(guó)際民航健康、有序地發(fā)展。二、國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)搜索
國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(InternationalAirTransportAssociation,IATA)是一個(gè)由世界各國(guó)航空公司所組成的大型國(guó)際組織,總部設(shè)在加拿大的蒙特利爾,執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)在日內(nèi)瓦,IATA的宗旨是為了世界人民的利益,促進(jìn)安全、正常而經(jīng)濟(jì)的航空運(yùn)輸,對(duì)于直接或間接從事國(guó)際航空運(yùn)輸工作的各空運(yùn)企業(yè)提供合作的途徑,與國(guó)際民航組織以及其他國(guó)際組織通力合作。三、國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)搜索
國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)(AirportsCouncilInternational,ACI),原名為國(guó)際機(jī)場(chǎng)聯(lián)合協(xié)會(huì)(AirportsAssociationCouncilInternational),于1991年1月成立,1993年1月1日改稱國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)。國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)是全世界所有機(jī)場(chǎng)的行業(yè)協(xié)會(huì),是一個(gè)非營(yíng)利性的組織,其宗旨是加強(qiáng)各成員與全世界民航業(yè)組織、機(jī)構(gòu)的合作,包括政府部門(mén)、航空公司和飛機(jī)制造商等,并通過(guò)這種合作促進(jìn)建立一個(gè)安全、有效、環(huán)境和諧的航空運(yùn)輸體系。
國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)的發(fā)展目標(biāo)有以下幾個(gè)方面。第一,保持和發(fā)展世界各地民用機(jī)場(chǎng)之間的合作,相互幫助。第二,就各成員機(jī)場(chǎng)所關(guān)心的問(wèn)題,明確立場(chǎng),形成慣例,以“機(jī)場(chǎng)之聲”的名義集中發(fā)布和推廣這些立場(chǎng)和慣例。第三,制定加強(qiáng)民航業(yè)各方面合作的政策和慣例,形成一個(gè)安全、穩(wěn)定、與自然環(huán)境相適應(yīng)的高效的航空運(yùn)輸體系,推動(dòng)旅游業(yè)和貨運(yùn)業(yè)乃至各國(guó)和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。第四,在信息系統(tǒng)、通信、基礎(chǔ)建設(shè)、環(huán)境、金融、市場(chǎng)、公共關(guān)系、經(jīng)營(yíng)和維修等領(lǐng)域內(nèi)交流有關(guān)提高機(jī)場(chǎng)管理水平的信息。第五,向國(guó)際機(jī)場(chǎng)理事會(huì)的各地區(qū)機(jī)構(gòu)提供援助,協(xié)助其實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。四、國(guó)際航空電信協(xié)會(huì)國(guó)際航空電信協(xié)會(huì)搜索
國(guó)際航空電信協(xié)會(huì)(SocietyInternationalDeTelecommunicationAeronautiques,縮寫(xiě)為SITA)是國(guó)際民航組織認(rèn)可的一個(gè)非營(yíng)利的組織,是航空運(yùn)輸業(yè)中領(lǐng)先的電信和信息技術(shù)解決方案的集成供應(yīng)商。
過(guò)渡頁(yè)第三節(jié)民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展歷史一、飛機(jī)的誕生
1783年6月,法國(guó)的蒙哥爾費(fèi)兄弟在里昂安諾內(nèi)廣場(chǎng)做公開(kāi)表演,一個(gè)圓周為110英尺的模擬氣球升起,飛行了15英里,從此一百多年的時(shí)間里人類的飛行屬于懸空器時(shí)代;1891年德國(guó)工程師、滑翔飛行家李林達(dá)爾團(tuán)隊(duì)制成一架蝙蝠狀的弓形翼滑翔機(jī),成功地進(jìn)行了滑翔飛行,距離超過(guò)30米;理論方面,英國(guó)科學(xué)家、空氣動(dòng)力學(xué)之父喬治·凱利為重于空氣的航空器創(chuàng)造了必要的飛行原理,他在1809年發(fā)表的論文《論空中航行》更被認(rèn)為是航空學(xué)誕生的標(biāo)志。在總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)、仔細(xì)研究飛行理論的基礎(chǔ)上,美國(guó)的萊特兄弟通過(guò)1000多次滑翔試飛后,于1903年制造了人類第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)——“飛行者Ⅰ號(hào)”,并在美國(guó)北卡羅來(lái)納州試飛成功。這是人類在飛機(jī)發(fā)展的歷史上取得的一次巨大成功,他們因此于1909年獲得美國(guó)國(guó)會(huì)榮譽(yù)獎(jiǎng)。
從此以后,飛機(jī)的制造技術(shù)得到了迅速而大力的發(fā)展,飛機(jī)的職能與種類也不斷地增多。1915年,法國(guó)將一種L型飛機(jī)裝上一挺機(jī)槍和一種叫作偏轉(zhuǎn)片的裝置,使它真正具有了空戰(zhàn)能力,世界上第一架真正意義上的戰(zhàn)斗機(jī)正式宣告誕生;1939年9月14日美國(guó)工程師西科斯基研制成功的VS300直升機(jī)標(biāo)志著世界上第一架實(shí)用型直升機(jī)誕生;20世紀(jì)50年代,德·哈維蘭公司制造的彗星客機(jī)成為歷史上第一種噴氣式民航客機(jī)。二、世界民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展
第一次世界大戰(zhàn)后,大量剩余飛機(jī)被歐美各國(guó)政府以低價(jià)拋售求現(xiàn),數(shù)以千計(jì)的飛行或技術(shù)人員急需謀求軍事以外的出路,造就了第一次“軍轉(zhuǎn)民”的浪潮。
自20世紀(jì)30年代起,民航運(yùn)輸業(yè)開(kāi)始從萌芽時(shí)期逐漸走向成熟,并崛起了一批優(yōu)秀的飛機(jī)公司,生產(chǎn)了一系列經(jīng)典的飛機(jī)型號(hào)。例如波音公司、道格拉斯公司、洛克希德公司等,與此同時(shí),與航空相關(guān)的組織機(jī)構(gòu)、法律法規(guī)等也開(kāi)始萌生。
波音公司成立于1916年7月15日,由威廉·愛(ài)德華·波音創(chuàng)建。1930年,波音公司開(kāi)始了全金屬客機(jī)的研制,最終成就了航空史上著名的波音247型客機(jī)。美國(guó)的另兩家飛機(jī)公司道格拉斯公司(麥道前身)、洛克希德公司也致力于開(kāi)發(fā)新型的民用客機(jī),更加夯實(shí)了民航運(yùn)輸快速發(fā)展的基礎(chǔ)。道格拉斯公司為與波音公司的B247競(jìng)爭(zhēng),推出加長(zhǎng)型的14座DC2。從此掀開(kāi)了兩家公司長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的競(jìng)爭(zhēng),直到1996年底波音將麥道合并為止。1919年巴黎和會(huì)上38國(guó)簽訂航空公約——《巴黎公約》,這是世界上第一部國(guó)家間的航空法。同年,德國(guó)開(kāi)通了柏林—魏瑪?shù)拿咳斩ㄆ诿窈娇瓦\(yùn),法國(guó)開(kāi)辟了巴黎—布魯塞爾每周一次的定期航班,英國(guó)開(kāi)辟了倫敦—巴黎的每日定期航班?!栋屠韫s》和定期空中客運(yùn)的開(kāi)通標(biāo)志著民用航空正式誕生,隨后成立了國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)。(一)第一次世界大戰(zhàn)前后萌芽時(shí)期的民航運(yùn)輸業(yè)二、世界民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展
第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期因軍事需要而在世界各地興建的大型機(jī)場(chǎng)為戰(zhàn)后民航迅速發(fā)展創(chuàng)造了良好環(huán)境,第二次世界大戰(zhàn)后民用航空運(yùn)輸快速發(fā)展。1946年,全球空運(yùn)旅客達(dá)1800萬(wàn)人次,其中三分之二是美國(guó)國(guó)內(nèi)航空公司運(yùn)送的。
噴氣式飛機(jī)的投入使用使民航技術(shù)實(shí)現(xiàn)另一次躍升,不僅使民航飛機(jī)的速度提高,而且使飛行高度提升到平流層,提高了安全性和舒適性。民航第一種純噴氣式客機(jī)是英國(guó)的“彗星號(hào)”,翼下裝有四臺(tái)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),1949年由迪哈維蘭公司設(shè)計(jì)。但是“彗星號(hào)”在投入使用后不久,由于對(duì)增壓座艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足,長(zhǎng)時(shí)間飛行以及頻繁起降使機(jī)體反復(fù)承受增壓和減壓而引發(fā)金屬疲勞,造成多次的客機(jī)空中解體事故,后雖經(jīng)改進(jìn),但仍不如波音公司隨后推出的波音707。波音707是美國(guó)波音公司在20世紀(jì)50年代發(fā)展的波音系列飛機(jī),是波音首部四發(fā)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)民航客機(jī),也是世界第一部在商業(yè)上取得成功的噴氣式民航客機(jī),該機(jī)型采用后掠式下單翼,后掠式垂直尾翼,頂端裝有天線,水平尾翼靠下安裝,成為噴氣式飛機(jī)的設(shè)計(jì)典范。波音公司也是憑借波音707的成功,執(zhí)掌了民航運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)近半個(gè)世紀(jì),之后發(fā)展出的各型號(hào)7X7噴氣式客機(jī),都取得了各個(gè)國(guó)家航空公司較高的認(rèn)可度。與此同時(shí),道格拉斯公司研發(fā)的DC8、法國(guó)研發(fā)的法國(guó)Caravell短程噴氣式飛機(jī)以及英國(guó)研發(fā)的短程三發(fā)動(dòng)機(jī)100座客機(jī)“三叉戟”也都取得了較大的成功。(二)第二次世界大戰(zhàn)后成長(zhǎng)時(shí)期的民航運(yùn)輸業(yè)第一種噴氣客機(jī)“慧星號(hào)”波音公司生產(chǎn)的B707客機(jī)道格拉斯公司生產(chǎn)的DC8英國(guó)三發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)“三叉戟”二、世界民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展
20世紀(jì)60年代,波音公司推出了被稱為“世界航空史上最成功的民航客機(jī)”——B737。波音737主要針對(duì)中短程航線的需要,具有可靠、簡(jiǎn)捷、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本低的特點(diǎn)。截至2016年,波音已經(jīng)向全球客戶交付了近8920架波音737各種機(jī)型,其訂單數(shù)更是達(dá)到了13298架,成為世界上最成功的客機(jī)家族之一。20世紀(jì)60年代末,波音公司在美國(guó)空軍的主導(dǎo)下又推出了大型商用寬體客/貨運(yùn)輸機(jī)波音747,波音747也是世界上第一款寬體民用飛機(jī),自1970年投入運(yùn)營(yíng)后,到空客A380投入運(yùn)營(yíng)之前,波音747保持全世界載客量最高的飛機(jī)紀(jì)錄長(zhǎng)達(dá)37年。波音747飛機(jī)是波音公司生產(chǎn)的四發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程寬機(jī)身運(yùn)輸機(jī),客座數(shù)在全經(jīng)濟(jì)艙布局的情況下能夠容納約550人,是當(dāng)時(shí)最大的一款民航飛機(jī),雙層客艙及獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)也成為它區(qū)別于波音其他型號(hào)的重要標(biāo)志。
繼波音747之后,波音公司又陸續(xù)推出了波音757、767、777、787等一系列機(jī)型,客座數(shù)、航程、經(jīng)濟(jì)性能等方面滿足航空公司多元化的需求,特別是新型波音787夢(mèng)想客機(jī),大量采用了先進(jìn)復(fù)合材料、超低燃料消耗、較低的污染排放、高效益及舒適的客艙環(huán)境,為未來(lái)民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向提供了思路,也對(duì)民航運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的運(yùn)力保障。(三)現(xiàn)代騰飛時(shí)期的民航運(yùn)輸業(yè)國(guó)航的波音737客機(jī)B747-300的客艙平面圖波音747下線B787夢(mèng)想客機(jī)二、世界民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展
與此同時(shí),歐洲的空中客車公司也在茁壯成長(zhǎng)。空中客車公司(Airbus)是歐洲一家飛機(jī)制造、研發(fā)公司,1970年12月于法國(guó)成立??罩锌蛙嚬镜墓煞萦蓺W洲宇航防務(wù)集團(tuán)公司(EADS)100%持有??罩锌蛙嚬咀鳛橐粋€(gè)歐洲航空公司的聯(lián)合企業(yè),其創(chuàng)建的初衷是為了同波音和麥道那樣的美國(guó)公司競(jìng)爭(zhēng)。在20世紀(jì)60年代歐洲飛機(jī)制造商之間的競(jìng)爭(zhēng)和美國(guó)一樣激烈,于是在60年代中期關(guān)于歐洲合作方法的試驗(yàn)性談判便開(kāi)始了。1967年9月,英國(guó)、法國(guó)和德國(guó)政府簽署了一個(gè)諒解備忘錄,開(kāi)始進(jìn)行空中客車A300的研制工作,而后又推出了空客A320系列客機(jī)、A330/340客機(jī),空客320系列客機(jī)對(duì)美國(guó)波音公司的737運(yùn)輸市場(chǎng)沖擊很大。2000年12月,空中客車公司開(kāi)始A380計(jì)劃,2001年初正式定型,2005年4月27日首航;2007年10月25日第一次商業(yè)飛行。
空中客車A380是四引擎、555座級(jí)超大型遠(yuǎn)程寬體客機(jī),空中客車A380是目前世界上載客量最大的客機(jī),有空中巨無(wú)霸之稱??湛虯380的投入使用標(biāo)志著奢華航空時(shí)代的來(lái)臨。
對(duì)于超音速的研究,歷史至今僅有兩種超音速客機(jī)曾經(jīng)批量生產(chǎn)并投入商業(yè)營(yíng)運(yùn),分別為英國(guó)、法國(guó)聯(lián)合研制的協(xié)和飛機(jī)以及蘇聯(lián)的圖-144客機(jī),均在20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)。但超音速客機(jī)自問(wèn)世以來(lái)一直備受成本效益、環(huán)境破壞等因素困擾,并沒(méi)有大規(guī)模推廣使用。圖-144客機(jī)在1978年6月進(jìn)行最后一次載客飛行后離開(kāi)商業(yè)營(yíng)運(yùn)的舞臺(tái),而協(xié)和飛機(jī)在2003年11月26日進(jìn)行了最后一次的商業(yè)飛行,隨著協(xié)和飛機(jī)的正式退役,至此世界上再?zèng)]有提供商業(yè)營(yíng)運(yùn)的超音速客機(jī)。國(guó)航的波音737客機(jī)空客A380空客A380駕駛艙空客A320系列飛機(jī)協(xié)和號(hào)飛機(jī)三、中國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展概況
1909年馮如制造了中國(guó)第一架飛機(jī)并試飛成功,同年10月正式成立廣東飛行器公司,由馮如擔(dān)任總設(shè)計(jì)師,開(kāi)始了中國(guó)民航事業(yè)的初期探索。但不幸的是,馮如在1912年的一次飛行表演中不幸遇難,英年早逝。1918年北洋政府設(shè)立航空事務(wù)處,這是中國(guó)第一個(gè)主管民航事務(wù)的正式管理機(jī)構(gòu);1920年中國(guó)建立第一條航線:北京—天津航線,由此拉開(kāi)了中國(guó)民航的序幕。到抗戰(zhàn)前夕已經(jīng)初步建立了除東北之外的國(guó)內(nèi)主要城市間的航空線;到解放前夕設(shè)置國(guó)內(nèi)外航線52條,連接40多個(gè)城市,從業(yè)人員達(dá)6000余人。(一)舊中國(guó)時(shí)期(1909—1949年)三、中國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展概況
這一時(shí)期民用航空是軍事航空的從屬,民用航空的首要任務(wù)是保障政府和軍事人員的交通、國(guó)際交往以及處理緊急事件,客貨運(yùn)輸任務(wù)居第二位。自新中國(guó)成立至“文化大革命”時(shí)期,我國(guó)先后生產(chǎn)了多種戰(zhàn)斗機(jī)和運(yùn)輸機(jī)?!拔幕蟾锩睍r(shí)期,民航業(yè)受到嚴(yán)重干擾,處于停滯狀態(tài)。(二)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期(1949—1978年)三、中國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展概況
1972年我國(guó)在聯(lián)合國(guó)席位的恢復(fù),使我國(guó)的民航事業(yè)得到了生機(jī),有了一定的發(fā)展,而真正的轉(zhuǎn)變?cè)?978年。至今,我國(guó)民航事業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。1978年開(kāi)始改革軍事化的集中指揮體系,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,工作的重點(diǎn)放在發(fā)展生產(chǎn)上,使得我國(guó)民航業(yè)有了巨大的發(fā)展,國(guó)內(nèi)航線大大增加,并建立了通向世界各大洲的國(guó)際航線網(wǎng);1980年民航正式從軍隊(duì)管理轉(zhuǎn)為政府領(lǐng)導(dǎo);1987年中國(guó)運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量從世界排名第37位上升到第17位。從1987年起民航總局決定把航空公司、機(jī)場(chǎng)和行政管理當(dāng)局按照其自身性質(zhì)分離,分別進(jìn)行經(jīng)營(yíng)和管理,把航空公司、機(jī)場(chǎng)和行政管理政企分開(kāi),這一改革措施大大加快了航空公司和機(jī)場(chǎng)等民航相關(guān)單位的發(fā)展進(jìn)程,到1997年中國(guó)運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量居世界第6位,運(yùn)營(yíng)的航線數(shù)量、機(jī)場(chǎng)以及通航的城市數(shù)量顯著增長(zhǎng),航空運(yùn)輸企業(yè)如中國(guó)航空集團(tuán)公司、中國(guó)東方航空集團(tuán)公司、中國(guó)南方航空集團(tuán)公司等也頗具規(guī)模。(三)改革開(kāi)放時(shí)期(1978—2002年)三、中國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展概況
2002年,中國(guó)民航進(jìn)行了一次重大的改革重組,對(duì)民航總局直屬的9家航空公司進(jìn)行聯(lián)合重組,實(shí)行政企分開(kāi),形成三大航空集團(tuán),即中國(guó)航空集團(tuán)公司、中國(guó)東方航空集團(tuán)公司和中國(guó)南方航空集團(tuán)公司三大航空運(yùn)輸集團(tuán),并成立了中國(guó)民航信息集團(tuán)公司、中國(guó)航空油料集團(tuán)公司和中國(guó)航空器材進(jìn)出口集團(tuán)公司三大航務(wù)保障集團(tuán)公司。改革開(kāi)放后的中國(guó)成為全球增長(zhǎng)速度最快、最重要的民航市場(chǎng)之一,民航的運(yùn)輸生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都取得了新的進(jìn)展,同時(shí)也出色地完成了各項(xiàng)重大運(yùn)輸保障任務(wù)。數(shù)據(jù)顯示,近年我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,航空運(yùn)輸需求量也爆炸式增長(zhǎng)。(四)高速發(fā)展時(shí)期(2002年至今)第二章飛機(jī)的構(gòu)造與系統(tǒng)第一節(jié)飛機(jī)的定義及分類第二節(jié)飛機(jī)機(jī)體構(gòu)造第三節(jié)飛機(jī)主要系統(tǒng)介紹第四節(jié)現(xiàn)代民航飛機(jī)的特點(diǎn)聲電影眾籌詳情:掌握飛機(jī)的基本組成部件及其作用;5,980本章學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握機(jī)翼及機(jī)翼上各種增升裝置和增阻裝置的位置及作用;了解梁式機(jī)身、半硬殼機(jī)身和硬殼式機(jī)身這幾種不同的機(jī)身結(jié)構(gòu)及其受力特點(diǎn);掌握尾翼的組成及各部分的作用;了解活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理;了解飛機(jī)電子儀表系統(tǒng)的組成、作用及基本工作原理;掌握座艙空調(diào)系統(tǒng)的組成及作用;第二章飛機(jī)的構(gòu)造與系統(tǒng)掌握飛機(jī)按照構(gòu)造形式不同的分類方式;掌握起落架各種不同的結(jié)構(gòu)形式及配置型式的特點(diǎn);了解現(xiàn)代民航飛機(jī)的特點(diǎn)。過(guò)渡頁(yè)第一節(jié)飛機(jī)的定義及分類
飛機(jī)是指由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力,由機(jī)身的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力,在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器。飛機(jī)是最常見(jiàn)的一種固定翼航空器,自從飛機(jī)發(fā)明以來(lái),飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的交通工具。它深刻地改變和影響了人們的生活,開(kāi)啟了人們征服藍(lán)天的歷史。
飛機(jī)的分類方法多種多樣,可以根據(jù)其用途、最大起飛重量、航程、結(jié)構(gòu)外形、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量等來(lái)進(jìn)行分類,這里介紹其中幾種典型的分類方式。
也可以按照使用用途對(duì)飛機(jī)進(jìn)行分類,可分為民用航空飛機(jī)和軍用航空飛機(jī)。軍用航空飛機(jī)是指軍隊(duì)、警察和海關(guān)等使用的飛機(jī),民用航空飛機(jī)主要是指民用飛機(jī)和直升機(jī),民用飛機(jī)是指民用的客機(jī)、貨機(jī)和客貨兩用機(jī)?;蛘甙达w機(jī)的飛行速度分類,有亞音速飛機(jī)和超音速飛機(jī),亞音速飛機(jī)又分低速飛機(jī)(飛行速度低于0
.
4馬赫數(shù))、亞音速飛機(jī)(飛行速度馬赫數(shù)為0.4~0.8)和高亞音速飛機(jī)(飛行速度馬赫數(shù)為0.8~0.9),多數(shù)噴氣式飛機(jī)為高亞音速飛機(jī)。也可以按飛機(jī)的航程遠(yuǎn)近分,有近程、中程、遠(yuǎn)程飛機(jī)之別,遠(yuǎn)程飛機(jī)的航程為8000千米以上,可以完成中途不著陸的洲際跨洋飛行,中程飛機(jī)的航程為3000~8000千米,近程飛機(jī)的航程一般小于3000千米。近程飛機(jī)一般用于支線,因此又稱支線飛機(jī)。中、遠(yuǎn)程飛機(jī)一般用于國(guó)內(nèi)干線和國(guó)際航線,又稱干線飛機(jī)。按飛機(jī)客座數(shù)劃分大、中、小型飛機(jī),飛機(jī)的客座數(shù)在100座以下的為小型,100~200座的為中型,200座以上的為大型。按照構(gòu)造不同對(duì)飛機(jī)的分類過(guò)渡頁(yè)第二節(jié)飛機(jī)機(jī)體構(gòu)造大多數(shù)飛機(jī)都是由五個(gè)主要部分組成,即機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落架和發(fā)動(dòng)機(jī),它們各有其獨(dú)特的功用,如圖所示。一、機(jī)翼
機(jī)翼的主要功用是產(chǎn)生升力,以支持飛機(jī)在空中飛行;也起到一定的穩(wěn)定和操縱飛機(jī)的作用。在機(jī)翼上一般安裝有副翼、襟翼擾流片,還可安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架和油箱等,如圖所示。機(jī)翼有各種形狀,數(shù)目也有不同。(一)機(jī)翼的分類按照不同的機(jī)翼數(shù)量和位置不同,飛機(jī)可以分為單翼機(jī)和雙翼機(jī)。單翼機(jī)是指飛機(jī)只安裝有一副機(jī)翼,按照機(jī)翼的安裝位置不同可分為上單翼、中單翼和下單翼飛機(jī),如圖25所示。上單翼飛機(jī)是機(jī)翼置于機(jī)身頂部的機(jī)翼布局形式,這種布局形式干擾阻力小,有很好的向下視野,機(jī)身離地面近,便于貨物的裝運(yùn),發(fā)動(dòng)機(jī)可以安裝得離地面較高,免受地面飛起的沙石損害,因而大部分軍事運(yùn)輸機(jī)和使用螺旋槳?jiǎng)恿ρb置的運(yùn)輸飛機(jī)都采用這種布局;中單翼飛機(jī)是機(jī)翼置于機(jī)身中部的機(jī)翼布局形式,這種布局形式氣動(dòng)外形是最好的,但因?yàn)榇笮惋w機(jī)的翼梁要從機(jī)身內(nèi)穿過(guò),使客艙容積受到嚴(yán)重影響,因而在民航飛機(jī)中不采用這種布局形式;下單翼飛機(jī)是機(jī)翼置于機(jī)身底部的機(jī)翼布局形式,民航運(yùn)輸機(jī)大部分為下單翼飛機(jī),機(jī)翼離地面近,起落架可以做得短些,兩個(gè)主起落架距離較寬,增加了降落的穩(wěn)定性,起落架很容易在翼下的起落架艙收放,從而減輕重量。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)翼離地面較近,做維修工作方便。目前多數(shù)民航客機(jī)采用下單翼安裝形式。雙翼機(jī)是有上下并列配置兩副機(jī)翼的飛機(jī)(兩副機(jī)翼前后配置的飛機(jī)稱串翼機(jī))。雙翼機(jī)的上下機(jī)翼用支柱和張線連成一個(gè)承力的整體,組成一個(gè)空間桁架結(jié)構(gòu)。雙翼機(jī)與單翼機(jī)相比能夠產(chǎn)生更多的升力,在飛機(jī)誕生的初期階段,為了能夠解決離開(kāi)地表的問(wèn)題,飛機(jī)在構(gòu)造上多采用雙翼機(jī)甚至多翼機(jī)。但是后來(lái)在成功解決飛起來(lái)的問(wèn)題后,人們對(duì)飛機(jī)的性能提出了更快、更大方面的要求,而雙翼機(jī)的飛行阻力較大,尤其是在高速運(yùn)行時(shí),因此很難使飛機(jī)增速;同時(shí)與單翼機(jī)相比,雙翼機(jī)制造需要的材料多、重量大,因此飛機(jī)很難加大,所以很快單翼機(jī)取代了雙翼機(jī)成為航空運(yùn)輸?shù)闹髁?。在現(xiàn)代的飛機(jī)中,除對(duì)載重量和低速性能有特殊要求的小型飛機(jī)外,雙翼機(jī)已不多見(jiàn)。上單翼、中單翼和下單翼飛機(jī)雙翼機(jī)(一)機(jī)翼的分類按照機(jī)翼平面形狀不同,飛機(jī)又可以主要分為平直翼、后掠翼和三角翼。平直翼飛機(jī)是指機(jī)翼無(wú)明顯后掠角。一般指后掠角小于20°、平面形狀呈矩形、梯形或半橢圓形的機(jī)翼,常用在亞音速飛機(jī)上。具有機(jī)翼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、產(chǎn)生升力的效率較高的優(yōu)點(diǎn),但是阻力較大。后掠翼飛機(jī)的機(jī)翼各剖面沿展向后移,這種機(jī)翼的外形特點(diǎn)是:其前緣和后緣均向后掠,機(jī)翼后掠的程度用后掠角的大小來(lái)表示。這種機(jī)翼具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn):首先與平直翼相比,后掠翼的氣動(dòng)特點(diǎn)是可增大機(jī)翼的臨界馬赫數(shù),并減小超音速飛行時(shí)的阻力。其次飛機(jī)在飛行中,當(dāng)垂直于機(jī)翼前緣的氣流流速接近音速時(shí),機(jī)翼上表面局部區(qū)域的氣流受凸起的翼面的影響,其速度將會(huì)超過(guò)音速,出現(xiàn)局部激波,從而使飛行阻力急劇增加。三角翼飛機(jī)的機(jī)翼平面形狀為三角形,與之相近的有雙三角翼和切角三角翼。目前常用的主要是略有切角的三角翼,三角翼飛機(jī)出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代。三角翼飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在大后掠角三角翼具有超音速阻力小、焦點(diǎn)隨M數(shù)變化小、結(jié)構(gòu)剛度好等方面,適合于超音速飛行和機(jī)動(dòng)飛行。三角翼的缺點(diǎn)主要是在亞音速飛行狀態(tài),機(jī)翼的升力線斜率較低、誘導(dǎo)阻力較大、升阻比較小,從而影響飛機(jī)的航程和起降性能。(二)機(jī)翼上的舵面機(jī)翼的前緣和后緣加裝了很多改善或控制飛機(jī)氣動(dòng)力性能的裝置,這些裝置包括襟翼、副翼、縫翼和擾流板。襟翼是為了使飛機(jī)在起飛和降落時(shí)因速度太低而又要保持升力而在機(jī)翼上增加的活動(dòng)翼面。襟翼安裝于機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè),起飛、降落時(shí)襟翼下偏,使機(jī)翼翼型的彎度變大,升力增加。襟翼只能下偏,不能上偏。襟翼的設(shè)計(jì)形式多種多樣。副翼一般安裝于機(jī)翼后緣外側(cè),轉(zhuǎn)彎飛行時(shí)使用,產(chǎn)生橫向力矩,使飛機(jī)產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)。縫翼是在機(jī)翼的前緣,當(dāng)它向前移動(dòng)時(shí)在機(jī)翼的前部出現(xiàn)了一道縫隙,這將使氣流由翼下流到機(jī)翼的上表面,這樣使上表面的氣流加速,同時(shí)消除了上表面后部形成的大部分氣流旋渦,使升力增加,并加大迎角,從而可以進(jìn)一步提高升力,這對(duì)降落是極為有利的。擾流板是鉸接在翼面上表面的板,它只能向上打開(kāi),當(dāng)它打開(kāi)時(shí),增加機(jī)翼的阻力,同時(shí)減少升力,使飛機(jī)能在空中迅速降低速度,以空氣動(dòng)力制動(dòng)飛機(jī)。當(dāng)只有一側(cè)的翼面上的擾流板打開(kāi)時(shí),它的作用和副翼相似,使一側(cè)的阻力上升,使飛機(jī)側(cè)傾,所以擾流板屬于增阻裝置。(三)翼型關(guān)于機(jī)翼還有一個(gè)重要的概念就是翼型。在空氣動(dòng)力學(xué)中,翼型通常理解為二維機(jī)翼,即剖面形狀不變的無(wú)限翼展機(jī)翼。翼型有六種基本類型,如圖212所示。關(guān)于翼型的對(duì)升力產(chǎn)生所起到的作用,將在后面的章節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)的介紹。(四)機(jī)翼的內(nèi)部構(gòu)造
機(jī)翼內(nèi)部的受力構(gòu)件是保證飛機(jī)承受巨大的氣動(dòng)載荷的關(guān)鍵,由于飛機(jī)是在空中飛行,并且速度十分快,這就要求飛機(jī)上的每一個(gè)部件都要有很好的強(qiáng)度和剛度,保證飛機(jī)的飛行安全。機(jī)翼的基本受力構(gòu)件包括縱向骨架、橫向骨架、蒙皮和接頭,其中接頭的作用是將機(jī)翼上的載荷傳遞到機(jī)身上。下面以典型的梁式機(jī)翼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。
縱向骨架的縱向是指沿翼展方向。梁式機(jī)翼的縱向骨架由翼梁、縱檣和桁條等組成,它們都是沿翼展方向布置的。翼梁是最主要的縱向構(gòu)件,它承受全部或大部分彎矩和剪力。翼梁一般由凸緣和腹板構(gòu)成。凸緣通常由鍛造鋁合金或高強(qiáng)度合金鋼制成,腹板用硬鋁合金板材制成,與上下凸緣用螺釘或鉚釘相連接。凸緣和腹板組成工字型梁,承受由外載荷轉(zhuǎn)化而成的彎矩和剪力??v檣與翼梁十分相像,二者的區(qū)別在于縱檣的凸緣很弱并且不與機(jī)身相連,其長(zhǎng)度有時(shí)僅為翼展的一部分??v檣通常布置在機(jī)翼的前后緣部分,與上下蒙皮相連,形成封閉盒段,承受扭矩??亢缶壍目v檣還可以懸掛襟翼和副翼。桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成,鉚接在蒙皮內(nèi)表面,支持蒙皮以提高其承載能力,并共同將氣動(dòng)力分布載荷傳給翼肋。
橫向骨架主要是指翼肋,而翼肋又包括普通翼肋和加強(qiáng)翼肋,橫向是指垂直于翼展的方向,它們的安裝方向一般都垂直于機(jī)翼前緣。普通翼肋的作用是將縱向骨架和蒙皮連成一體,把由蒙皮和桁條傳來(lái)的空氣動(dòng)力載荷傳遞給翼梁,并保持翼剖面的形狀。加強(qiáng)翼肋就是承受有集中載荷的翼肋。二、機(jī)身
機(jī)身是飛機(jī)上用來(lái)裝載人員、貨物和機(jī)載設(shè)備等的部件,同時(shí)它將機(jī)翼、尾翼、起落架等部件連成一個(gè)整體。按照機(jī)身的功用,首先在使用方面,應(yīng)要求它具有盡可能大的空間,使它的單位體積利用率最高,以便能裝載更多的人和物資,同時(shí)連接必須安全可靠,應(yīng)有良好的通風(fēng)加溫和隔音設(shè)備,視界必須廣闊,以利于飛機(jī)的起落。其次在氣動(dòng)方面,它的迎風(fēng)面積應(yīng)減小到最小,表面應(yīng)光滑,形狀應(yīng)流線化而沒(méi)有突角和縫隙,以便盡可能地減小阻力。另外,在保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞能力的情況下,應(yīng)使它的重量最輕,對(duì)于具有氣密座艙的機(jī)身,抗疲勞的能力尤為重要。柱形的機(jī)身在結(jié)構(gòu)受力方面比薄的機(jī)翼有利得多。因此其結(jié)構(gòu)件剖面尺寸比機(jī)翼小,剛度比較大。機(jī)身結(jié)構(gòu)由蒙皮、縱向骨架和橫向骨架組成??v向骨架有桁條、桁梁和縱向局部加強(qiáng)件。橫向骨架有普通框和加強(qiáng)框。除桁梁和縱向局部加強(qiáng)件外,其他結(jié)構(gòu)元件的基本作用與機(jī)翼結(jié)構(gòu)元件相同。桁梁相當(dāng)于機(jī)翼翼梁中的緣條,承受彎曲正應(yīng)力,其剖面尺寸比桁條大。在有桁梁的機(jī)身結(jié)構(gòu)中,多布置4根桁梁和少量的(或沒(méi)有)桁條,機(jī)身軸向力多由桁梁承受。縱向局部加強(qiáng)件的作用是將集中力分散傳給蒙皮和隔框。它可能由幾根縱向短梁組成,也可能是一個(gè)短的盒形梁。普通框是一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu),剖面尺寸較小,用以維持機(jī)身外形并起加強(qiáng)蒙皮的作用。加強(qiáng)框可以是環(huán)形結(jié)構(gòu),也可以是桁架式和板式結(jié)構(gòu)。(一)梁式機(jī)身這種結(jié)構(gòu)由4根桁梁承受機(jī)身的全部或大部分彎曲正應(yīng)力。蒙皮較薄,只承受扭矩和橫向剪切力。桁條較少,用于支持蒙皮或承受少量軸向力。這種結(jié)構(gòu)型式多用于機(jī)身口蓋較多的部位。如殲擊機(jī)的前機(jī)身有較多的大開(kāi)口(座艙蓋、前起落架艙蓋、電子設(shè)備艙和武器艙口蓋等),蒙皮不可能受力,宜用梁式結(jié)構(gòu)。桁
梁
式
機(jī)
身(二)半硬殼式機(jī)身這種結(jié)構(gòu)沒(méi)有強(qiáng)的桁梁,密布的桁條與蒙皮一起承受彎曲正應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)重量較輕,機(jī)身上凡是開(kāi)口較少的部位大多采用這種結(jié)構(gòu)型式。半硬殼式機(jī)(一)硬殼式機(jī)身這種結(jié)構(gòu)沒(méi)有桁梁和桁條,為了改善蒙皮的支持情況,沿機(jī)身長(zhǎng)度方向布置有較密的普通框,有時(shí)也稱密框結(jié)構(gòu)。一般用在彎矩很小而又無(wú)大開(kāi)口的部位。有些輕型飛機(jī)為便于制造而采用硬殼式機(jī)身。硬
殼
式
機(jī)
身三、尾翼
尾翼是飛機(jī)尾部的水平尾翼和垂直尾翼的統(tǒng)稱,它的作用是保證飛機(jī)在三個(gè)軸的方向的穩(wěn)定性和操縱性,如圖217所示。水平尾翼由水平安定面和升降舵組成,水平安定面是固定的,作用是保持飛機(jī)縱向穩(wěn)定;而升降舵可以上、下轉(zhuǎn)動(dòng),用來(lái)控制飛機(jī)抬頭、低頭運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)代高速客機(jī)也有采用全動(dòng)式平尾。垂直尾翼由固定的垂直安定面和活動(dòng)的方向舵組成,當(dāng)飛機(jī)左轉(zhuǎn)彎時(shí),方向舵向左偏轉(zhuǎn),當(dāng)飛機(jī)右轉(zhuǎn)彎時(shí),方向舵向右偏轉(zhuǎn),同時(shí)要與副翼配合使用,控制飛行的航向。垂直安定面的作用是當(dāng)飛機(jī)受到干擾偏離航向時(shí),它就會(huì)受到迎面氣流的力,使飛機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的航向,保證飛機(jī)的側(cè)向和橫向穩(wěn)定性。二、起落架
起落架是飛機(jī)下部用于起飛降落或地面(水面)滑行時(shí)支撐飛機(jī)并用于地面(水面)移動(dòng)的附件裝置。起落架是唯一一種支撐整架飛機(jī)的部件,因此它是飛機(jī)不可或缺的一部分,沒(méi)有它飛機(jī)便不能在地面移動(dòng)。當(dāng)飛機(jī)起飛后,可以視飛行性能而收回起落架。起落架裝置是飛行器重要的具有承力兼操縱性的部件,在飛行器安全起降過(guò)程中擔(dān)負(fù)著極其重要的使命。起落架是飛機(jī)起飛、著陸、滑跑、地面移動(dòng)和停放所必需的支持系統(tǒng),是飛機(jī)的主要部件之一,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到飛機(jī)的使用與安全。(一)基本組成為了滿足飛機(jī)起飛、著陸、滑跑和地面滑行的需要,起落架的最下端裝有帶充氣輪胎的機(jī)輪;為了縮短著陸滑跑距離,機(jī)輪上裝有剎車裝置;此外還包括承力支柱、減震器(常用承力支柱作為減震器外筒)、收放機(jī)構(gòu)、前輪減擺器和轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)等。承力支柱將機(jī)輪和減震器連接在機(jī)體上,并將著陸和滑行中的撞擊載荷傳遞給機(jī)體。前輪減擺器用于消除高速滑行中前輪的擺振。前輪轉(zhuǎn)彎操縱機(jī)構(gòu)可以增加飛機(jī)地面轉(zhuǎn)彎的靈活性。對(duì)于在雪地或冰上起落的飛機(jī),起落架上的機(jī)輪用滑橇代替,如圖219所示;在水面上起降、滑跑的飛機(jī)則采用浮筒式起落架。下面對(duì)基本組成部件做簡(jiǎn)單的介紹。1.減震器飛機(jī)在著陸接地瞬間或在不平的跑道上高速滑跑時(shí),與地面發(fā)生劇烈的撞擊,除充氣輪胎可起小部分緩沖作用外,大部分撞擊能量要靠減震器吸收。2.收放系統(tǒng)收放系統(tǒng)一般以液壓作為正常收放動(dòng)力源,以冷氣、電力作為備用動(dòng)力源。一般前起落架向前收入前機(jī)身,而某些重型運(yùn)輸機(jī)的前起落架是側(cè)向收起的。3.起落架機(jī)輪和剎車系統(tǒng)機(jī)輪的主要作用是在地面支持飛機(jī)的重量,減少飛機(jī)地面運(yùn)動(dòng)的阻力,吸收飛機(jī)著陸和地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的一部分撞擊動(dòng)能。剎車裝置主要有彎塊式、膠囊式和圓盤(pán)式三種。應(yīng)用最為廣泛的是圓盤(pán)式,其主要特點(diǎn)是摩擦面積大,熱容量大,容易維護(hù)。4.起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)操縱飛機(jī)在地面轉(zhuǎn)彎有兩種方式:一種是通過(guò)主輪單側(cè)剎車或調(diào)整左右發(fā)動(dòng)機(jī)的推力(拉力)使飛機(jī)轉(zhuǎn)彎;而另一種方式是通過(guò)前輪轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)操縱前輪偏轉(zhuǎn)使飛機(jī)轉(zhuǎn)彎。(二)配置型式飛機(jī)起落架的配置型式是指飛機(jī)的起落架支柱數(shù)量及其位置關(guān)系。在飛機(jī)出現(xiàn)的初期,也曾有過(guò)四點(diǎn)式起落架,后來(lái)實(shí)踐證明,只要有三個(gè)支點(diǎn),飛機(jī)就可以在地面上穩(wěn)定地運(yùn)動(dòng)。目前常見(jiàn)的飛機(jī)起落架配置型式有前三點(diǎn)式、后三點(diǎn)式和自行車式。(二)配置型式現(xiàn)代飛機(jī)上使用最廣泛的是前三點(diǎn)式起落架,如圖224所示。兩個(gè)主輪保持一定間距左右對(duì)稱地布置在飛機(jī)質(zhì)心稍后處,前輪布置在飛機(jī)頭部的下方。飛機(jī)在地面滑行和停放時(shí),機(jī)身地板基本處于水平位置,便于旅客登機(jī)和貨物裝卸。重型飛機(jī)用增加機(jī)輪和支點(diǎn)數(shù)目的方法減低輪胎對(duì)跑道的壓力,以改善飛機(jī)在前線土跑道上的起降滑行能力。1.前三點(diǎn)式優(yōu)點(diǎn)(1)滑跑方向具有穩(wěn)定性。(2)當(dāng)飛機(jī)以較大速度小迎角著陸時(shí),主輪著陸撞擊力對(duì)飛機(jī)質(zhì)心產(chǎn)生低頭力矩,減小迎角,使飛機(jī)繼續(xù)沿地面滑行而不致產(chǎn)生“跳躍”現(xiàn)象,因此著陸操縱比較容易。(3)由于前起落架遠(yuǎn)離質(zhì)心,因此著陸時(shí)可以大力剎車而不致引起飛機(jī)“翻倒”,從而大大縮短了著陸滑跑距離。(4)由于飛機(jī)軸線接近水平,因此起飛滑跑阻力小,加速快,起飛距離短,而且駕駛員向前視界好,乘坐舒適。(5)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噴流不會(huì)直接噴向跑道,因而對(duì)跑道的影響較小。缺點(diǎn)(1)前起落架的安排較困難,尤其是對(duì)單發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),機(jī)身前部剩余的空間很小。(2)前起落架承受的載荷大、尺寸大、構(gòu)造復(fù)雜,因而質(zhì)量大。(3)著陸滑跑時(shí)處于小迎角狀態(tài),因而不能充分利用空氣阻力進(jìn)行制動(dòng)。在不平坦的跑道上滑行時(shí),超越障礙(溝渠、土堆等)的能力也比較差。(4)前輪會(huì)產(chǎn)生擺振現(xiàn)象,因此需要有防止擺振的設(shè)備和措施,這又增加了前輪的復(fù)雜程度和重量。(二)配置型式早期在螺旋槳飛機(jī)上廣泛采用后三點(diǎn)式起落架。其特點(diǎn)是兩個(gè)主輪(主起落架)布置在飛機(jī)的質(zhì)心之前并靠近質(zhì)心,尾輪(尾支撐)遠(yuǎn)離質(zhì)心布置在飛機(jī)的尾部。在停機(jī)狀態(tài)時(shí),飛機(jī)90%的質(zhì)量落在主起落架上,其余的10%由尾支撐來(lái)分擔(dān)。后三點(diǎn)式起落架的重量比前三點(diǎn)式起落架輕,但是地面轉(zhuǎn)彎不夠靈活,剎車過(guò)猛時(shí)飛機(jī)有“拿大頂”的危險(xiǎn),現(xiàn)代飛機(jī)已很少采用。2.后三點(diǎn)式優(yōu)點(diǎn)(1)后三點(diǎn)式起落架整體構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,重量也較輕。(2)在螺旋槳飛機(jī)上容易配置。螺旋槳飛機(jī)要產(chǎn)生大的推力槳葉就很大,這不得不迫使飛機(jī)設(shè)計(jì)安裝時(shí)提高螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的離地高度,而正好裝有后三點(diǎn)式起落架的飛機(jī)停留在地面時(shí)機(jī)頭抬起很高,迎角很大。(3)在飛機(jī)上易于裝置尾輪。與前輪相比,尾輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸、質(zhì)量都較小。缺點(diǎn)(1)在大速度滑跑時(shí),遇到前方撞擊或強(qiáng)烈制動(dòng),容易發(fā)生倒立現(xiàn)象。為了防止倒立,后三點(diǎn)式起落架不允許強(qiáng)烈制動(dòng),因而使著陸后的滑跑距離有所增加。(2)著陸速度要求高。若著陸速度過(guò)快,主輪接地的沖擊力會(huì)使飛機(jī)抬頭迎角增加,會(huì)引起飛機(jī)升力增大而重新離地產(chǎn)生“跳躍”現(xiàn)象,甚至?xí)鸷笫?,發(fā)生事故。升力增大也會(huì)使飛機(jī)在著陸時(shí)產(chǎn)生拉飄。(3)地面滑跑時(shí)方向穩(wěn)定性差。(4)在停機(jī)、起、落、滑跑時(shí),前機(jī)身仰起,因而向下的視界不佳。(二)配置型式還有一種用得不多的自行車式起落架,它的前輪和主輪前后布置在飛機(jī)對(duì)稱面內(nèi)(即在機(jī)身下部),重心距前輪與主輪幾乎相等。為防止轉(zhuǎn)彎時(shí)傾倒,在機(jī)翼下還布置有輔助小輪。但這種布置型式由于起飛時(shí)抬頭困難而較少采用。3.自行車式優(yōu)點(diǎn)主要是解決了部分薄機(jī)翼飛機(jī)主起落架的收放問(wèn)題缺點(diǎn)(1)前起落架承受的載荷較大,而使尺寸、質(zhì)量增大。(2)起飛滑跑時(shí)不易離地而使起飛滑跑距離增大。(3)不能采用主輪剎車的方法,而必須采用轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)地面轉(zhuǎn)彎等。1.1桁架式起落架2梁式起落架3混合式起落架混合式起落架由支柱、多根斜撐桿和橫梁等構(gòu)件組成,撐桿鉸接在機(jī)體結(jié)構(gòu)上,是桁架式和梁架式的混合結(jié)構(gòu)。支柱承受剪切、壓縮、彎矩和扭矩等多種載荷,撐桿只承受軸向載荷,撐桿兩端固定在支柱和橫梁上,既能承受軸向力,又能承受彎矩,因此大大提高了支柱的剛度,避免了擺振現(xiàn)象的發(fā)生。通常由受力支柱、減震器、扭力臂、支撐桿系、機(jī)輪和剎車系統(tǒng)等組成。其主要承力構(gòu)件是梁(支柱或減震支柱),根據(jù)支柱梁的支撐形式不同,可分為簡(jiǎn)單支柱式、撐桿支柱式、搖臂式和外伸式等多種形式由空間桿系構(gòu)成的桁架結(jié)構(gòu)和機(jī)輪組成。桁架式起落架的主要特點(diǎn)是:它通過(guò)承力構(gòu)架將機(jī)輪與機(jī)翼或機(jī)身相連。承力構(gòu)架中的桿件及減震支柱都是相互鉸接的,它們只承受軸向力(沿各自的軸線方向)而不承受彎矩。(三)結(jié)構(gòu)形式五、發(fā)動(dòng)機(jī)
活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)也叫往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī),是一種利用一個(gè)或者多個(gè)活塞將壓力轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的發(fā)動(dòng)機(jī)。活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)是熱機(jī)的一種,靠汽油、柴油等燃料提供動(dòng)力,是早期在飛機(jī)或直升機(jī)上應(yīng)用的航空發(fā)動(dòng)機(jī),用于帶動(dòng)螺旋槳或旋翼,大型活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可達(dá)2500千瓦。
活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門(mén)機(jī)構(gòu)、螺旋槳減速器、機(jī)匣等組成。氣缸是混合氣(汽油和空氣)進(jìn)行燃燒的地方。氣缸內(nèi)容納活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣缸頭上裝有點(diǎn)燃混合氣的電火花塞(俗稱電嘴),以及進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氣缸溫度很高,所以氣缸外壁上有許多散熱片,用以擴(kuò)大散熱面積。
氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(機(jī)匣)上的排列形式多為星形或V形。常見(jiàn)的星形發(fā)動(dòng)機(jī)有5個(gè)、7個(gè)、9個(gè)、14個(gè)、18個(gè)或24個(gè)氣缸不等。在單缸容積相同的情況下,氣缸數(shù)目越多,發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大?;钊惺苋?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng),并通過(guò)連桿將這種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿用來(lái)連接活塞和曲軸。曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的部件。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)減速器帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生拉力。除此而外,曲軸還要帶動(dòng)一些附件(如各種油泵、發(fā)電機(jī)等)。氣門(mén)機(jī)構(gòu)用來(lái)控制進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)的定時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉。(一)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)五、發(fā)動(dòng)機(jī)
噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)是一種通過(guò)加速和排出的高速流體做功的熱機(jī)或電機(jī),使燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體高速噴射而產(chǎn)生動(dòng)力,大部分噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)都是依靠牛頓第三定律工作的內(nèi)燃機(jī)。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣,有很多不同種類,民航領(lǐng)域中飛機(jī)應(yīng)用較多的包括渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī),都具有壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳效率較低,不能用于高速飛行,但是在中低速下,使用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)是適當(dāng)?shù)?,主要用于時(shí)速小于800千米的飛機(jī);渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)主要用作直升機(jī)的動(dòng)力;渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于速度更快的大型民航運(yùn)輸飛機(jī);渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)適合航行的范圍很廣,從低空低亞音速到高空超音速飛機(jī)都廣泛應(yīng)用,與渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)相比,燃油經(jīng)濟(jì)性要差一些,但是高速性能要優(yōu)于渦扇,特別是高空高速性能。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)又稱渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,由渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展而成。渦扇引擎最適合飛行時(shí)速400~1000千米時(shí)使用,因此現(xiàn)在多數(shù)的飛機(jī)引擎都采用渦扇作為動(dòng)力來(lái)源。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力大、推進(jìn)效率高、噪聲低、燃油消耗率低、飛機(jī)航程遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn),但由于其風(fēng)扇直徑大,迎風(fēng)面積大,因而阻力大,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)難度大,其工作原理。(二)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡頁(yè)第三節(jié)飛機(jī)主要系統(tǒng)介紹一、飛機(jī)的電子儀表系統(tǒng)
飛行控制儀表系統(tǒng)的基本功能是控制飛機(jī)氣動(dòng)操縱面、改變飛機(jī)的布局、增加飛機(jī)的穩(wěn)定性、改善操縱品質(zhì)、優(yōu)化飛行性能。其具體表現(xiàn)在:保持飛機(jī)姿態(tài)和航向;控制空速及飛行軌跡;自動(dòng)導(dǎo)航和自動(dòng)著陸。該系統(tǒng)的使用可以減輕飛行員工作負(fù)擔(dān),做到安全飛行,提高完成任務(wù)的效率和經(jīng)濟(jì)性。飛行控制系統(tǒng)一般由傳感器、計(jì)算機(jī)、伺服作動(dòng)器、控制顯示裝置、檢測(cè)裝置及能源部分組成。飛機(jī)的控制儀表系統(tǒng)通過(guò)提供飛機(jī)飛行中的各種信息和數(shù)據(jù),使駕駛員及時(shí)了解飛行情況,從而對(duì)飛機(jī)進(jìn)行控制以順利完成飛行任務(wù)。早期的飛機(jī)飛行又低又慢,只裝有溫度計(jì)和氣壓計(jì)等簡(jiǎn)單儀表,其他信息主要是靠飛行員的感覺(jué)獲得?,F(xiàn)在的飛機(jī)則裝備了大量?jī)x表,并由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理,用先進(jìn)的顯示技術(shù)直接顯示出來(lái),大大方便了駕駛員的工作。(一)飛行控制儀表系統(tǒng)一、(二)導(dǎo)航系統(tǒng)2345利用飛機(jī)上簡(jiǎn)單儀表所提供的數(shù)據(jù)通過(guò)人工計(jì)算得出各種導(dǎo)航參數(shù),這些儀表是空速表、磁羅盤(pán)、航向陀螺儀和高度表等,后來(lái)由人工計(jì)算發(fā)展為自動(dòng)計(jì)算而有了自動(dòng)領(lǐng)航儀,各種簡(jiǎn)單儀表也逐漸發(fā)展成為航向姿態(tài)系統(tǒng)和大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)等。利用地面無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)和飛機(jī)上的無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備對(duì)飛機(jī)進(jìn)行定位和引導(dǎo)。利用安裝在慣性平臺(tái)上的三個(gè)加速度計(jì)測(cè)出飛機(jī)沿互相垂直的三個(gè)方向上的加速度,由計(jì)算機(jī)將加速度信號(hào)對(duì)時(shí)間進(jìn)行一次和二次積分,得出飛機(jī)沿三個(gè)方向的速度和位移,從而能連續(xù)地給出飛機(jī)的空間位置。以天體(如星體)為基準(zhǔn),利用星體跟蹤器測(cè)定水平面與此星體視線間的夾角(稱為星體高度角)。由以上幾種導(dǎo)航系統(tǒng)組合起來(lái)所構(gòu)成的性能更為完善的導(dǎo)航系統(tǒng),就是組合導(dǎo)航系統(tǒng)。組合導(dǎo)航設(shè)備包括機(jī)場(chǎng)終端區(qū)域?qū)Ш皆O(shè)備和航路導(dǎo)航設(shè)備。1儀表導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)天文導(dǎo)航系統(tǒng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)1.甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)(VHFCOMM)是移動(dòng)無(wú)線電通信中的一個(gè)重要系統(tǒng),用于民用航空及海事近距離通信。其通信方式以話音、圖像、數(shù)據(jù)為媒體,通過(guò)光或電信號(hào)將信息傳輸?shù)搅硪环?,是供飛機(jī)與地面臺(tái)站、飛機(jī)與飛機(jī)之間進(jìn)行雙向話音和數(shù)據(jù)通信聯(lián)絡(luò)的裝置。2.高頻通信系統(tǒng)高頻通信系統(tǒng)(HFCOM)是一種傳統(tǒng)的機(jī)載遠(yuǎn)程通信設(shè)備,主要用于遠(yuǎn)距離空地對(duì)話,它是利用電離層的反射現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)電波的遠(yuǎn)距離傳輸3.選擇呼叫系統(tǒng)選擇呼叫系統(tǒng)是指系統(tǒng)地面塔臺(tái)通過(guò)高頻(HF)或甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)對(duì)指定飛機(jī)進(jìn)行聯(lián)系。選擇呼叫系統(tǒng)接收來(lái)自飛機(jī)通信接收機(jī)輸出的選擇呼叫音頻編碼信號(hào),在收到本飛機(jī)的編碼時(shí),選擇呼叫系統(tǒng)就用指示燈亮和提示音信號(hào)向機(jī)組發(fā)出提醒。4.音頻綜合系統(tǒng)該系統(tǒng)是飛機(jī)內(nèi)部的通話系統(tǒng),其中有機(jī)組人員之間的通話系統(tǒng)、對(duì)旅客的廣播和電視等娛樂(lè)設(shè)施、飛機(jī)在地面時(shí)機(jī)組和地面維護(hù)人員之間的通話系統(tǒng)。它分為飛行內(nèi)話系統(tǒng)、勤務(wù)內(nèi)話系統(tǒng)、客艙廣播及娛樂(lè)系統(tǒng)、呼喚系統(tǒng)和駕駛艙話音記錄器。。(三)通信系統(tǒng)二、飛機(jī)座艙環(huán)境控制系統(tǒng)
由于在高空存在缺氧、低壓、低溫等不利情況,在海拔3000~4000米長(zhǎng)時(shí)間飛行時(shí),缺氧癥常表現(xiàn)為頭痛、疲倦輕度癥狀,4500米飛行時(shí)缺氧癥表現(xiàn)為嗜睡、嘴唇指甲發(fā)紫、視力和判斷力下降等中度癥狀,6500米以上飛行時(shí)缺氧癥表現(xiàn)為驚厥、喪失意識(shí)甚至死亡等嚴(yán)重癥狀。飛機(jī)座艙環(huán)境系統(tǒng)的基本任務(wù)是使飛機(jī)的座艙和設(shè)備艙在各種飛行條件下具有良好的環(huán)境參數(shù),以滿足飛行人員、乘客和設(shè)備的正常生活條件和工作條件。座艙環(huán)境控制系統(tǒng)的主要設(shè)備包括氧氣系統(tǒng)、增壓座艙和空調(diào)系統(tǒng)等,座艙環(huán)境參數(shù)主要是指座艙空氣的溫度和壓力以及它們的變化速率,還包括空氣的流量、流速、濕度、清潔度和噪聲等。
機(jī)組氧氣系統(tǒng)的氧氣來(lái)自氣態(tài)氧,氣態(tài)氧通常為高壓氧氣瓶,壓力為1800~1850psi,供氧持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),并可根據(jù)需要接通或關(guān)斷。供氧時(shí)間長(zhǎng),有利于飛行安全。機(jī)組氧氣系統(tǒng)的組成包括高壓氧氣瓶、壓力傳感器、減壓活門(mén)、氧氣開(kāi)關(guān)、氧氣調(diào)節(jié)器以及氧氣面罩等。也涉及錢(qián)但錢(qián)并不是核心目標(biāo)也與資金有關(guān)但它做的是圈子03飛機(jī)座艙氧氣系統(tǒng)包括三部分(一)氧氣系統(tǒng)2.乘客氧氣系統(tǒng)1.機(jī)組氧氣系統(tǒng)3.手提氧氣系統(tǒng)
乘客用氧的氧氣來(lái)源于固態(tài)氧,固態(tài)氧是在化學(xué)氧氣發(fā)生器內(nèi)儲(chǔ)存固體氯酸鹽和鐵粉混合物,需要加熱反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,供氧持續(xù)時(shí)間較短,一旦開(kāi)啟則不能關(guān)斷,一般供氧時(shí)間可持續(xù)12~15分鐘,如圖243所示。座艙壓力高度在13500~14000ft時(shí),乘客用氧氣面罩會(huì)自動(dòng)脫落。手提氧氣系統(tǒng)用于飛行時(shí)在飛機(jī)座艙內(nèi)游動(dòng)醫(yī)療救助,多為高壓氧氣瓶。另外,在客艙密封區(qū)域失火和有濃煙時(shí),乘務(wù)員和機(jī)組人員可使用防護(hù)性呼吸設(shè)備——煙霧罩,它可保護(hù)滅火者的眼睛和呼吸道不受火和煙的侵害。煙霧罩使用化學(xué)空氣再生系統(tǒng),由口鼻面罩吸進(jìn)再生的空氣,并把呼出的空氣返回到再生系統(tǒng),使用有效時(shí)間至少20分鐘(二)增壓座艙
高空的低氣壓會(huì)使人產(chǎn)生減壓癥狀,因而在高空飛行時(shí)座艙和駕駛艙的氣壓要保持在一定的范圍,早期的活塞式飛機(jī)只能在5000米以下的空域中飛行,但為了躲避雷雨,有時(shí)要飛到6000米以上,當(dāng)時(shí)的解決方法是給乘員戴上氧氣面罩或穿上抗壓服,噴氣飛機(jī)出現(xiàn)后,為了快速安全地運(yùn)送大量旅客,必須長(zhǎng)時(shí)間地在7000米以上高空飛行,因此就需要把整個(gè)座艙的壓力保持在適當(dāng)范圍,使座艙增壓,增壓的座艙要有一定的密封性能,以保證艙內(nèi)有壓力。增壓座艙內(nèi)的大氣壓力由飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)控制,使之高于環(huán)境氣壓并根據(jù)飛行高度自動(dòng)調(diào)節(jié),以保證乘員在高空飛行時(shí)具有舒適環(huán)境和工作條件。
增壓座艙有大氣通風(fēng)式和再生式兩種:第一種是大氣通風(fēng)式增壓座艙。原理是將環(huán)境大氣經(jīng)壓縮提高壓力后,由飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)對(duì)座艙增壓和通風(fēng),然后經(jīng)座艙壓力調(diào)節(jié)器排回到大氣中去。大氣通風(fēng)式增壓座艙一般限于24千米以下高度使用,在更高的高度上由于空氣稀薄,需要使用再生式增壓座艙。第二種是再生式增壓座艙。原理是空氣與大氣隔絕,用機(jī)載壓縮氣源對(duì)座艙增壓并補(bǔ)償少量的座艙漏氣,用過(guò)的空氣經(jīng)再生后在艙內(nèi)循環(huán)使用。再生式增壓座艙主要用于飛行高度大于24千米的飛機(jī)和載人航天器?,F(xiàn)代飛機(jī)廣泛使用大氣通風(fēng)式增壓座艙。
增壓座艙的功用是:第一,通過(guò)艙壓調(diào)節(jié),乘員可以減輕或避免高空低氣壓引起的缺氧癥、高空減壓病、胃腸氣體膨脹和航空中耳氣壓癥;第二,為艙內(nèi)乘客提供良好的空氣調(diào)節(jié),使艙內(nèi)空氣溫度、濕度、壓力、氣流速度和空氣清潔度等符合生理標(biāo)準(zhǔn);第三,艙壁上的隔熱材料既可減小座艙熱載荷,又可降低噪聲。(三)空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)的作用是保證座艙的溫度、濕度和二氧化碳的濃度,保障舒適安全的飛行環(huán)境??照{(diào)系統(tǒng)由加熱、通風(fēng)、去濕等部分組成,循環(huán)供應(yīng)。
在小型飛機(jī)上加熱由電加熱器或燒油的加熱器完成,通風(fēng)和去濕則由飛機(jī)前部向外界開(kāi)孔把外界的沖壓空氣引入而完成?,F(xiàn)代化的大型飛機(jī)上把控制飛機(jī)座艙內(nèi)部的壓力、溫度、通風(fēng)的機(jī)械組成一個(gè)完整的系統(tǒng),它由空調(diào)組件、分配管路和控制系統(tǒng)組成,由發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引來(lái)的熱空氣和外界進(jìn)來(lái)的沖壓空氣,經(jīng)過(guò)幾次熱交換機(jī)使氣體壓力和溫度不斷降低,注入座艙。過(guò)渡頁(yè)第四節(jié)現(xiàn)代民航飛機(jī)的特點(diǎn)現(xiàn)代民航飛機(jī)在構(gòu)造上多采用后掠下單翼,發(fā)動(dòng)機(jī)吊裝在機(jī)翼下方或尾翼部分,起落架則采用前三點(diǎn)式。經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,飛機(jī)的飛行性能已達(dá)到很高的水平。以速度為例,雖然目前大部分民航機(jī)都是亞音速及高亞音速民航機(jī),但跨音速、超音速民航飛機(jī)也曾投入運(yùn)營(yíng),如蘇聯(lián)1977年投入運(yùn)營(yíng)的圖144飛機(jī),1976年英、法合作研制的“協(xié)和號(hào)”飛機(jī)等,但跨音速、超音速客機(jī)由于經(jīng)濟(jì)性差、噪聲水平高等一系列原因沒(méi)能在民航運(yùn)輸領(lǐng)域廣泛推廣。在航程方面,現(xiàn)代民航飛機(jī)也根據(jù)使用需要研制多種不同航程的機(jī)型,如大型客機(jī)空客A380、波音747等航程可以達(dá)到15000千米左右,輕松完成跨洋運(yùn)輸;2015年空客公司宣布推出的A321neo客機(jī)航程可達(dá)7400千米,于2016年已完成首飛工作,是目前單通道飛機(jī)中航程最大的機(jī)型。民航飛機(jī)的載客量也逐漸向更大的數(shù)量級(jí)發(fā)展,空客公司2007年投入航線運(yùn)營(yíng)的A380客機(jī)在全經(jīng)濟(jì)艙布局的情況下最多可裝載800余人,相當(dāng)于10節(jié)火車車廂的裝載量。而且客艙的內(nèi)飾也愈加奢華,使用功能日趨完善,如A380客艙內(nèi)設(shè)置免稅店、酒水吧臺(tái)、會(huì)議室等功能性區(qū)域,供乘客在飛行期間使用,使漫長(zhǎng)的旅行過(guò)程變得輕松而愉悅。第三章飛機(jī)的基本飛行原理第一節(jié)大氣環(huán)境介紹第二節(jié)流體的流動(dòng)特性第四節(jié)飛機(jī)的操控第三節(jié)飛機(jī)上的作用力聲電影眾籌詳情:了解大氣層的組成及對(duì)流層和平流層中大氣的基本特性;5,980本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解大氣環(huán)境對(duì)飛行安全的影響;了解空氣流動(dòng)的基本規(guī)律;了解空氣流動(dòng)的基本規(guī)律;掌握飛機(jī)升力產(chǎn)生的原理;了解飛機(jī)的基本操縱。第三章飛機(jī)的基本飛行原理過(guò)渡頁(yè)第一節(jié)大氣環(huán)境介紹一、大氣的組成成分
大氣是一種混合物,由干潔空氣、水蒸氣和塵埃顆粒組成。干潔空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕?。若按照體積計(jì)算,大氣中的氮?dú)饧s占78%,氧氣約占21%,其余的1%是氬氣、二氧化碳、氖氣等其他氣體。水蒸氣來(lái)源于地表江河湖海水分的蒸發(fā)和植物的蒸騰作用。水蒸氣的密度小于干潔空氣的密度,所以往往空氣的濕度越大,空氣密度越小,對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率影響較大。同時(shí),水蒸氣又是成云致雨的物質(zhì)基礎(chǔ),在氣象中扮演了重要的角色。二、大氣層的結(jié)構(gòu)
對(duì)流層是大氣中最低的一層空氣,是大部分飛行活動(dòng)的范圍。對(duì)流層的底界是地面,頂界隨著緯度和季節(jié)的不同而發(fā)生變化。對(duì)流層的厚度在赤道地區(qū)最大,平均厚度為16千米,在極地地區(qū)則降低到8千米,而在中緯度地區(qū),對(duì)流層的厚度平均約為11千米。在同一地區(qū),對(duì)流層的厚度在夏季大于冬季。
對(duì)流層中空氣的溫度來(lái)源是地表反射的太陽(yáng)輻射,所以隨著海拔的升高,對(duì)流層空氣的溫度逐漸降低,空氣溫度的遞減規(guī)律為海拔每升高1千米,空氣溫度降低6.5℃。基于這樣的原因,對(duì)流層中低層的空氣溫度高、密度小,而上層的空氣溫度低、密度大,就導(dǎo)致低層空氣具備上升的趨勢(shì),上層空氣有下沉的趨勢(shì),形成了空氣的上下對(duì)流,這也是對(duì)流層名稱的由來(lái)。由于地表地形地貌的不同和太陽(yáng)對(duì)地表照射程度不一,地面各地區(qū)空氣氣溫和密度不相同,氣壓也不相等,即使同一地區(qū),氣溫、氣壓也常會(huì)發(fā)生變化,使大氣產(chǎn)生水平方向的對(duì)流現(xiàn)象,即形成風(fēng),且風(fēng)向、風(fēng)速也會(huì)經(jīng)常變化。
綜上所述,對(duì)流層中的空氣性質(zhì)會(huì)對(duì)飛行造成一系列的影響,例如高空飛行空氣溫度低,易使飛機(jī)表面產(chǎn)生積冰;水平方向的風(fēng)會(huì)使飛行方向和飛行距離發(fā)生變化;垂直方向的空氣對(duì)流會(huì)使飛機(jī)產(chǎn)生顛簸。(一)對(duì)流層二、大氣層的結(jié)構(gòu)
平流層,也叫同溫層,位于對(duì)流層之上,它的頂界距離地面約50千米。平流層中的下半部空氣(大約在20千米以下)距離地球表面較遠(yuǎn),空氣從地面受熱減少,但平流層中空氣的熱量來(lái)源主要是臭氧吸收太陽(yáng)紫外線輻射,使得下半部空氣幾乎常年保持不變,維持在-56.5℃。而在20~50千米的高度范圍內(nèi),平流層中的上層空氣溫度隨高度上升而緩慢增加,大約每上升1千米,溫度增加1℃。對(duì)流層頂是平流層和對(duì)流層之間的交界部分,它像一個(gè)蓋子,把對(duì)流層中的水蒸氣隔離在了對(duì)流層頂之下,使得平流層中幾乎沒(méi)有水蒸氣。這樣,在平流層中就沒(méi)有各種天氣現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí),平流層中不存在空氣的上下對(duì)流,只有水平方向的風(fēng),所以是非常適合民航運(yùn)輸機(jī)飛行的空間。在平流層以上的中間層、電離層和散逸層的高度不適于空行運(yùn)輸機(jī)的飛行,這里對(duì)此三層大氣的性質(zhì)就不再贅述。(二)平流層三、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣(簡(jiǎn)稱ISA),是人為規(guī)定的一個(gè)不變的大氣環(huán)境,其中包括了空氣溫度、密度、氣壓值等參數(shù)隨著高度而發(fā)生變化的關(guān)系。國(guó)際民航組織會(huì)制訂這樣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),是為了使飛機(jī)在不同環(huán)境下試驗(yàn)得到的試飛性能數(shù)據(jù)便于計(jì)算、整理和比較。在試飛中,同一架飛機(jī)在不同地點(diǎn)試飛,會(huì)得到不同的性能數(shù)據(jù);同一架飛機(jī)在相同地點(diǎn)、相同高度試飛,試飛時(shí)間和季節(jié)不同也會(huì)得到不同的性能數(shù)據(jù),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣的制訂,就使得不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在計(jì)算時(shí)有了統(tǒng)一的基準(zhǔn)。國(guó)際民航組織在制訂國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣參數(shù)時(shí),參考北半球中緯度地區(qū)大氣物理性質(zhì)的平均值,并加以適當(dāng)?shù)匦拚@一組數(shù)值與我國(guó)北緯45°地區(qū)的大氣非常接近。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣規(guī)定:在海平面處高度為0,氣溫為15℃或59℉,海平面處氣壓為1013.25hPa(百帕),空氣密度為1.225kg/m3,音速為340.29m/s;對(duì)流層高度為0~11千米,在對(duì)流層內(nèi)高度每增加1千米,氣溫下降6.5℃,或高度每增加1000ft,氣溫下降2℃,音速隨氣溫的下降而減小;平流層內(nèi)11~20千米的底部大氣溫度常年保持-56.5℃,音速因此保持常數(shù),而在平流層20~50千米的上層大氣的溫度則隨高度升高而增加,音速也隨之變大。四、航空氣象要素基礎(chǔ)
大氣溫度是指空氣的冷熱程度,是空氣分子平均動(dòng)能大小的宏觀表現(xiàn),反映了空氣分子做不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度。通常情況下可以將空氣看作是沒(méi)有黏性的理想氣體,此時(shí)空氣分子的平均動(dòng)能就是空氣的內(nèi)能,因此大氣溫度的上升或下降體現(xiàn)了空氣內(nèi)能的增加或減少。
表示氣溫的單位有三種,通常用攝氏溫標(biāo)(℃)來(lái)表示,也用華氏溫標(biāo)(℉)表示,有時(shí)在熱力學(xué)理論研究工作中用絕對(duì)溫標(biāo)(K)表示。攝氏溫標(biāo)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的純水的冰點(diǎn)規(guī)定為0℃,沸點(diǎn)規(guī)定為100℃,其間分為100等份,每一等份為1℃。華氏溫標(biāo)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的純水的冰點(diǎn)規(guī)定為32℉,沸點(diǎn)規(guī)定為212℉,其間分為180等份,每一等份為1℉。由此可知,1℃和1是不相等的。
由于受到太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化帶來(lái)的影響,某一地點(diǎn)的氣溫呈現(xiàn)出一定周期性的變化規(guī)律,即局地氣溫具有年變化和日變化的周期性規(guī)律。氣溫在一年之中呈現(xiàn)出的年變化,一般具有一個(gè)最低值和最高值。在大寒節(jié)氣前后,氣溫往往呈現(xiàn)最低值,而在大暑節(jié)氣前后,氣溫表現(xiàn)出最高值。氣溫在一天之中也呈現(xiàn)出日變化的規(guī)律,同樣具有一個(gè)最低值和最高值,一天當(dāng)中氣溫最低值一般出現(xiàn)在清晨日出時(shí),最高值出現(xiàn)在當(dāng)?shù)卣缥绾?小時(shí)左右。
氣溫對(duì)飛行器的飛行性能和飛行運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響較大,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,按照氣壓高度表在同一高度飛行時(shí),空氣溫度可以使得部分機(jī)型(如B747等)飛機(jī)的巡航速度變化40km/h以上。其次,在飛行環(huán)境中大氣溫度變化較大時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)推力也會(huì)呈現(xiàn)顯著變化的趨勢(shì),當(dāng)飛機(jī)短時(shí)間進(jìn)入暖氣團(tuán)時(shí)或進(jìn)入冷氣團(tuán)時(shí),推力可能相應(yīng)減小或增大5%~10%之多。再次,理論計(jì)算和實(shí)踐證明,如果氣溫變化30℃時(shí),飛機(jī)單位時(shí)間燃料消耗量變化5%~6%。最后,若環(huán)境溫度高于同高度處的標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度,則機(jī)載氣壓高度表讀數(shù)低于實(shí)際高度值;若環(huán)境溫度低于同高度處的標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度,則機(jī)載氣壓高度表讀數(shù)高于實(shí)際高度值。(一)大氣溫度四、航空氣象要素基礎(chǔ)
大氣壓強(qiáng)簡(jiǎn)稱氣壓,是指與大氣相接觸的面上空氣分子作用在每單位面積上的力??諝鈱?duì)物體表面產(chǎn)生壓力的原因有兩個(gè):一是上層空氣的重力對(duì)下層空氣造成了壓力,即某一高度上空氣的壓力就是該高度以上的空氣柱重力作用的結(jié)果。所以在垂直方向上,高度越高時(shí)空氣柱越短,空氣壓力相應(yīng)較低。二是空氣分子不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了空氣壓力的出現(xiàn)??諝夥肿硬灰?guī)則熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致空氣分子彼此間相互碰撞,或?qū)θ萜鞅谂鲎捕a(chǎn)生壓力。所以在同一高度上,由于空氣溫度不同,空氣壓力的分布也是不均勻的。常用的度量大氣壓力的單位有帕(Pa)、毫米汞柱(mmHg)、磅每平方英寸(psi)、千克力每平方厘米(kgf/cm2)等,其中帕為國(guó)際計(jì)量單位。通常,人們規(guī)定在海平面溫度為15℃時(shí)的大氣壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,表示為1013.25hPa、29.92inHg、760mmHg等。大氣壓力一般隨高度的升高而降低。當(dāng)飛行高度為5千米左右時(shí),該高度氣壓是海平面氣壓的一半,如果沒(méi)有使用任何輔助呼吸工具,人的反應(yīng)將低于正常水平。在飛行高度接近10千米處,該高度氣壓只有250hPa,因此在高空飛行時(shí),必須配備氧氣設(shè)備及增壓座艙。(二)氣壓四、航空氣象要素基礎(chǔ)
大氣中的水汽含量是隨時(shí)間、地點(diǎn)、高度、天氣條件在不斷變化的??諝鉂穸仁侵缚諝獾某睗癯潭龋ǔS孟鄬?duì)濕度來(lái)表示。相對(duì)濕度定義為空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比,如下所示:
f=e/E×100%
其中,e表示水汽壓,是空氣中的水汽所產(chǎn)生的氣壓值,是氣壓的一部分。在其他條件都相同的情況下,水汽壓隨著水汽含量的增加而變大。在溫度不變的情況下,單位體積空氣所能容納的水汽含量有一定的限度,如果水汽含量達(dá)到了這個(gè)限度,空氣為飽和狀態(tài),稱為飽和空氣,此時(shí)大氣中的水蒸氣含量達(dá)到最大,相對(duì)濕度為100%。水汽含量和大氣溫度會(huì)影響大氣中相對(duì)濕度的大小。水汽含量越多,水汽壓越大,相對(duì)濕度相應(yīng)增大;在水汽含量不變的情況下,溫度上升,會(huì)使得飽和水汽壓增大,相對(duì)濕度因而減少。一般情況下,溫度變化大于水汽含量的變化,所以溫度對(duì)大氣相對(duì)濕度的影響較大。例如,早晚溫度較低,相對(duì)濕度大,中午和午后的大氣溫度高,相對(duì)濕度就相應(yīng)減小。露點(diǎn)是航空氣象中一個(gè)非常重要的概念。對(duì)于給定體積的氣體,溫度降低,濕度增大,當(dāng)溫度降低到相對(duì)濕度為100%時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度表示空氣中水分的臨界狀態(tài)。當(dāng)空氣處于未飽和狀態(tài)時(shí),其露點(diǎn)溫度低于大氣溫度,氣溫與露點(diǎn)溫度之差稱為溫度露點(diǎn)差。因此,可以通過(guò)溫度露點(diǎn)差判斷空氣的飽和程度,溫度露點(diǎn)差越小,空氣越潮濕。潮濕的空氣會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的某些金屬部件銹蝕,從而降低金屬材料的強(qiáng)度,縮短飛機(jī)和機(jī)載設(shè)備的使用壽命,增大使用和維護(hù)成本。飛機(jī)上的用電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在潮濕環(huán)境中工作,絕緣性能被降低,使得電子元件性能改變,甚至導(dǎo)致故障發(fā)生。另外,大氣中水蒸氣的密度小于干潔空氣的密度,大氣的濕度變大,會(huì)降低大氣密度,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能因此下降,致使飛機(jī)的起飛加速力減小,起飛滑跑距離延長(zhǎng)。(三)空氣濕度五、大氣環(huán)境對(duì)民航飛行安全的影響
飛機(jī)積冰是指飛機(jī)機(jī)身表面某些部位產(chǎn)生冰層積聚的現(xiàn)象。飛機(jī)積冰是當(dāng)飛機(jī)在云中飛行或在降水中飛行時(shí),云中的過(guò)冷水滴或降水中的過(guò)冷雨滴受到飛機(jī)機(jī)體撞擊后凍結(jié)而成的,也可以由水汽在機(jī)體表面凝華而成。冬季露天停放的飛機(jī)可能會(huì)形成機(jī)體積冰或結(jié)霜。
在一定高度處,云體中會(huì)存在溫度低于0℃卻仍未凍結(jié)的過(guò)冷水滴,這種水滴的熱力狀態(tài)不穩(wěn)定,在受到震動(dòng)后立即凍結(jié)成冰。當(dāng)機(jī)體表面溫度低于0℃的飛機(jī)在含有過(guò)冷水滴的云中飛行時(shí),過(guò)冷水滴受到撞擊就會(huì)在機(jī)體表面形成凍結(jié),出現(xiàn)飛機(jī)積冰。所以,飛機(jī)積冰首先在飛機(jī)外凸處和迎風(fēng)部位開(kāi)始,如機(jī)翼前緣、尾翼、螺旋槳槳葉、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前緣、空速管、天線等。
積冰出現(xiàn)在飛機(jī)表面,但冰的類型是不同的:有光滑透明、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)的明冰,除冰設(shè)備也很難使之脫落,對(duì)飛行安全危害較大;有由粒狀冰晶組成的霧凇,表面較為粗糙,結(jié)構(gòu)較松脆,易于清除,對(duì)飛行安全危害較??;有表面粗糙不平,結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)固的毛冰,色澤如白瓷;有寒冷水汽在飛機(jī)表面直接凝華而成的霜,雖然很薄,但如果在風(fēng)擋處結(jié)霜,會(huì)對(duì)目視飛行造成影響。(一)飛機(jī)積冰飛機(jī)出現(xiàn)積冰后,飛行性能會(huì)受到不同程度的影響,具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。第一,積冰使得飛機(jī)氣動(dòng)外形遭到破壞,增加飛機(jī)重量,改變重心位置,空氣動(dòng)力性能發(fā)生改變。機(jī)翼和尾翼處的積冰導(dǎo)致飛機(jī)升力減小、阻力增加,若副翼、升降舵、方向舵等操縱翼面前緣處出現(xiàn)積冰,會(huì)在翼面偏轉(zhuǎn)時(shí)形成卡阻,使飛機(jī)操縱發(fā)生困難。螺旋槳槳葉積冰,使得螺旋槳拉力減小。槳葉積冰或機(jī)體表面的積冰脫落,會(huì)打壞發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身其他部位。若發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道或汽化器積冰,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量減少,降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率,甚至使發(fā)動(dòng)機(jī)停車??諝鈮毫μ綔y(cè)部位積冰,影響空速表和氣壓式高度表的正常工作,甚至失效。機(jī)身表面外凸處的天線積冰,無(wú)線電的接收和發(fā)射將會(huì)受到一定干擾,通信甚至?xí)虼酥袛?。風(fēng)擋積冰影響目視,在進(jìn)場(chǎng)著陸時(shí)尤其危險(xiǎn)。(二)低空風(fēng)切變風(fēng)向和風(fēng)速在特定方向上的變化叫風(fēng)切變。風(fēng)向和風(fēng)速在水平方向的變化叫作水平風(fēng)切變,在垂直方向的變化叫作垂直風(fēng)切變。在不同高度處都可能出現(xiàn)風(fēng)切變,高度在500米以下出現(xiàn)的低空風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)起落飛行安全的影響很大,曾多次導(dǎo)致嚴(yán)重事故。由于飛機(jī)著陸是高度不斷降低、速度不斷減小的過(guò)程,而起飛反之,所以著陸階段往往受到低空風(fēng)切變的危害更大。風(fēng)切變的表現(xiàn)形式。1.順風(fēng)切變?nèi)顼w機(jī)由小順風(fēng)區(qū)進(jìn)入大順風(fēng)區(qū);由逆風(fēng)區(qū)進(jìn)入順風(fēng)區(qū);由大逆風(fēng)區(qū)進(jìn)入小逆風(fēng)區(qū)等。順風(fēng)切變減小飛機(jī)的相對(duì)空速,使升力減小,降低飛行高度。在低空進(jìn)近飛行時(shí),如果順風(fēng)切變出現(xiàn)在較低高度,飛行員來(lái)不及做出修正,有使飛機(jī)出現(xiàn)提前接地的可能,是一種較危險(xiǎn)的風(fēng)切變形式。2.逆風(fēng)切變?nèi)顼w機(jī)由小逆風(fēng)區(qū)進(jìn)入大逆風(fēng)區(qū);由順風(fēng)區(qū)進(jìn)入逆風(fēng)區(qū);由大順風(fēng)區(qū)進(jìn)入小順風(fēng)區(qū)等。逆風(fēng)切變?cè)黾语w機(jī)的相對(duì)空速,增大升力,使飛機(jī)高度上升,危害程度與順風(fēng)切變相比較小。3.側(cè)風(fēng)切變側(cè)風(fēng)切變是飛機(jī)從一個(gè)方向的側(cè)風(fēng)區(qū)進(jìn)入另一個(gè)方向的側(cè)風(fēng)區(qū)。如果在飛行中對(duì)側(cè)風(fēng)切變的修正不到位,會(huì)使得飛機(jī)產(chǎn)生明顯的側(cè)滑,造成空氣動(dòng)力的損失,并且飛機(jī)會(huì)向側(cè)風(fēng)的上風(fēng)方向偏轉(zhuǎn)、向下風(fēng)方向滾轉(zhuǎn)。4.下沖氣流切變飛機(jī)從無(wú)明顯的升降氣流區(qū)進(jìn)入強(qiáng)烈的升降氣流區(qū)。下沖氣流切變猝發(fā)性很強(qiáng),會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)高度突然下降,對(duì)飛行安全有很大的危害。(三)飛機(jī)顛簸飛機(jī)在飛行中遇到擾動(dòng)氣流,就會(huì)產(chǎn)生顫振、上下拋擲、左右搖晃、飛行員操縱困難、儀表不準(zhǔn)等現(xiàn)象,這就是飛機(jī)顛簸。輕度顛簸會(huì)使得乘員感到不適甚至受傷。顛簸強(qiáng)烈時(shí),短時(shí)間內(nèi)飛機(jī)上下拋擲十幾次,同時(shí)伴有數(shù)十米甚至幾百米的高度變化,空速變化20km/h以上,飛行員暫時(shí)失去對(duì)飛機(jī)的控制。特別嚴(yán)重時(shí),若顛簸產(chǎn)生的過(guò)載高于飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,還會(huì)造成飛機(jī)解體,對(duì)飛行安全影響極大。
大氣中空氣的不規(guī)則的旋渦運(yùn)動(dòng)是造成飛機(jī)顛簸的直接原因,空氣中氣溫在水平方向上分布不均、空氣流過(guò)粗糙不平的地表或繞流障礙物、風(fēng)切變、飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的尾渦都會(huì)對(duì)飛行造成不同強(qiáng)度的顛簸。
顛簸對(duì)飛行安全的影響可以分為以下三個(gè)方面:其一,顛簸使飛機(jī)操縱困難,甚至使飛行員失去對(duì)飛機(jī)的控制。顛簸使飛機(jī)的飛行狀態(tài)和空氣動(dòng)力性能發(fā)生較明顯的不規(guī)則的變化,從而失去飛機(jī)的穩(wěn)定性。某些儀表的誤差在顛簸中被加大,甚至失常,飛行員因此失去對(duì)飛機(jī)飛行狀態(tài)的判斷,造成操縱困難。其二,強(qiáng)烈顛簸會(huì)損害飛機(jī)結(jié)構(gòu),使飛機(jī)部件受到損害,嚴(yán)重時(shí)造成無(wú)法估量的損失。在顛簸狀態(tài)中飛行,飛機(jī)的阻力增大,加大飛機(jī)燃料的消耗,航程和飛行時(shí)間相應(yīng)減少。高空飛行時(shí),強(qiáng)烈顛簸甚至?xí)p少飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量,進(jìn)而造成燃燒室熄火、發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車。其三,顛簸還會(huì)造成飛行人員和乘客的緊張和疲勞,強(qiáng)烈顛簸會(huì)使飛機(jī)的高度在幾秒鐘內(nèi)突然上升或下降數(shù)十米至數(shù)百米,嚴(yán)重危及飛行安全。(四)雷暴
雷暴一般是由對(duì)流旺盛的積雨云組成,同時(shí)伴有陣雨、大風(fēng)、閃電、雷鳴,有時(shí)還出現(xiàn)冰雹、龍卷風(fēng)等中小尺度對(duì)流天氣系統(tǒng)。
雷暴是一種強(qiáng)烈的對(duì)流性天氣,由強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云產(chǎn)生。雷暴過(guò)境時(shí)的近地面氣象要素和天氣現(xiàn)象會(huì)發(fā)生急劇變化,經(jīng)常給飛機(jī)飛行,尤其是低空起降造成嚴(yán)重影響。在一般強(qiáng)度的雷暴來(lái)臨之前,氣壓下降,地面氣溫升高,空氣濕度變大;在降雨開(kāi)始后,氣溫迅速下降,氣壓開(kāi)始上升。雷暴的降雨強(qiáng)度較大,雖然降雨持續(xù)時(shí)間短,但是對(duì)能見(jiàn)度的影響較為明顯。強(qiáng)雷暴過(guò)境時(shí)的天氣變化要比一般雷暴大得多,除了一般雷暴中具備的天氣之外,還有可能出現(xiàn)颮、冰雹、龍卷、暴雨等災(zāi)害性天氣中的一種或多種。
在雷暴活動(dòng)區(qū)飛行比較危險(xiǎn),可能會(huì)遭遇到非常惡劣的飛行環(huán)境,例如強(qiáng)烈的顛簸、積冰、閃電、陣雨、惡劣能見(jiàn)度、冰雹、低空風(fēng)切變等。在飛行過(guò)程中,應(yīng)盡量避免進(jìn)入雷暴云中,可以選擇從雷暴云兩側(cè)繞過(guò),在云上或云下通過(guò)。目前很多飛機(jī)上都配備了氣象雷達(dá),可以通過(guò)彩色顯示屏觀察飛機(jī)飛行方向區(qū)域中的降雨區(qū)、冰雹
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