特殊飛行第八章課件

飛行原理/CAFUC

特殊飛行

第八章第八章第頁(yè)2本章主要內(nèi)容飛行原理/CAFUC8.1失速與螺旋8.2在擾動(dòng)氣流中的飛行8.3在積冰條件下的飛行8.4低空風(fēng)切變8.5尾流飛行原理/CAFUC8.1失速與螺旋第八章第頁(yè)4

失速與螺旋關(guān)系到飛行安全，應(yīng)該清楚飛機(jī)的失速性能，這樣才能防止飛機(jī)進(jìn)入失速和螺旋。如果飛機(jī)誤進(jìn)入失速與螺旋，也才能正確及時(shí)地改出，以保證飛行安全。第八章第頁(yè)58.1.1失速飛機(jī)失速的產(chǎn)生中小迎角時(shí),氣流分離不明顯。第八章第頁(yè)6

隨迎角增加，上翼面氣流分離現(xiàn)象逐漸發(fā)展。

迎角超過(guò)臨界迎角后，上翼面產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流分離。

失速是指飛機(jī)迎角超過(guò)臨角迎角,不能保持正常飛行的現(xiàn)象。失速的定義第八章第頁(yè)7

失速產(chǎn)生的根本原因是飛機(jī)的迎角超過(guò)臨界迎角?！袷俚母驹虻诎苏碌陧?yè)8●失速后飛機(jī)的表現(xiàn)

飛機(jī)失速后，除飛機(jī)會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)抖動(dòng)外，由于升力的大量喪失和阻力的急劇增大，飛行員還會(huì)感到飛行速度迅速降低、飛機(jī)下降、機(jī)頭下沉等現(xiàn)象。第八章第頁(yè)9●可能導(dǎo)致失速的多種原因

根本原因:迎角大于臨界迎角第八章第頁(yè)10失速警告自然失速警告人工失速警告自然失速(氣動(dòng))警告

機(jī)翼升力產(chǎn)生周期性變化以致飛機(jī)抖動(dòng)，同時(shí)，駕駛桿和腳蹬也產(chǎn)生抖動(dòng)。這是因?yàn)樵陲w機(jī)接近臨界迎角的時(shí)候,機(jī)翼的上表面氣流產(chǎn)生了強(qiáng)烈的分離,從而產(chǎn)生了大量的渦流。氣流的這種分離是周期性的,使得機(jī)翼的升力時(shí)大時(shí)小,整個(gè)機(jī)翼升力的這種周期性變化,促使飛機(jī)產(chǎn)生抖動(dòng)。

氣流分離產(chǎn)生的大量渦流,陸續(xù)流過(guò)副翼和尾翼,不斷沖擊各舵面,帶動(dòng)駕駛桿和腳蹬也產(chǎn)生抖動(dòng)第八章第頁(yè)12人工失速警告

輕型通用航空飛機(jī)通過(guò)風(fēng)標(biāo)式失速傳感器來(lái)觸發(fā)失速警告喇叭、失速警告燈。附圖中小迎角時(shí)的迎角傳感器第八章第頁(yè)13附圖大迎角時(shí)的迎角傳感器

輕型通用航空飛機(jī)通過(guò)風(fēng)標(biāo)式失速傳感器來(lái)觸發(fā)失速警告喇叭、失速警告燈。第八章第頁(yè)14●TB20的風(fēng)標(biāo)式失速傳感器第八章第頁(yè)15

大型運(yùn)輸機(jī)采用更為精確的迎角探測(cè)裝置用于觸發(fā)振桿器和自動(dòng)頂桿裝置。

高精確度迎角傳感器第八章第頁(yè)16失速速度飛機(jī)剛進(jìn)入失速時(shí)的速度，稱為失速速度VS。根據(jù)升力公式:TAS為:第八章第頁(yè)17

失速時(shí),升力系數(shù)達(dá)到最大值CLmax,所以失速速度VS可表示為:

在上式中,如果飛機(jī)的構(gòu)型不變,則只有VS和Lift是變量,所以可以得到:失速速度正比于升力的大小。失速速度第八章第頁(yè)18所以失速速度VS可表示為:

在平飛時(shí),載荷因素ny=1,所以平飛時(shí)的失速速度VS平為:升力可表示為:失速速度第八章第頁(yè)19所以失速速度VS最終可表示為:不同的飛行狀態(tài)時(shí)載荷因素ny是不同的:平飛時(shí)，ny=1;直線上升或下降時(shí)，ny<1;盤旋或平飛改上升時(shí)，ny>1失速速度第八章第頁(yè)20飛機(jī)重量增加，失速速度增大。放下襟翼等增升裝置，飛機(jī)的最大升力系數(shù)增大，失速速度相應(yīng)減小。不同飛行狀態(tài)下的失速速度是平飛失速速度的倍。飛機(jī)在水平轉(zhuǎn)彎或盤旋中，隨著坡度的增大，載荷因數(shù)增大，對(duì)應(yīng)的失速速度也增大。不同坡度盤旋對(duì)應(yīng)的載荷因素●失速速度的影響因素小結(jié)第八章第頁(yè)21失速的改出

飛機(jī)失速后，除飛機(jī)會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)抖動(dòng)外，由于升力的大量喪失和阻力的急劇增大，飛行員還會(huì)感到飛行速度迅速降低、飛機(jī)下降、機(jī)頭下沉等現(xiàn)象。第八章第頁(yè)22●高平尾飛機(jī)與深失速高平尾飛機(jī)進(jìn)入失速后不易改出。第八章第頁(yè)23●鴨式布局飛機(jī)與失速鴨式飛機(jī)沒(méi)有平尾，而以前翼代替。第八章第頁(yè)24CGCP鴨式飛機(jī)的前翼和機(jī)翼均產(chǎn)生正升力?！聒喪讲季诛w機(jī)與失速第八章第頁(yè)25●鴨式布局飛機(jī)與失速

通常情況下,這種布局飛機(jī)不易失速;

但劇烈機(jī)動(dòng)時(shí)其可能進(jìn)入無(wú)法改出的失速狀態(tài)。第八章第頁(yè)26

重心靠前，失速速度增加，但飛機(jī)也較容易改出失速。●重心位置對(duì)失速的影響平尾負(fù)升力增加,飛機(jī)總升力減少,總升力系數(shù)減少。第八章第頁(yè)27●機(jī)翼平面形狀對(duì)失速的影響橢圓形機(jī)翼矩形機(jī)翼梯形機(jī)翼后掠翼翼根先失速更有利。雖然翼根失速損失部分升力，但若翼尖先失速后果更大，因?yàn)楦币硌b在外側(cè)，翼尖失速可使飛機(jī)喪失操縱性，這樣通過(guò)翼根失速時(shí)或即將失速時(shí)改變飛機(jī)姿態(tài)和速度，可避免翼尖失速造成的更大危害。第八章第頁(yè)28使翼根先失速的措施翼根處翼弦與縱軸的夾角通常大于翼尖處。第八章第頁(yè)29失速帶使翼根先失速的措施通常裝在翼根部位，這樣可使翼根失速早于翼尖，第八章第頁(yè)30失速帶對(duì)升力特性的影響半徑小半徑大前緣半徑減小，臨界迎角減小正常迎角下升力特性基本不變第八章第頁(yè)31渦流發(fā)生器可以改善失速特性渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器實(shí)際上是以某一安裝角垂直地安裝在機(jī)體表面上的小展弦比小機(jī)翼，所以它在迎面氣流中和常規(guī)機(jī)翼一樣能產(chǎn)生翼尖渦，但是由于其展弦比小，因此翼尖渦的強(qiáng)度相對(duì)較強(qiáng)。這種高能量的翼尖渦與其下游的低能量邊界層流動(dòng)混合后，就把能量傳遞給了邊界層，使處于逆壓梯度中的邊界層流場(chǎng)獲得附加能量后能夠繼續(xù)貼附在機(jī)體表面而不致分離。第八章第頁(yè)33渦流發(fā)生器的工作原理第八章第頁(yè)348.1.2螺旋(尾旋)

螺旋是指飛機(jī)失速后，產(chǎn)生的一種急劇滾轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)機(jī)頭朝下，繞空中某一垂直軸，沿半徑很小和很陡的螺旋線急劇下降的飛行狀態(tài)。第八章第頁(yè)35螺旋產(chǎn)生的原因

機(jī)翼自轉(zhuǎn):

當(dāng)迎角超過(guò)臨界迎角，只要飛機(jī)受一點(diǎn)擾動(dòng)而獲得一個(gè)初始角速度開(kāi)始滾轉(zhuǎn)，下沉機(jī)翼迎角大,升力小，而上揚(yáng)機(jī)翼迎角小,升力大,加劇飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)趨勢(shì),飛機(jī)就會(huì)以更大的滾轉(zhuǎn)角速度繞縱軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。螺旋是飛機(jī)超過(guò)臨界迎界后機(jī)翼自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的。第八章第頁(yè)36●機(jī)翼自轉(zhuǎn)的原因

失速后上揚(yáng)一側(cè)機(jī)翼的升力系數(shù)比下沉側(cè)的更大而阻力系數(shù)更小。第八章第頁(yè)37

飛機(jī)進(jìn)入自轉(zhuǎn)后，兩翼迎角不等，下沉側(cè)機(jī)翼迎角大阻力大，上揚(yáng)側(cè)機(jī)翼迎角小阻力小，阻力差促使飛機(jī)繞立軸向自轉(zhuǎn)方向急劇偏轉(zhuǎn)?！衤菪龝r(shí)飛機(jī)的受力及其運(yùn)動(dòng)第八章第頁(yè)38

升力不僅降低且方向隨著機(jī)翼的自轉(zhuǎn)不斷傾斜，飛機(jī)迅速掉高度，運(yùn)動(dòng)軌跡由水平方向趨于鉛垂方向。升力起向心力作用，飛機(jī)作小半徑的圓周運(yùn)動(dòng)。在螺旋中，飛機(jī)會(huì)繞三個(gè)機(jī)體軸旋轉(zhuǎn)?！衤菪龝r(shí)飛機(jī)的受力及其運(yùn)動(dòng)第八章第頁(yè)39螺旋的三個(gè)階段初始螺旋螺旋的形成螺旋的改出第八章第頁(yè)40螺旋的改出

首先蹬反舵制止飛機(jī)旋轉(zhuǎn)，緊接著推桿迅速減小迎角，使之小于臨界迎角；當(dāng)飛機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，收平兩舵，保持飛機(jī)不帶