本書共分為3篇、10章內(nèi)容。第1篇為空氣動力學(xué),包括空氣動力學(xué)基礎(chǔ)和空氣動力學(xué)應(yīng)用兩部分,介紹了流體的基本屬性、流體靜力學(xué)與動力學(xué)、飛機的低速和高速空氣動力及螺旋槳的空氣動力。第2篇為飛行力學(xué),包括飛機的操縱、穩(wěn)定特性和小型飛機飛行性能兩部分,介紹了飛機的平衡、穩(wěn)定性和操縱性,以及小型飛機飛行性能。第3篇為飛行技術(shù),包括基本飛行、特殊飛行和機動飛行三部分,介紹了起飛,著陸,平飛、上升、下降、轉(zhuǎn)彎及四態(tài)互換等基本駕駛術(shù)的操縱原理,失速、螺旋、多發(fā)飛機不對稱拉力飛行及復(fù)雜氣象條件飛行等特殊飛行,以及小速度飛行、懶8字、UPRT等機動飛行。
前言
本書是飛行技術(shù)專業(yè)的教材,是根據(jù)關(guān)于新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)和中國民用航空規(guī)章61部(CCAR61)《民用航空器駕駛員、飛行教員和地面教員合格審定規(guī)則》的要求進行編寫的。教材內(nèi)容能夠滿足學(xué)歷 執(zhí)照雙重教育的要求。
中國民用航空飛行學(xué)院創(chuàng)建于1956年,是全球民航職業(yè)飛行員培養(yǎng)規(guī)模最大、能力最強、水平最高,享譽國內(nèi),在世界民航界有著較高影響力的高等學(xué)府。中國民航70%以上的飛行員、80%以上的機長畢業(yè)于該校,被稱為中國民航飛行員的搖籃。飛行原理作為飛行技術(shù)專業(yè)核心課,已歷經(jīng)60多年的建設(shè)和發(fā)展,目前,該課程被評為2018年四川省精品在線開放課程、2020年四川省課程思政示范課程、2021年四川省線上一流課程,自建教材曾入選國家十二五規(guī)劃教材,始終作為行業(yè)示范教材。黨的十八大以后, 黨中央把教育放在改善民生和加強社會建設(shè)之首,明確提出努力辦好人民滿意的教育,為我國教育改革發(fā)展指明了方向。高等教育也隨之發(fā)生了根本性變革,對教材編寫工作提出了新要求。本教材在原有教材的基礎(chǔ)上,增加了本學(xué)科國際前沿知識及學(xué)科發(fā)展最新成果,貫徹了兩性一度的課堂教學(xué)要求,融入了課程思政,成為教書與育人相統(tǒng)一、信息技術(shù)與傳統(tǒng)課程相融合、理論知識和實際操縱相結(jié)合、知識獲取與能力達成相促進的高階教材。
全書共分為3篇、10章內(nèi)容。第1篇為空氣動力學(xué),對應(yīng)第1~5章,包括空氣動力學(xué)基礎(chǔ)和空氣動力學(xué)應(yīng)用兩部分,介紹了流體的基本屬性、流體靜力學(xué)與動力學(xué)、飛機的低速和高速空氣動力及螺旋槳的空氣動力。第2篇為飛行力學(xué),對應(yīng)第6、7章,包括飛機的操縱、穩(wěn)定特性和小型飛機飛行性能兩部分,介紹了飛機的平衡、穩(wěn)定性和操縱性,以及小型飛機飛行性能。第3篇為飛行技術(shù),對應(yīng)第8~10章,包括基本飛行、特殊飛行和機動飛行三部分,介紹了起飛,著陸,平飛、上升、下降、轉(zhuǎn)彎及四態(tài)互換等基本駕駛術(shù)的操縱原理,失速、螺旋、多發(fā)飛機不對稱拉力飛行及復(fù)雜氣象條件飛行等特殊飛行,以及小速度飛行、懶8字、UPRT等機動飛行。
本書在編寫過程中得到了原教材主編楊俊教授、楊軍利副教授的悉心指導(dǎo),他們對本教材的重新編寫提出了許多寶貴意見。另外,本書的編寫還得到了中國民用航空飛行學(xué)院教務(wù)處、飛行技術(shù)學(xué)院及飛行力學(xué)教研室的大力支持,也參閱了許多專家的相關(guān)著作,在此深表謝意。
由于編寫時間倉促,加之編者水平有限,錯誤和不妥之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
葉露2022年3月
葉露,男,教授,碩士研究生導(dǎo)師。
中國民航飛行學(xué)院飛行技術(shù)學(xué)院副院長。
中國民航局民用航空器駕駛員執(zhí)照理論考試專家組組長。
長期從事飛行原理與性能相關(guān)的教學(xué)和科研工作。作為課程負(fù)責(zé)人,建成省級課程3門,作為主要參與人,建成省級課程3門。主編教材1本,副主編教材3本。
近5年,作為項目負(fù)責(zé)人承擔(dān)教研項目9項,其中四川省教育廳重點項目1項、民航局教育人才類項目3項、中央高校教育教學(xué)改革專項項目3項以及學(xué)校的教研項目2項。承擔(dān)了科研項目7項,其中民航局安全能力項目2項(省部級),校級項目5項。作為項目參與人,參與省部級以上縱向項目及橫向項目18項。發(fā)表論文23篇,申請軟件著作權(quán)1項。
獲得中國民航局優(yōu)秀黨務(wù)工作者,中國民航局教學(xué)成果獎二等獎2項;學(xué)校教學(xué)成果獎一等獎5項,優(yōu)秀課堂教學(xué)質(zhì)量一等獎2次,教學(xué)建設(shè)獎一等獎6項,育人獎一等獎2次,青年崗位能手,優(yōu)秀共青團干部等榮譽。
第1篇空氣動力學(xué)
第1章流體的基本屬性
1.1連續(xù)介質(zhì)假設(shè)
1.2作用在流體微團上的力
1.2.1質(zhì)量力
1.2.2表面力
1.3流體的密度、壓強、溫度及完全氣體假設(shè)
1.3.1流體的密度
1.3.2流體的壓強
1.3.3流體的溫度
1.3.4完全氣體
1.4流體的壓縮性、黏性和傳熱性
1.4.1流體的壓縮性
1.4.2流體的黏性
1.4.3流體的傳熱性
1.5流體的模型化
1.5.1理想流體
1.5.2不可壓流體
1.5.3絕熱流體
1.5.4定常流體
復(fù)習(xí)思考題
第2章流體靜力學(xué)與動力學(xué)
2.1流體靜力學(xué)基礎(chǔ)
2.1.1流體靜平衡微分方程
2.1.2重力場中靜止流體的壓強分布規(guī)律
2.1.3大氣的一般介紹
2.1.4ISA偏差的計算
2.2流體動力學(xué)基礎(chǔ)
2.2.1流體運動的描述方法
2.2.2流體微團的運動分析
2.2.3流體運動的基本方程
2.2.4一維定常流動的基本方程
2.3旋渦運動
2.3.1渦線與渦管
2.3.2渦管強度、速度環(huán)量及斯托克斯定理
2.3.3直旋流的誘導(dǎo)速度
2.4低速附面層
2.4.1附面層的基本概念
2.4.2低速平板附面層的摩擦阻力
2.4.3低速曲面附面層
復(fù)習(xí)思考題
第3章飛機的低速空氣動力
3.1機翼形狀描述
3.1.1機翼的剖面形狀(翼型)
3.1.2機翼的平面形狀
3.2翼型的低速空氣動力
3.2.1相對氣流與迎角
3.2.2翼型的升力
3.2.3翼型的阻力
3.2.4翼型的壓力中心與焦點
3.3機翼的低速空氣動力
3.3.1氣流繞有限翼展機翼的流動
3.3.2有限翼展機翼的阻力
3.3.3有限翼展機翼的升力特性
3.3.4有限翼展機翼的失速特性
3.3.5翼梢小翼
3.4全機的低速空氣動力
3.4.1單獨機身的空氣動力
3.4.2飛機各主要部件之間的空氣動力干擾
3.4.3全機的空氣動力
3.4.4飛機配平時的空氣動力
3.4.5地面效應(yīng)
3.5飛機的增升裝置
3.5.1前緣縫翼
3.5.2后緣襟翼
3.5.3前緣襟翼
3.6擾流板和反推裝置
3.6.1擾流板
3.6.2反推裝置
復(fù)習(xí)思考題
第4章飛機的高速空氣動力
4.1高速空氣流動的基本規(guī)律
4.1.1熱力學(xué)的基礎(chǔ)知識
4.1.2高速氣流特性
4.1.3高速定常一維流
4.1.4激波和膨脹波
4.1.5高速附面層
4.2翼型的高速空氣動力特性
4.2.1翼型的亞音速空氣動力特性
4.2.2翼型的跨音速空氣動力特性
4.2.3高速翼型
4.2.4高速抖動和低速抖動
4.3后掠翼的高速空氣動力特性
4.3.1后掠翼的空氣流動特性
4.3.2后掠翼的亞、跨音速空氣動力特性
復(fù)習(xí)思考題
第5章螺旋槳的空氣動力
5.1螺旋槳簡介
5.1.1螺旋槳槳葉的幾何參數(shù)
5.1.2螺旋槳的運動
5.2螺旋槳的拉力和旋轉(zhuǎn)阻力
5.2.1螺旋槳的拉力和旋轉(zhuǎn)阻力的產(chǎn)生
5.2.2影響螺旋槳拉力的因素
5.3螺旋槳的負(fù)拉力
5.3.1螺旋槳常見的工作狀態(tài)
5.3.2發(fā)動機正常工作時負(fù)拉力的產(chǎn)生
5.3.3發(fā)動機空中停車時負(fù)拉力的產(chǎn)生
5.4螺旋槳的有效功率和效率
5.4.1螺旋槳的有效功率
5.4.2螺旋槳的效率
5.5螺旋槳的副作用
5.5.1螺旋槳的進動
5.5.2螺旋槳的反作用力矩
5.5.3螺旋槳的滑流扭轉(zhuǎn)作用
5.5.4螺旋槳因素
復(fù)習(xí)思考題
第2篇飛 行 力 學(xué)
第6章飛機的平衡、穩(wěn)定性和操縱性
6.1飛機的平衡
6.1.1飛機的重心和坐標(biāo)系
6.1.2飛機的俯仰平衡
6.1.3飛機的方向平衡
6.1.4飛機的橫側(cè)平衡
6.2飛機的穩(wěn)定性
6.2.1穩(wěn)定性的概念及條件
6.2.2俯仰穩(wěn)定性
6.2.3方向穩(wěn)定性
6.2.4橫側(cè)穩(wěn)定性
6.2.5飛機方向穩(wěn)定性和橫側(cè)穩(wěn)定性的關(guān)系
6.2.6從力矩系數(shù)曲線看飛機的方向、橫側(cè)穩(wěn)定性
6.2.7影響飛機穩(wěn)定性的因素
6.2.8高空飛行穩(wěn)定性的特點
6.3飛機的操縱性
6.3.1操縱性的概念
6.3.2俯仰操縱性
6.3.3方向操縱性
6.3.4橫側(cè)操縱性
復(fù)習(xí)思考題
第7章小型飛機飛行性能
7.1平飛
7.1.1平飛時的受力分析
7.1.2平飛拉力曲線和平飛功率曲線
7.1.3平飛性能參數(shù)
7.1.4影響平飛性能的因素
7.1.5平飛性能圖表的使用
7.2上升
7.2.1上升時的受力分析
7.2.2上升性能參數(shù)
7.2.3影響上升性能的因素
7.2.4上升性能圖表的使用
7.3下降
7.3.1下降時的受力分析
7.3.2下降性能
7.3.3影響下降性能的因素
7.3.4下降性能圖表的使用
7.4轉(zhuǎn)彎(盤旋)
7.4.1轉(zhuǎn)彎時的受力分析
7.4.2轉(zhuǎn)彎拉力曲線
7.4.3轉(zhuǎn)彎性能參數(shù)及其影響因素
7.5起飛
7.5.1小型飛機起飛的定義及受力分析
7.5.2起飛性能參數(shù)
7.5.3影響起飛性能的因素
7.5.4起飛性能圖表的使用
7.6著陸
7.6.1小型飛機著陸的定義及受力分析
7.6.2著陸性能參數(shù)
7.6.3影響著陸性能的因素
7.6.4著陸性能圖表的使用
7.7性能相關(guān)的限制
7.7.1飛機的結(jié)構(gòu)強度限制
7.7.2飛行的速度限制
7.7.3飛機的重量、重心限制
復(fù)習(xí)思考題
第3篇飛 行 技 術(shù)
第8章基本飛行
8.1滑行和起飛
8.1.1起落航線
8.1.2滑行階段的操縱原理
8.1.3起飛操縱原理
8.2平飛、上升、下降和轉(zhuǎn)彎
8.2.1平飛加減速操縱原理
8.2.2上升操縱原理
8.2.3下降操縱原理
8.2.4轉(zhuǎn)彎操縱原理
8.3著陸
8.3.1著陸的操縱原理
8.3.2著陸中常見的偏差及修正
8.3.3著陸目測
8.4風(fēng)對起飛、著陸的影響及修正
8.4.1順、逆風(fēng)起飛、著陸的特點
8.4.2側(cè)風(fēng)情況下滑行
8.4.3側(cè)風(fēng)情況下滑跑
8.4.4空中側(cè)風(fēng)導(dǎo)致的偏流及其修正
8.4.5側(cè)風(fēng)情況下的起飛
8.4.6側(cè)風(fēng)情況下的著陸
8.4.7側(cè)風(fēng)極限
復(fù)習(xí)思考題
第9章特殊飛行
9.1失速
9.1.1失速原因
9.1.2失速警告
9.1.3失速的種類
9.1.4失速的改出
9.2螺旋
9.2.1螺旋產(chǎn)生的原因分析
9.2.2螺旋的階段
9.2.3螺旋的改出
9.3雙發(fā)飛機一發(fā)失效后的飛行
9.3.1一發(fā)失效后飛機飛行狀態(tài)的變化
9.3.2一發(fā)失效后的飛行操縱原理
9.3.3一發(fā)失效后的飛行性能
9.4復(fù)雜氣象條件下的飛行
9.4.1顛簸
9.4.2積冰
9.4.3低空風(fēng)切變
9.5尾流
9.5.1尾流的物理特性
9.5.2前機尾流對后機飛行的影響
9.5.3預(yù)防進入前機尾流的措施
9.6特殊情況下的起飛、著陸
9.6.1不放襟翼著陸
9.6.2在高溫高原機場起飛、著陸
9.6.3在積水和冰雪跑道上起飛、著陸
9.6.4在短跑道上起飛、著陸
9.6.5在軟道面上起飛、著陸
9.6.6復(fù)飛
9.6.7起落架故障著陸
9.6.8停車迫降
復(fù)習(xí)思考題
第10章機動飛行
10.1小速度飛行
10.2大坡度盤旋
10.3急盤旋下降
10.4急上升轉(zhuǎn)彎
10.5懶8字飛行
10.6S形轉(zhuǎn)彎
10.7圍繞地標(biāo)轉(zhuǎn)彎
10.8雙標(biāo)點8字飛行
10.9復(fù)雜狀態(tài)的預(yù)防和改出
10.9.1飛機復(fù)雜狀態(tài)的定義
10.9.2飛機進入復(fù)雜狀態(tài)的原因
10.9.3預(yù)防飛機進入復(fù)雜狀態(tài)的措施
復(fù)習(xí)思考題
參考文獻
附錄