飞机常识及飞行知识普及课程

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飞机常识及飞行知识普及课程

第一课 飞机的一般知识

飞机是目前最主要的飞行器。它广泛地用于军事和国民经济两方面。本节简要介绍飞机的主要组成部分及其功用，操纵飞机的基本方法，以及机翼的形状等问题。

一、飞机的主要组成部分及其功用

自从世界上出现飞机以来，飞机的结构形式虽然在不断改进，飞机类型不断增多，但到目前为止，除了极少数特殊形式的飞机之外，大多数飞机都是由下面五个主要部分组成，即：机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。它们各有其独特的功用。

（一）、机翼

机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；也起一定的稳定和操纵作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。操纵副翼可使飞机滚转；放下襟翼能使机翼升力增大。另外，机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。机翼有各种形状，数目也有不同。历史上曾出现过双翼机，甚至还出现过多翼机。但现代飞机一般都是单翼机。

（二）、机身

机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备；还可将飞机的其它部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体。

（三）、尾翼

尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平定面和可动的升降舵组成。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转，并保证飞机能平稳地飞行。

（四）、起落装置

起落装置是用来支持飞机并使它能在地面和水平面起落和停放。陆上飞机的起落装置，大都由减震支柱和机轮等组成。它是用于起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。

（五）、动力装置

动力装置主要用来产生拉力或推力，使飞机前进。其次还可以为飞机上的用电设备提供电源，为空调设备等用气设备提供气源。

现代飞机的动力装置，应用较广泛的有四种：一是航空活塞式发动机加螺旋桨推进器；二是涡轮喷气发动机；三是涡轮螺旋桨发动机；四是涡轮风扇发动机。随着航空技术的发展，火箭发动机、冲压发动机、原子能航空发动机等，也将会逐渐被采用。动力装置除发动机外，还包括一系列保证发动机正常工作的系统，如燃油供应系统等。

飞机除了上述五个主要部分之外，根据飞行操纵和执行任务的需要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备和其它设备等。

二、 操纵飞机的基本方法

飞行员操纵驾驶盘（或驾驶杆）、脚蹬板，使升降舵、副翼和方向舵偏转，能使飞机向各个方向转动。

例如后拉驾驶盘，升降舵上偏，机头上仰；前推驾驶盘，则升降舵下偏，机头下俯。向左压驾驶盘，左边副翼上偏，右边副翼下偏，飞机向左滚转；反之，向右压驾驶盘右副翼上偏，左副翼下偏，飞机向右滚转。向

前蹬左脚蹬板（即蹬左舵），方向舵左偏，机头向偏转；反之，向前蹬右脚蹬板（即蹬右舵），方向舵右偏，机头向右偏转。

三、 机翼的形状

机翼的形状主要是指机翼的平面形状、切面形状、扭转角和左右半翼的倾斜度。而机翼的空气动力性能，主要取决于机翼的切面形状和平面形状。因此，下面分别介绍机翼的切面形和平面形。

（一）机翼的切面形（简称翼型）

（二）机翼的平面形

仰视在蓝天飞行的飞机时，所看到的体现飞机特征的机翼样子就叫机翼的平面形状。机翼的平面形状是决定飞机性能的重要因素。

早期的飞机，机翼平面形大都做成矩形。矩形机翼制造简单，但阻力较大，因此一般用于旧式飞机和现代的小型飞机。为了适应提高飞行速度的需要，解决阻力与飞行速度之间的矛盾，后来又制造出了梯形翼和椭圆翼。椭圆翼的阻力（诱导阻力）最小，但因制造复杂，未被广泛采用。梯形翼的阻力也较小，制造也简单，因而是目前活塞式发动机飞机用的最多的一种机翼。随着喷气式飞机的出现，飞行速度在接近或超过音速时，要产生新的阻力（波阻），为减小波阻，提高飞行速度，适应高速飞行，相继出现了后掠翼、三角翼、Ｓ形前缘翼、双三角翼，变后掠翼等机翼，并获得广泛应用。

目前，高亚音速客机之所以广泛采用后掠翼，就是为了提高机翼的临界Ｍ数，避免在重要飞行状态下产生更大的波阻，从而提高飞机的性能。

各种不同平面形状的机翼，其升、阻力之所以有差异，与机翼平面形状的各种参数有关。机翼平面形状的参数有：展弦比、尖削比、后掠角

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涡轮轴发动机　从涡喷发动机派生而来，是一种将燃气通过动力涡轮输出轴功率的燃气涡轮航空发动机。其工作特点是几乎将全部可用能量转变为轴功率输出，高速旋转轴通过减速器用来驱动直升机的旋翼及尾桨。其功率用轴马力来表示。是当代直升机的主要动力装置。
涡轮风扇发动机　从涡喷发动机派生而来，是一种由喷管排出燃气和风扇排出空气共同产生反作用推力的燃气涡轮航空发动机。其主要部件比涡喷发动机多了一个风扇。该发动机简称“涡扇”或“内外涵发动机”。一部分推力靠喷管中高速喷出的燃气产生，另一部分推力由风扇推动的空气反作用力产生。特点是推力大，耗油省。常用于现代客机、运输机、战斗机、轰炸机。
液体火箭发动机　以液态氧化剂和液态燃料组成推进剂的化学火箭发动机。用于火箭、导弹、航天飞行器和飞机的动力装置。它的推力大，不需要空气。
固体火箭发动机　以固态推进剂工作的化学火箭发动机，用于火箭、导弹、航天飞行器的动力装置和飞机的助推器。它的推力大，不需要空气，但工作时间短，用千克来表示推力大小（液体火箭发动机同此）。
翼展　飞机机翼左右两端最大直线距离。
机长　飞机停在地面上时，机头至机尾在地面投影上的最大直线距离（已考虑到机身的仰角因素）通常将空速管计算在内。对直升机而言，是旋翼旋转面外径与尾桨之间或前后二个旋翼旋转面外径之间的最大直线投影距离。
机高　飞机停在地面上时，其最高一点至地面之间的垂直于地面的直线距离（已考虑到轮胎压缩因素和机身仰角因素）。
翼面积　飞机机翼俯仰投影面积。计算时应将机翼与机身重叠部分的投影面积也包括进去，而且机翼的各活动面以收入状态为准。
翼载　机翼单位面积上所承担的飞机重量，即飞机使用状态总重量与机翼面积的比值，单位是千克／平方米。飞行速度与翼载之大小呈正比例关系。
自重　飞机构造的累计重量，也称净重。即指飞机机体结构的全部重量，不应该包括乘员、燃滑油、弹药或其他有效载重。但包括固定的机载设备及军械。
总重　飞机构造重量与乘员、燃油、滑油、弹药武器和货物等其他有效载重的总和。其中又分正常起飞重量、最大起飞重量，最大着陆重量等数种。本书中的最大总重指允许起飞的极限最大总重值。
最大载弹量　在充分利用武器挂架承载能力和充分利用弹舱容积后，攻击武器的最大携带量。此时不考虑燃油箱容积的利用率。
最大携油量　优先考虑全机燃油箱（含副油箱）尽最大可能满载后全机的燃油携带重量（千克）或容积（立升）。在此状态下其他有效载重不可能达到满载状态。
最大速度　也称最大平飞速度，指在一定高度上，飞机强度和推力所能允许达到的最大定常平飞速度。由千米／小时表示。由于随高度的变化，最大速度绝对值也各不相同，因此应在此值后面标出所测量时的高度值（米）。
巡航速度　飞机在巡航状态（指可以持续进行的速度、高度等参数基本不变的一种比较经济的飞行状态）下的平飞速度。一般是最大速度的70～80％，用此速度飞行常能飞出最远距离。
实用升限　飞机能维持平飞的最大飞行高度叫升限，内分理论升限和实用升限。实用升限是爬升率略大于零的某一定值（对喷气飞机而言取5米／秒）时所对应的最大平飞高度。
转场航程　飞机尽最大可能携带燃油后所能达到的最远航程，此时并不优先考虑其他有效载重的载重量。此种状态适用于飞机非作战远程转移。
作战半径　飞机起飞后，飞抵某一空域，并完成作战任务后飞返原起飞机场所能达到的最远单程距离。也称最大活动半径。它小于二分之一航程。
最大续航时间　飞机耗尽其可用燃料所能持续飞行的时间，一般是指用巡航速度作经济航行所达到的数值。此值常成为海上巡逻机、侦察机、预警机的考核指标。
机炮　口径为20毫米或20毫米以上的射击火器。
机枪　口径小于20毫米的射击火器。
爬升率　在一定飞行重量和一定的发动机工作状态下，飞机在单位时间内上升的高度，常用米／分•秒表示。也可用爬升到某高度耗用掉多少时间来表示。如在理论海平面的大气密度和压力下达到的爬升率，叫海面爬升率。
悬停高度　直升机上升率为零的理论静升限（最大飞行高度）。由于直升机近地面飞行时有“地面效应”，所以悬停高度应说明有无地面效应，两者数值不同。
M数　气流速度与当地声音传播速度之比，亦称马赫数或马氏数，是衡量空气压缩性的最重要参数。当飞机以音速飞行时，可用M数＝1表示，超音速时M＞1。同样一个M数，在不同高度有不同的飞行速度值。现代战斗机最大M数可大于2。

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第五课 主要航空术语浅释
气动布局　飞机外形构造和大部件的布局与飞机的动态特性及所受到的空气动力密切相关。关系到飞机的飞行特征及性能。故将飞机外部总体形态布局与位置安排称作气动布局。其中，最常采用的机翼在前，尾翼在后的气动布局又叫做常规气动布局。
无尾飞机　不配置水平尾翼（或鸭式前翼）的飞机。它利用机翼后缘装有的“升降副翼”活动面来替代传统的水平尾翼（含升降舵），获得俯仰稳定性和俯仰操纵（升降运动）力矩。
变后掠翼　后掠角在飞行中可视需要随时改变的活动机翼。它的问世，能较好地解决飞机高速与低速性能之间的一系列矛盾。采用小后掠角能使飞机具备较高的低速巡航效率和较大的起飞着陆升力。当超音速飞行时采用大后掠角，有利于减少飞行阻力，或者减少低空高速飞行中的颠簸，后者对战斗轰炸机来讲尤为重要。
旋翼机　由旋翼（旋转桨叶）产生升力的飞行器有直升机与旋翼机两大类，前者的旋翼有发动机驱动；而后者的发动机只提供拉力，旋翼则靠迎面气流的冲击而自转，从而获得升力。
近耦合鸭式飞机　无水平尾翼，但在机翼的前方另设置一对水平小翼面的飞机叫鸭式飞机，如小翼（又叫前翼或鸭翼）与机翼极其靠近，那么可称近耦合鸭式飞机。前置小翼起俯仰操纵与平衡作用（相当于水平尾翼之功能），并可产生脱体涡使机翼升力增加。是现代先进**机常见形式。
电传操纵　指把飞机驾驶员的操纵指令从传统的机械传输变为电信号传输方式的新型操纵系统，可大大减轻重量，提高灵敏度。为可靠起见，常设3～4套以供备用，称“三（四）余度”。一般适用于随控布局飞机。
随控布局飞机　应用主动控制技术的飞机。可利用控制技术来改善飞机性能，改善稳定性与操纵品质，减少结构重量及阻力，提高飞行机动性。具体手段有放宽静稳定性控制、乘坐品质控制、机动载荷控制、结构振动控制和直接力控制等等。常为现代**机所采纳。
座舱盖　飞机驾驶员或空勤组在机身中的专门座舱上方的透明玻璃天盖。可以是多框架的，也可以是少框架流线形的（如气泡形）。一般均可拉开供人员出入。
悬臂式机翼　不用撑杆或张线加强的单层机翼。它无支撑物地**架设在机身侧面，由内部翼梁承载。
平直翼　无明显后掠角的机翼。一般指后掠角小于20度、平面形状呈矩形、梯形或半椭圆形的机翼。常用在亚音速飞机上。
上反角　从机头沿飞机纵轴向后看，两侧机翼翼尖向上翘或向下倾斜的角度。向上翘时取正值。
后掠角　从飞机的俯仰方向看，机翼四分之一弦长连线自翼根到翼尖向后歪斜的角度。如果是机翼前缘线的歪斜角，则称前缘后掠角。高速飞机的后掠角一般很大。
上、中、下单翼　装在机身背部或中部或腹部的单层机翼。也称高、中、低单翼。前者多用于运输机与水上飞机，后者多用于**机或大型喷气客机。中单翼因翼梁与机身难以协调，近几十年较少见。
张线　旧时双层机翼飞机上为上下层机翼承担一部分载荷的细钢丝，多见于三十年代前的飞机。
支柱　又叫撑杆或翼间支柱，用途同上，是上下层翼间的刚性硬式支撑杆，常有整流包皮减阻，并呈H形、V形或N形架设在机翼外侧。
展弦比　机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。弦长是指一片机翼顺气流方向的“翼弦”宽度尺寸，而翼弦是指连结机翼顺气流剖面最前与最后一点之间的直线。大“展弦比”，飞机适宜作低速远程飞行。
边条翼　飞机机翼根部前缘向前延伸的头部尖削，呈狭长水平状的翼片。它与机身及机翼连在一起，尤如一对大后掠角细长三角形机翼，它形成的有利涡流能大大改善飞机大迎角时的升力特性，推迟失速，是现代战斗机常用的布局之一。
机翼增升装置　机翼上用来改善气流状况和增加升力的一套活动面板。可在飞机起飞、着陆或低速机动飞行时增加机翼剖面之弯曲度及迎角，从而增加升力。常见有前缘缝翼、前后缘襟翼、吹气襟翼等等。
襟翼　见“机翼增升装置”。
副翼　装在机翼最外侧的后缘，用来控制飞机横侧倾斜与滚转运动的可上下偏转的小活动面板。
腹鳍　也称鳍翼或鳍片，是机身后腹部顺气流固定安装的刀状薄翼面。用来辅助垂尾起增强飞机方向安定性或抵消方向舵偏转后带来的滚转力矩的作用。
背鳍　又称脊翼，与腹鳍对应，是安装在机身背部，常成为垂尾前方一部分的顺气流片状翼面或管条状突起物，前者作用近似于垂尾的安定面，后者用于内部铺设电缆、油料或设备，常与座舱盖及垂尾前后连为一体。
垂尾　是垂直尾翼之简称，又叫立尾，是飞机主要大部件之一，是顺气流垂直安装在机身后上方的翼面。其前半部是不可活动的垂直安定面，起方向安定作用，后半部用铰链与前半部相连，是方向舵，控制飞机转向。
平尾　是水平尾翼之简称。是飞机主要大部件之一，一般呈水平状安装在机尾。其前半部不可活动，是水平安定面，起俯仰安定作用，后半部是升降舵，控制飞机上升下降，由铰链与前者相连。垂尾与平尾合称尾翼，也可用一组V形翼综合替代。
整流罩　将原裸露在机体外面的某一部件或装置用流线形壳体封闭包覆起来的罩子。起保护与减少阻力的双重作用。如发动机整流罩、雷达天线罩……等等。
鼓包　相对而言更加凸出于飞机外表的局部的小型整流罩，一般呈半卵形。
炮塔　**飞机上装有一至数门机枪或机炮并可上下左右转动、且明显突出于机身外表的专用透明舱位。一般呈半球形，可人力操作，也可借助于动力装置驱动，也可遥控。每架飞机可配备1至数个，用于自卫或攻击，大多见于二战时期的中、大型轰炸机。
尾梁　在带尾桨的单旋翼形式直升机机身后段、外形变得明显细长的那一段构造。其末端装有尾翼、尾桨及尾橇。
尾撑　连在飞机机身后部或在机身两侧机翼上**设置的直径明显小于机身的舱身构造，部分起着后机身的作用，末端装有尾翼，故又起到了力臂的作用。常见于旧时“双身飞机”的后部构造。
前三点（后三点）起落架　飞机下部用于起飞降落或地面滑行时支撑飞机并用于地面移动的附件装置，叫做起落架。常见形式是三点式机轮。如果一对主要承载起落架位于飞机重心之后，另一个起落架位于机头之下，那就是前三点式起落架。如一对主要起落架位于飞机重心之前，另一起落架在机尾之下，便是后三点式起落架。前者为现代飞机所采纳，后者为旧式飞机所采纳。
吊舱　安装有某机载设备或武器，并吊挂在机身或机翼下的流线形短舱段。可固定安装（如发动机吊舱），也可脱卸（如武器吊舱）。
副油箱　除机身与机翼内原有的燃油箱外，在机体外部（偶尔在机舱内部）临时携带的辅助性燃油箱，用来额外增加航程。通常挂在翼下，呈流线形，应急时可投弃。多见于战术飞机。
进气道　空气喷气发动工作时所需空气的进气通道，其入口处则为进气口。可设在机身头部，也可设在机身两侧或上、下方。
活塞航空发动机　为航空器（飞机、直升机、气艇等）提供飞行动力的往复式内燃机。并由它带动螺旋桨产生拉力（推力），其功率用马力表示，其燃料是汽油。装备活塞发动机的飞机也可叫做活塞式飞机。五十年代之前的飞机基本上都采用这类发动机。
空冷（水冷）活塞发动机　气缸靠迎面气流冷却的航空活塞发动机叫空冷活塞发动机，气缸靠内循环水冷却的航空活塞发动机叫水冷（液冷）活塞发动机。后者需要配备一套水散热器，机构复杂，但可使机头变得较流线形。由于生存性差，**机上较少使用。
星形　空冷活塞发动机常见的气缸排列方式，即复数气缸以主轴为中心呈辐射状径向排列在一个平面上，它们的活塞联杆共同驱动一个主轴。当气缸超过九个时，也有排列在前后二个平面上的，这叫做“双排星形”。星形气缸排列方式使发动机呈短圆柱形（水冷发动机的气缸常按一字纵列型或H形双列型或双列V型纵向排列，发动机外形呈长箱形状）。
涡轮喷气发动机　又称空气涡轮喷气发动机，是以空气为氧化剂，靠喷管高速喷出的燃气产生反作用推力的燃气涡轮航空发动机，简称“涡喷”。装备该发动机的飞机即为喷气飞机。该发动机须由压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管几大部件构成。推力用牛或千克表示。
涡轮螺旋桨发动机　从涡喷发动机派生而来，是一种由螺旋桨提供拉力和喷气反作用提供推力的燃气涡轮航空发动机。其主要部件比涡喷多了一组螺旋桨，它由涡轮驱动。该发动机简称“涡桨”。特点是推力大、耗油省，大多用于运输机，海上巡逻机等机种。功率用当量马力表示。

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（三）飞机表面质量
飞机表面光滑与否对摩擦阻力影响很大。飞机表面越粗糙，附面层越厚，转捩点越靠前，层流段缩短，紊流段增长，粘性摩擦加剧，摩擦阻力越大。因此保持好飞机表面光滑，就能减小飞机阻力。
飞机的阻力对于提高飞机的飞行性能是不利的。因此，在飞机的设计制造和使用维护中，应想方设法减小飞机的阻力。下面从阻力产生的不同原因，谈谈减小飞机阻力可采取的一些措施。
要减小摩擦阻力，设计时应尽可能缩小飞机与空气相接触的表面积。制造过程中应将飞机表面做得很光滑，有的高速飞机甚至将表面打磨光。维护使用中，保持好飞机表面光洁。如上飞机，要求穿软底鞋，铺好脚踏布等。飞机要定期清洗。停放时加盖蒙布，以防风沙雨雪侵蚀。
要减小压差阻力，应尽可能将暴露在空气中的各个部件或另件做成流线形的外形，并减小迎风面积。对不能收起的起落架和活塞式发动机都应加整流罩。维护使用中，要保持好飞机的外形，不要碰伤飞机表面，各种舱的口盖应盖好，同时保持好飞机的密封性。要减小诱导阻力，低速飞机可增大展弦比和采用梯形翼。高速飞机可在翼尖悬挂副油箱或安装翼尖翼刀等。要减小干扰阻力，设计时要妥善安排飞机各部件的相对位置，同时在各部件连接处安装整流包皮。采取上面一些措施，对减小飞机的阻力，提高飞机的飞行性能是有利的。但这只是问题的一个方面。在某些情况下，阻力对飞机的飞行不但无害而且还是必须的。如空战中，为了提高飞机的机动性，有时必须打开减速板，增大飞机阻力，使速度很快降低，以便绕到敌机后面的有利位置进行攻击。又如，飞机着陆时，为增大飞机阻力，使飞机减速快，从而缩短着陆滑跑距离，机轮使用刹车；高速飞机还可打减速板和减速伞使飞机减速。有的飞机可使螺旋桨产生负拉力，喷气发动机产生反推力来增大飞机的阻力，达到减速的目的。