身边的空气动力学
身边的空气动力学
说到空气动力学，大家会想到用来设计飞机、火箭、导弹，是不是觉得很不接地气，是不是很高冷。其实也不是啦，空气动力学不光能设计这些离我们日常生活有点远的，而设计了我们生活中的方方面面，每天使用的各种各样的物品。小编得瑟一下，小编上大三的时候，买得一个N手电扇，有着用着发现怎么只是转的带劲，没风。小编断电、观察~观察~观察，明白了！！！抄起剪子，咔嚓咔嚓，对风扇叶片一阵修剪。通电，调档，立马强风袭来！！！小编再次得瑟一下，学习空气动力学，生活问题好解决。
好啦，这些陈年旧事就让它随风去吧，下面我们还是给大家讲讲，生活中，在我们身边，有哪些东西，哪些事情，有空气动力学的身影。
油烟机
首先说油烟机，因为巧的是小编在琢磨这篇文章的时候发现小编某学霸同学，正在研究油烟机。油烟机贵的大几千，便宜的几百块，这个吸力大，那个声音小——玄机大啊。玄机在哪里，其中之一，就是“空气动力学”。那就看看油烟机的空气动力学分析。
图1，油烟机内部流场压力云图
图2，油烟机
风扇设计
利用航空科技——空气动力学——设计的超静音风扇（小编澄清：非广告）
图3，五叶静音风扇
产品推广文中如是说：“电风扇利用航空动力学原理，打造全新的五片航空旋风叶，变截面厚度设计，出风量更大，噪音更低”。
还有一种，这几年很火的风扇——无叶风扇，小编把它理解为引射器的变形——一种环形缝引射器。某空气动力学研究中心的一座风洞的驱动装置就是采用了中心引射器。
图4，无叶风扇
图5，无叶风扇原理
图6，引射器原理（中心引射器）
高层楼体设计
大风吹来，可以吹倒树木，会不会吹倒大楼呢，因此工程师设计摩天大楼时必须考虑风的力量。举个例子，上海中心的设计，看到图中楼体上那个楞没，好好的顺滑的楼体，非得整个
楞出来，为什么呢。传说在工程师将楼体模型放进风洞做试验后，发现楼体被风吹得晃的厉害，于是工程师在楼体上划出一道楞，便把这个问题解决了。这个楞的作用就是将巨大的楼后卡门涡破碎，避免卡门涡街导致楼体巨大的晃动。
图7，上海中心
图8，上海中心模型在风洞中准备做试验
图9，小区楼体之间流场分析，可以看到局部风速很高汽车外形
图10，集高科技于一身的F1也得用空气动力学分析一下
图11，敞篷车风洞试验中
图12，跑车风洞试验
图13，面包车杂乱的尾部流场
1第一章 空气动力学基础知识复习过程
1第一章空气动力学 基础知识
第四单元飞机与飞机系统 第一章空气动力学基础知识 1.1 大气层和标准大气 1.1.1 地球大气层 地球表面被一层厚厚的大气层包围着。飞机在大气层内运动时要和周围的介质——空气——发生关系，为了弄清楚飞行时介质对飞机的作用，首先必须了解大气层的组成和空气的一些物理性质。 根据大气的某些物理性质，可以把大气层分为五层：即对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。 对流层的平均高度在地球中纬度地区约11公里，在赤道约17公里，在两极约8公里。对流层内的空气温度、密度和气压随着高度的增加而下降，并且由于地球对大气的引力作用，在对流层内几乎包含了全部大气质量的四分之三，因此该层的大气密度最大、大气压力也最高。大气中含有大量的水蒸气及其它微粒，所以云、雨、雪、雹及暴风等气象变化也仅仅产生在对流层中。另外，由于地形和地面温度的影响，对流层内不仅有空气的水平流动，还有垂直流动，形成水平方向和垂直方向的突风。对流层内空气的组 成成分保持不变。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1
从对流层顶部到离地面约30公里之间称为平流层。在平流层中，空气只有水平方向的流动，没有雷雨等现象，故得名为平流层。同时该层的空气温度几乎不变，在同一纬度处可以近似看作常数，常年平均值为摄氏零下56.5度，所以又称为同温层。同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些，所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这两层大气内，而且目前大部分的飞机也只在这两层内活动。 中间层从离地面30公里到80至100公里为止。中间层内含有大量的臭氧，大气质量只占全部大气总量的三千分之一。在这一层中，温度先随高度增加而上升，后来又下降。 中间层以上到离地面500公里左右就是电离层。这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子)，它能发射无线电波。在这一层内空气温度从-90℃升高到1 000℃，所以又称为热层。高度在150公里以上时，由于空气非常稀薄，已听不到声音。 散逸层位于距地面500公里到1 600公里之间，这里的空气质量只占全部大气质量的1011 ，是大气的最外一层，因此也称之为“外层大气”。 1.1.2 大气的物理性质 大气的物理性质主要包括：温度、压强、密度、粘性和可压缩性等。 气体的压强p是指气体作用于容器内壁的单位面积上的正压力。大气的压强是指大气垂直地作用于物体表面单位面积上的力。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
多旋翼无人机的结构和原理
多旋翼无人机的结构和原理 翼型的升力： 升力的来龙去脉这是空气动力学中的知识，研究的内容十分广泛，本文只关注通识理论，阐述对翼型升力和旋翼升力的原理。 根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小。由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平（翼型），流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。大气施加与机翼下表面的压力（方向向上）比施加于机翼上表面的压力（方向向下）大，二者的压力差便形成了升力。［摘自升力是怎样产生的］。所以对于通常所说的飞机，都是需要助跑，当飞机的速度达到一定大小时，飞机两翼所产生的升力才能抵消重力，从而实现飞行。 旋翼的升力飞机，直升机和旋翼机三种起飞原理是不同的。飞机依靠助跑来提供速度以达到足够的升力，而直升机依靠旋翼的控制旋转在不进行助跑的条件下实现垂直升降，直升机的旋转是动力系统提供的，而旋翼旋转会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作用扭矩的方法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转方向相反以抵消反作用扭矩）等;而旋翼机则介于飞机和直升机之间，旋翼机的旋翼不与动力系统相连，由飞行过程中的前方气流吹动旋翼旋转产生升力（像大风车一样），即旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，无需专门抵消。 而待设计的四旋翼飞行器实质上是属于直升机的范畴，需要由动力系统提供四个旋翼的旋转动力，同时旋翼旋转产生的扭矩需要进行抵消，因此本着结构简单控制方便，选择类似双旋翼纵列式加横列式的直升机模型，两个旋翼旋转方向与另外两个旋翼旋转方向必须相反以抵消陀螺效应和空机动力扭矩。
空气动力学
空气动力学 科技名词定义 中文名称：空气动力学 英文名称：acerodynamics;aerodynamics 定义1：流体力学的分支学科，主要研究空气运动以及空气与物体相对运动时相互作用的规律，特别是飞行器在大气中飞行的原理。 所属学科：大气科学（一级学科）；动力气象学（二级学科） 定义2：研究空气和其他气体的运动以及它们与物体相对运动时相互作用规律的科学。 所属学科：航空科技（一级学科）；飞行原理（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片
同名书籍 空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。 目录
编辑本段 1．动量理论 推导出作用在风机叶轮上的功率P和推力T（忽略摩擦阻力）。 由于受到风轮的影响，上游自由风速V0逐渐减小，在风轮平面内速度减小为U1。上游大气压力为P0，随着向叶轮的推进，压力逐渐增加，通过叶轮后，压力降低了ΔP，然后有又逐渐增加到P0（当速度为U1时）。 根据伯努力方程 H=1/2（ρv2）+P (1) ρ—空气密度 H—总压 根据公式（1）， ρV02/2+P0=ρu2/2+p1 ρu12/2+P0=ρu2/2+p2 P1-p2=ΔP 由上式可得ΔP=ρ（V02- u12）/2 (2) 运用动量方程，可得作用在风轮上的推力为： T=m(V1-V2) 式中m=ρSV,是单位时间内的质量流量 所以：T＝ρSu（V0-u1） 所以：压力差ΔP＝T/S=ρu（V0-u1） 由（2）和（3）式可得： u＝1/2[（V0-u1）] (4) 由（4）式可见叶轮平面内的风速u是上游风速和下游风速的平均值，因此，如果我们用下式来表示u。 u=(1-a)*V0 (5) a 称为轴向诱导因子，则u1可表示为： u1=(1-2a)*V0 (6)
空气动力学第二章习题
2-1考虑形状任意的物体。如果沿着物体表面的压力分布为常值，是证明压力在屋面上的合力为零。 2-2 考虑如下速度场，其x，y向的速度分量分别为，其中c为常数。试求流线方程。 2-3考虑如下速度场，其x，y向的速度分量分别为，其中c为常数。试求流线方程。 2-4 考虑如下流场，其x，y向的速度分量分别为，其中c为常数。试求流线方程。 2-5 习题2-2中的流场被称为点源。对于点源，试计算： （a）单位体积的微元其体积随时间的变化率； （b）流场的旋度。 2-6 习题2-3中的流场被称为点涡，试对点涡计算： （a）单位体积的微元其体积随时间的变化率； （b）流场的旋度。 提示：2-5、2-6两题在极坐标下求解更方便。 2-7已知一速度场为，试问这一运动是否是刚体运动？ 2-8 现有二维定常流场分布。那么 （a）该流场是否可压缩？ （b）试求通过（0，0）点和（L，L）之间的体积流量。 2-9阐述流线和流管的概念。并解释流线和迹线的区别。 2-10 现有二维定常不可压流动的速度场试求其势函数并画出流谱。 2-11 现有平面流场(k为正的常数)试分析求解流场的以下运动特性： 流线方程、线变形率、角变形率、旋转角速度，画出流线图和相应的流体运动分解示意图。2-12已知在拉格朗日观点下和欧拉观点下分别有速度函数 和 试说明各自的物理意义和他们的差异。
2-13试推导一维定常无粘的动量方程（不及质量力）。 2-14 直角坐标系下流畅的速度分布为：，试证过电（1，7）的流线方程为 2-15 设流场中速度的大小及流线的表达式为 ， 求速度分量的表达式。 2-16 求2-15中x方向速度分量u的最大变化率及方向。 2-17 试证在柱坐标下，速度散度的表达式为 2-18 在不可压流动中，下列哪些流动满足质量守恒定律？ （a） （b） （c） （d） 2-19 流体运动具有速度 问该流场是否有旋？若无旋，求出其速度势函数。 2-20 不可压缩流体做定常运动，其速度场为 其中a为常数。试求： （a）线变形率、角变形率； （b）流场是否有旋； （c）是否有势函数？有的话求出。
流体力学发展史
流体力学发展简史 流体力学作为经典力学的一个重要分支，其发展与数学、力学的发展密不可分。它同样是人类在长期与自然灾害作斗争的过程中逐步认识和掌握自然规律，逐渐发展形成的，是人类集体智慧的结晶。 人类最早对流体力学的认识是从治水、灌溉、航行等方面开始的。在我国水力事业的历史十分悠久。 4000多年前的大禹治水，说明我国古代已有大规模的治河工程。 秦代，在公元前256-前210年间便修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程，特别是李冰父子领导修建的都江堰，既有利于岷江洪水的疏排，又能常年用于灌溉农田，并总结出"深淘滩，低作堰"、"遇弯截角，逢正抽心"的治水原则。说明当时对明槽水流和堰流流动规律的认识已经达到相当水平。 西汉武帝（公元前156-前87）时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠，创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防止了黄土的塌方。 在古代，以水为动力的简单机械也有了长足的发展，例如用水轮提水，或通过简单的机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时（公元37年）曾创造水排（水力鼓风机），利用水力，通过传动机械，使皮制鼓风囊连续开合，将空气送入冶金炉，较西欧约早了一千一百年。 古代的铜壶滴漏（铜壶刻漏）--计时工具，就是利用孔口出流使铜壶的水位变化来计算时间的。说明当时对孔口出流已有相当的认识。 北宋（960-1126）时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比，约早三百多年。 明朝的水利家潘季顺（1521-1595）提出了"筑堤防溢，建坝减水，以堤束水，以水攻沙"和"借清刷黄"的治黄原则，并著有《两河管见》、《两河经略》和《河防一揽》。 清朝雍正年间，何梦瑶在《算迪》一书中提出流量等于过水断面面积乘以断面平均流速的计算方法。 欧美诸国历史上有记载的最早从事流体力学现象研究的是古希腊学者阿基米
无人机关键技术
旋翼飞行器控制到底有哪些关键技术难点 （1）机体优化设计问题。对于四旋翼飞行器机体设计时，主要考虑飞行器的质量、能耗及体积等因素。飞行器的质量与能耗及体积之间相互影响，因此首先需要确定飞行器机体参数，然后选择合适的直流无刷电机、螺旋桨及电池等材料。 （2）难以建立精确的四旋翼飞行器模型。建立精确的飞行器模型是研究飞行器控制算法的基础和前提，但由于四旋翼飞行器是一个强耦合、多变量的非线性复杂系统，同时在飞行过程中很难获得准确的空气动力学参数，且飞行器容易受到空气阻力和风速的影响，因此很难建立精确的四旋翼飞行器模型。 （3）飞行器所使用的传感器采集到的姿态数据存在误差。例如：陀螺仪采集角速度时存在零漂误差和温漂误差；加速度计采集角加速度时存在振动误差和零漂误差；当飞行器处于低空飞行情况下，采用气压高度计采集高度信息存在较大的误差。这些因素都会对飞行器姿态信息和位置信息的测量产生影响，进而影响飞行器的控制性能。 （4）飞行器控制算法设计。目前针对四旋翼飞行器控制算法的研究有很多，主要有经典PID控制算法、H￥控制算法、反步法等等。飞行器算法性能主要是从响应速度、稳定性及超调量等方面进行衡量，但响应速度、稳定性及超调量这三者之间相互影响、相互制约。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 飞行原理就不多讲了，飞行器的飞行姿态多种多样，有花式摇摆，大雁南归，飞流直下等多种方式；
课题_无人机制作原理及过程
无人机制作原理及过程 今年4月份，由技装公司自主研制的无人机“翔雁”首次亮相第十三届中国东西部投资与贸易洽谈会，并与国家测绘局签约合作意向书。该项目拟投资2000多万元，分两个阶段实施：第一阶段为研制试验阶段，包括航摄设备材料购置、航摄系统研究开发、无人机平台完善和试飞，以及相关技术及配套软件开发研究投入；第二阶段为推广阶段，建立“翔雁”无人机及航摄设备生产线，拟订无人机航摄系统应用标准，在全国范围内推广。 此前，“翔雁”无人机已完成8个起落的飞行试验验证，飞行平衡，地面视频图像清晰完整，能按程序完成各项任务。这充分证明，“翔雁”无人机已跨入自主飞行的无人机行列。 那么，“翔雁”到底是一种什么样的机型，有什么功用呢？ 据技装公司副总经理王俊介绍，“翔雁”无人机长2。7米，翼展4米，可以每小时110公里的速度进行大于15小时的巡航，采用菱形联结翼气动外形、前三点式起落架、发动机后推式布局，机身、机翼、起落架均可拆卸和组装。 “翔雁”利用航空制造工艺技术，采用全新的气动外形、模块化的任务系统、领先的飞行控制系统，形成自主飞行的能力，给它加载不同的任务系统就可以完成特定的任务。她可以用作气象探测、人工降雨、航空遥感、城市治安巡逻等多用途民用无人机平台，也可完成可执行目标指示、电子干扰、信号中继、战场侦察预警、战场评估、通信中断、空中监控、边境巡逻等军事任务。
当今，许多国家、机构对无人机研制和发展热情高涨，已研制出了50多种无人机，有55个国家军队装备了无人机。美国仅装备军队的就有“全球鹰”、“暗星”、“猎人”等十几个型号，波音公司是美国的主要无人机制造商之一。 由中国自主设计制造的长空一号、长空二号、无侦五、无侦九和ASN-206无人机正在服役，领先国内外水平的“暗箭”攻击型无人机正处于设计定型阶段。 面对竞争激烈的无人机市场，“翔雁”无人机此时“展翅”是否为时已晚？ “暗箭”无人机 何以进军无人机市场 技装公司经营管理处处长王从福介绍，首先，“翔雁”无人机的低成本，为研发提供了可能。它不需要氧气、空调、增压、弹射座椅等座舱设备，降低了成本和重量；不需要生命保障系统，可以适应更
空气动力学
基于空气动力学的车身设计方法 14车辆卓越雷方龙1408032214 现如今工业技术急速进步，为汽车工业发展创造了良好的契机，汽车变得越来越普及、越来越高速，由此车身空气动力学曲线问题得到诸多研究人员的热点关注。 众所周知，车速越快阻力越大，空气阻力与汽车速度的平方成正比。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。据测试，一辆以100km/h速度行驶的汽车，发动机输出功率的80%将被用来克服空气阻力，减少空气阻力，就能有效地改善汽车的行驶经济性。如图1为空气流动对汽车的各方面影响。 图1 自卡尔·本次在1886年发明生产出世界上第一辆汽车起，汽车已有了百年的发展历史。从汽车造型角度而言，自最初的马车型汽车(无空气动力学阶段)，到现如今的复合型汽车(空气动力学高度化阶段)，车身空气动力学曲线发展收获了显著的成效[1]。车身空气动力学一方面重要影响着汽车的各式各样关键性能，好比动力性能、安全性能、环保性能以及经济性能等，另一方面也重要影响着汽车的外观转变及审美发展潮流。随着社会经济发展，人们生活水平日益改善，人们对于出行必备交通工具汽车的性能要求愈来愈高，汽车生产商对于车辆的气动特征也越来越关注，气动性能的好坏以转变成汽车行业竞争的关键因素。 汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向，侧向和垂直等三个方向的空气动力量，对高速行驶的汽车都会产生不同的影响，其中纵向空气力量是最大的空气阻力，大约占整体空气阻力的80%以上。
一、在研究汽车空气动力学的过程中的三种方法。 （1）、理论研究方法理论研究方法通过抓住所分析问题的主要影响因素，抽象出合理的简化理论模型，并根据总结出来的相关物理定律和有关介质性质的试验公式来建立描述介质运动规律的积分或微分方程。然后利用各种数学工具及相应的初始、边界条件解出方程组，通过对解分析来揭示各种物理量的变化规律，包括将它与实验或观察资料对照，确定解的准确度和适用范围。 （2）、数值计算研究方法由于数学发展水平的局限，理论研究只能建立较为简单的近似模型，无法完全满足研究更复杂更符合实际的气流的要求。于是近年来出现了依托快速电子计算机进行有效数值计算的方法CFD，其中包括有限元法、有限差分法等，它属于汽车计算机辅助空气动力学CAA的设计范畴，并已成为与理论分析和实验并列或具有同等重要性的研究方法。其优点是能够用来预测或解决一些理论及实验无法处理的复杂流动问题，取代部分实验环节，省时省工。但它要求事前对问题的物理特性有足够的理解，提炼出较精确的数学方程及相应的初始、边界条件等。但这些都离不开试验和理论方法的支持，并且数值方法通常无法直接反映同类问题中有普遍指导意义的结论或规律。 （3）、试验研究方法试验研究方法在空气动力学研究中占有重要地位，如风洞试验法、道路试验法。它使人们能在与所研究问题相同或相近条件下进行观测，提供建立运动规律及理论模型的依据，检验理论或计算结果的准确性、可靠性和适用范围，其作用是不可替代的。但试验方法受限于试验手段、设备和经费等物质条件，甚至有些问题尚无法在实验室中进行研究。 理论、数值计算和试验三种方法相互促进，彼此影响，取长补短从而推动汽车空气动力学的不断发展。 二、轿车外形设计的两种方法 （1）、局部最优化方法。基本思路是在满足功能、工艺学、人机工程学、安全法规以及美学造型等方面的要求下设计出汽车车身造型，然后再进行空气设计程序。此方法的优点是：操作简单，在流线型较差的车上有较好的效果。通过对原始模型仿真，从结果中得出某细节修改的模型，再重新进行仿真分析。像这样循环反复，最终达到自己预期的目标。这种方法在现实设计中运用广泛。 （2）、整体最优化方法。整体最优化是基于空气动力学原理，在汽车造型设计初期获得极佳的气动特性的理想外形，接着再根据功能结构需求，调整集合的局部外形，使其满足人机工程学、国家安全法规等各个必要因素的汽车[1]。所以，对于这种汽车的空气动力学设
南航直升机空气动力学习题集17页
直升机空气动力学习题集 绪论 (0-1)试计算Z-8直升机的旋翼实度σ、桨尖速度ΩR和海平面标准大气条件下的桨尖M数。 (0-2)Z-9直升机的旋翼桨叶为线性负扭转。试画出以桨距Ф7=11。作悬停飞行的桨叶上r=（0.29～1.0）一段的剖面安装角()rφ→分布。 (0-3)关于反扭矩的是非题： a) 尾桨拉力用以平衡发动机的反扭矩，所以尾桨的位置要比发动机高。（） b) 尾桨拉力用以平衡旋翼的反扭矩，所以尾桨位置距旋翼轴很远。（） c）双旋翼直升机的两付旋翼总是彼此反向旋转的。（） d) 尾桨没有反扭矩。（） (0-4) 关于旋翼参数的是非题： a）旋翼的半径就是桨叶的长度。（） b) 测量桨叶的根部宽度及尖部宽度，就可以得到桨叶的根梢比。（） c) 测量桨叶的根部及尖部之间的倾斜角之差，就得到桨叶的扭度。（）
d) 台式电风扇实度接近1。 （ ） (0-5) 假定Y-2直升机在某飞行状态下，旋翼拉力T=1200公斤，试计算 其C T 值。(海平面标准大气) 第一章 (1-1) 论证在垂直上升状态旋翼的滑流形状是图（a ）而不是图（b ） (1-2) 假定Y-2直升机在垂直飞行状态发动机的功率有84%传递给旋翼， 且悬停时悬疑的 型阻功率为诱导功率的一半，桨端损失系数к=0.92； a) 求在海平面标准大气条件下悬停时桨盘外的诱导速度； b) 求在海平面标准大气条件下悬停时的诱导功率、相对效率和直升机的单位马力载 荷； c) 若以V 0=(1/3)v 10的速度作垂直爬升，此时桨盘处的诱导速度多大？诱导功率多大？ 若型阻功率与悬停时相同，旋翼消耗的总功率多大？ (1-3) 上题中，若飞行重量增大20%，除增大桨距外保持其他条件及型阻 功率不变，那么其悬停诱导功率及相对效率将是多大？ (1-4) 既然 a) 是否可以认为，只要把旋翼直径做得很大，就可以用很小功率的 发动机做成重型直升机？ b) 直升机的发展趋势为什么是p 趋向增大？ (1-5) 试根据0η的定义导出0η与桨盘载荷p 的关系。假定型阻功率与p
第一课 无人机空气动力学
第一课空气动力学 一、飞行小故事 伯努利原理：丹尼尔·伯努利在1726年首先提出在水流或气流里，如果速度小，压强就大，如果速度大，压强就小。由此我们可以解释飞机为什么能够飞上天，因为机翼受到向上的升力。飞机飞行时机翼周围空气的流线分布是指机翼横截面的形状上下不对称,机翼上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。由伯努利方程可知,机翼上方的压强小,下方的压强大。这样就产生了作用在机翼上的方向的升力。 二、飞行目标 1、通过实验理解伯努利原理。 2、动手制作雷鸟飞机，知道螺旋桨的迎风面，并且了解它产生的反冲力。 3、调试雷鸟飞机，尝试提高它的滞空时间。 三、飞行所需材料 一杯水、一个吸管、一把剪刀、一架雷鸟飞机 四、飞行练习 1、练习一：感知伯努利原理 我们接下来用一个小实验来体验一下伯努利原理，从而感知飞机上浮的原因。
左手拿着短的放在水中，右手拿着长的吹气，吸管吹气的那个地方空气速度很快，这样大气压力变小，但是短吸管下面的大气压力没有变化，就会把水压到吹气的地方。 实验完成后注意整理材料哦 2、练习二、雷鸟飞上天 我们组装雷鸟模型飞机，体验伯努利原理，让飞机上天。 步骤一：取出机翼，按照一下方法折叠。标注为为正折向下折，标注为反折向上折。注意动作要轻，切勿折断机翼。 你说说飞机在飞行过程中，空气在机翼的行走的路线吗？试试用皮尺测量机翼正反面翼的长度，用速度=路程÷时间来比较一下空气在机翼正反面的流速。 我们发现：空气在机翼上方路程比下方大，时间一样，所以流速要快。流速的快慢，形成了气压下方比上方大，就形成了向上的压力，飞机就会被往上推。 步骤二：定型主翼，先给翼型定型片贴上双面胶，再将定型片粘贴到机翼上反角背面，最后用加强胶带加固。
空气动力学
空气动力学 崔尔杰* (中国航天科技集团第701研究所) 本文简要回顾空气动力学发展的历史及其在航空航天飞行器研制中的作用，对现代空气动力学新的发展趋势和新一代航天飞行器研制中可能遇到的关键气动力问题进行探讨和分析，并对今后发展提出看法。 一、空气动力学与航空航天飞行器发展 空气动力学是研究空气和其他气体的运动规律以及运动物体与空气相互作用的科学，它是航空航天最重要的科学技术基础之一。 1．空气动力学推动20世纪航空航天事业的发展 1903年莱特兄弟研制成功世界上第一架带动力飞机，实现了人类向往已久的飞行梦想。为了研制这架飞机，他们进行过多次滑翔试验，还为此建造了一座试验段为0.01m2的小型风洞。正是这些努力，加上综合运用早期的空气动力学知识，最终获得了成功。 20世纪初，建立在理想流体基础上的环量和升力理论以及普朗特提出的边界层理论奠定了低速飞机设计基础，使重于空气的飞行器成为现实。40年代中期至50年代，可压缩气体动力学理论的迅速发展，以及对超声速流中激波性质的理论研究，特别是跨音速面积积律的发现和后掠翼新概念的提出，帮助人们突破“音障”，实现了跨音速和超音速飞行。50年代中期，美、苏等国研制成功性能优越的第一代喷气战斗机，如美国的F-86、F-100，苏联的米格-15、米格-19等。50年代以后，进入超音速空气动力学发展的新时期，第二代性能更为先进的战斗机陆续投入使用，如美国的的F-4、F-104，苏联的米格-21、米格-23，法国的幻影-3等。 1957年苏联发射第一颗地球人造卫星和1961年第一艘载人飞船“东方号”升空，被认为是空间时代的开始。美、苏两国在战略导弹和航天器发展方面的激烈角逐，促使超音速和高超音速空气动力学得到迅速发展。两个超级大国都投入巨大力量，致力于发展地面模拟设备，开邻近高超出音速空气动力学和空气热力学的研究。航天方面的研究重点放在如何克服由于高超音速飞行和再入大气层，严重气动加热所引起的“热障”问题上在钱学森先生倡导下诞生了一门新的学科，即物理力学，为航天器重返大气层奠定了科学基础。航空方面的研究重点则放在了发展高性能作战飞机、超音速客机、垂直短距起落飞机和变后掠翼飞机。这一时期，空气动力研究方面的另一项重要成就是“超临界机殿”新概念的提出，它可以显著提高机翼的临界马赫数。20世纪70年代后，脱体涡流型和非线性涡升力的发现和利用，是空气动力学的又一重要成果。它直接导致了第三代高机动性战斗机的产生，如美国的F-15、F-16，苏联苏-27、米格-29和法国的“幻影2000”。
直升机空气动力学现状和发展趋势
直升机空气动力学现状 二级学院：航空维修工程学院 班级：航修六班 学号：14504604 姓名：李达伦 日期：2015年6月30日
直升机空气动力学现状 （航修六班14504604 李达伦） 摘要：直升机空气动力学是直升机技术研究及型号研制的基础性学科和先进学 科，本文概述了国外的直升机气动理论与方法研究、基于气动理论和方法的应用基础研究、直升机气动试验技术的研究现状。 关键词：空气动力学；直升机 Abstract：Aerodynamics of helicopter is a helicopter technological research and model development of basic disciplines and advanced subject. This paper summarizes the foreign helicopters gas dynamic theory and method of research, based on the aerodynamic theory and methods of applied basic research, helicopter aerodynamic test technology research status. Key word：Air dynamics; helicopter 1 前言 飞行器的设计和研制必须以其空气动力学为主要依据，这是飞行器研制区别 于其它武器平台的典型特征。直升机以旋翼作为主要的升力面、推力面和操纵面， 这种独特的构型和旋翼驱动方式，更使其气动特征具有复杂的非定常特征，其气 动分析和设计技术固定翼飞行器更具挑战性。 直升机气动研究是指认识直升机与空气之间作用规律、解释直升机飞行原 理、获取提升直升机飞行能力和效率的新知识、新原理、新方法的研究活动，其 主要任务是获得直升机的空气动力学特性[1]。由于直升机气动特征性直接决定了 型号飞行性能、振动特性、噪声水平，且是结构设计、寿命评估等的直接依据， 因此直升机气动研究是直升机技术研究的重要方面，更是型号研制的基础。尤其 是要实现舒适、安全、便利、快捷的直升机型号研制目标，直升机空气动力学将 体现其核心推动作用。 2 内容和范围 直升机空气动力学专业发展涵盖的内容和范围主要有直升机气动理论与方 法的研究、基于气动原理的应用基础研究以及气动特性试验研究三大内容。 直升机气动理论与方法的研究重点关注旋翼与周围空气相互作用现象及机 理的分析模型和方法，通过对气动理论和方法的研究，实现对直升机及其流场的 深入了解，以准确地计算其空气动力学特性。 气动应用研究是指基于气动理论和方法，以直升机研制为目标所展开的应用 基础研究，涵盖气动特性、气动弹性、气动噪声、结冰模拟、流动控制等应用领
1第一章 空气动力学基础知识
第四单元飞机与飞机系统 第一章空气动力学基础知识 1.1 大气层和标准大气 1.1.1 地球大气层 地球表面被一层厚厚的大气层包围着。飞机在大气层内运动时要和周围的介质——空气——发生关系，为了弄清楚飞行时介质对飞机的作用，首先必须了解大气层的组成和空气的一些物理性质。 根据大气的某些物理性质，可以把大气层分为五层：即对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。 对流层的平均高度在地球中纬度地区约11公里，在赤道约17公里，在两极约8公里。对流层内的空气温度、密度和气压随着高度的增加而下降，并且由于地球对大气的引力作用，在对流层内几乎包含了全部大气质量的四分之三，因此该层的大气密度最大、大气压力也最高。大气中含有大量的水蒸气及其它微粒，所以云、雨、雪、雹及暴风等气象变化也仅仅产生在对流层中。另外，由于地形和地面温度的影响，对流层内不仅有空气的水平流动，还有垂直流动，形成水平方向和垂直方向的突风。对流层内空气的组成成分保持不变。 从对流层顶部到离地面约30公里之间称为平流层。在平流层中，空气只有水平方向的流动，没有雷雨等现象，故得名为平流层。同时该层的空气温度几乎不变，在同一纬度处可以近似看作常数，常年平均值为摄氏零下56.5度，所以又称为同温层。同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些，所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这两层大气内，而且目前大部分的飞机也只在这两层内活动。 中间层从离地面30公里到80至100公里为止。中间层内含有大量的臭氧，大气质量只占全部大气总量的三千分之一。在这一层中，温度先随高度增加而上升，后来又下降。 中间层以上到离地面500公里左右就是电离层。这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子)，它能发射无线电波。在这一层内空气温度从-90℃升高到 1 000℃，所以又称为热层。高度在150公里以上时，由于空气非常稀薄，已听不到声音。 散逸层位于距地面500公里到1 600公里之间，这里的空气质量只占全部大气质量的1011 ，是大气的最外一层，因此也称之为“外层大气”。 1.1.2 大气的物理性质 大气的物理性质主要包括：温度、压强、密度、粘性和可压缩性等。
中国近代航空发展史
中国航空发展史 （西安航空学院陕西西安710000） 摘要：中国是世界文明古国。中国古代发明和创造的风筝、火箭、孔明灯、竹蜻蜓等飞行器械，被认为是现代飞行器的雏型，对航空的产生起了重要作用。从18世纪后半叶，气球、飞艇先后在西方研制成功。1840年鸦片战争后，西方的航空知识传入中国。首先是航空新闻和科学幻想小说，其次是外国飞行家来中国作飞行表演。中国政府也派留学生出国学习航空，购买气球和飞机。但直到1949年，中国的航空事业还十分落后，发展极为缓慢。中华人民共和国成立后，才真正获得了迅速发展。本文通过对中国航空发展史的浅述，意图使大家对中国的航空有一个粗浅的了解，并在此基础上对未来的发展前景进行展望，同时引发人们对于中国与西方航空发展之间的联系与区别的思考，在对历史的回顾中找到未来的方向。 关键词：近代史；航空；发展 1855年，上海墨海书店刻印了《博物新编》,其中介绍了氢气球和巨伞图。《天上行舟》画的是航空设想。在中国最早介绍飞机的文章是1901年石印的《皇朝经济文编》中的《飞机考》。1903年以后开始出现翻译和编着的航空科学幻想小说。 博物新编 气球光绪十三年(1887)，天津武备学堂数学教习华蘅芳制成直径5尺（约1.7米）的气球,灌入自制的氢气成功飞起。这是中国人自制的第一个氢气球。
飞艇澳洲华侨谢缵泰于1899年完成“中国”号飞艇的设计。“中国”号飞艇用铝制艇身，靠电动机带动螺旋桨推进。谢缵泰没有得到清朝政府的支持,他不得已把“中国”号构造说明书寄给英国飞艇研究家，获得很高评价。 飞机冯如于1909年9月造出一架飞机,9月21日试飞成功。在国外制造飞机着名的中国人谭根于1910年成功地设计和制造了水上飞机，夺得国际飞机制造比赛大会冠军，后在菲律宾创造了当时世界水上飞机飞行高度的纪录。 中国航空先驱——冯如 中国航空事业的建立是从筹建空军开始的。1913年9月正式成立的南苑航空学校，是中国第一所正规的航空学校。南苑航空学校先后训练出4期飞行学员，共159人。之后成立的还有广东军事航空和东北军事航空，为我国的早期培养了大批优秀的飞行员。1913年，北洋政府在筹办南苑航空学校的同时，也购买了修理工厂的设备和器材，建立了中国最早的飞机修理厂。从1919年起,各省相继办起了修理厂。国民党政府成立后先后建立了杭州笕桥航校修理厂、南京首都航空工厂、上海高昌庙海军制造飞机处、上海虹桥航空工厂、武昌南湖修理厂。 1934～1935年，国民党政府又与美国、意大利合办了几个工厂，其中有杭州中央飞机制造厂、广州韶关飞机修理厂、南昌中央飞机制造厂，主要也是装配、仿造和修理飞机。近代中国航空工业起步于1918年的海军飞机工程处，以后有广州飞机修理厂，以及30年代建设的杭州中央飞机制造厂、南昌飞机制造厂、广州韶关飞机修理厂和杭州保险伞厂，抗日战争时期建立的成都飞机制造厂和大定发动机制造厂等。 海军飞机工程处：中国第一个正规的飞机制造工厂,以制造水上飞机着名。 广州飞机修理厂：是中国早期制造飞机的第二个工厂。 杭州中央飞机制造厂:1934年2月中美合办杭州中央飞机制造厂。 南昌中央飞机制造厂:1935年1月，中国与意大利4家航空公司合办南昌中央飞机制造厂,制造意式飞机。 成都第三飞机制造厂:1942年4月在成都成立第三飞机制造厂。
力学发展简史
力学发展简史 10机械X班XXX 学号:XXX 指导老师：*** 前言：力学是一门独立的基础科学，主要研究能量与力的关系。它一直贯穿于人类的整个生命史，它起源于自然万象。人类早期的生产实践活动是力学最初的起源。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识等等。总体而言，力学是人类通过对自然万象的观察以及推理验证，最后抽象简化建立的自然科学，并建立一些力学模型，如质点，刚体，质点系以及刚体系等。力学的不断发展，时至今日，它已经具备完整的学科结构和体系，并成为机械工程、土木工程、道路桥梁、航空航天工程、材料工程等的基础，在人类的实践活动中无处不在，并且深刻地影响着人类的实践活动。 摘要：在阅读了相关的力学资料后，我对力学的发展史有所了解。本文主要对力学发展史上的几个里程碑进行陈述，并讲述力学在发展和完善的同时，对人类文明的进步所做出的贡献。很早的时候，人民就认识到了力学。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。 关键词：力学社会生产力资本积累工业化原子力学
在阅读了相关的史料以后，我认为力学的发展史可以用五个阶段简单的概括，分别为：（1）原始力学阶段（2）朦胧力学阶段（3）完整力学阶段（4）理论力学的形成阶段（5）近代力学发展阶段 （1）原始力学阶段 所谓原始力学阶段，主要就是指人类只是简单的使用力学，对力学有一个浅显的认识，但并没有力学的概念。在这个阶段，人类对力的应用只是建立在经验上，这些经验来源于人类对自然现象长期的观察和以及生产劳动中。比如，人类知道利用杆杠撬起重物，懂得利用圆木的滚动作用来移动重物，懂得使用石器这一类的比较坚固的材料去进行生产。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具，逐渐积累起对“力”的认识，为力学的发展奠定基础。 （2）朦胧力学阶段 顾名思义，在这个阶段，人类对力学的认识有了发展，对力学有一个概念性的认识，但研究性质的东西还是很少，或者说很浅显。这个阶段应该是指欧洲文艺复兴时代以前的时间，也就是从第一阶段末期到伽利略奠定理论力学的基础这段时间。不得不说我们是很聪明的动物，当对某种现象的经验积累到一定程度后，我们能够比较全面的思考这个现象，考虑这个现象的普遍性。15世纪后半期,欧洲进入了文艺复兴时期，封建制度开始解体，资本主义开始兴起，随着商业资本、手工业、航海、和军事的发展，力学也开始迅速发展起来。这一时期有哥伦布的环球航行证实了地球是圆形的。因此地球、太阳和行星的相互关系的问题，便提到科学家的面前，从而推动了动力学的发展。
无人机培训学校大纲模板仅供参考
民用无人驾驶航空器系统驾驶员 训练大纲 编制：公司名称 批准人：总经理 编制时间：年月日
总经理声明 依据中国民用航空局《一般运行和飞行规则》（CCAR-91R2）、《民用航空器驾驶员和地面教员合格审定规则》（CCAR-61R4）、《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定（AC-61-FS-2013-20）》及《轻小无人机运行规定（试行）（AC-91-FS-2015-31）》等有关规章的要求，为规范无人驾驶航空器系统（以下简称无人机）驾驶员和机长的训练工作，公司名称（以下简称：“**”）组织有关人员编写了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员训练大纲》（以下简称训练大纲）。该大纲由无人机理论及实践飞行训练大纲两部分组成。 训练大纲中明确规定了取得无人机驾驶员合格证和机长合格证的训练内容、课时和有关标准，是必须完成的最低标准。实施时必须严格执行，不得随意删改，如需更改，需经总经理批准。同时，在训练过程中，按照“**”有关管理程序实施监督检查，使学员经过训练达到训练大纲所规定的标准。 该训练大纲将根据需要，适时进行修订，具体修订工作由“**”的安技部负责。总经理承诺将认真执行训练大纲内容，科学安排，循序渐进，严格标准，确保训练安全和质量。 总经理： 年月日
1.在每次完成手册改版更新工作后，将换版人的姓名以及换版的日期填入相应的空格内。 如发现缺少修订的新版，请速与公司部门联系。 2.各部门收到新版后的一个星期内完成相关所有手册的更新。
目录 第一章概述 (5) 第二章地面理论训练大纲（驾驶员/机长适用） (7) 第一节民航法规与空中交通管制（*课时） (8) 第二节无人机概述与系统组成（*课时） (9) 第三节空气动力学基础与飞行原理（*课时） (10) 第四节结构与性能（*课时） (11) 第五节通信链路与任务规划（机长适用*课时） (12) 第六节航空气象与飞行环境（*课时） (13) 第七节无人机系统特性与操纵技术（*课时） (14) 第八节无人机飞行手册及其他文档（*课时） (15) 第九节植保无人机运行及安全（附加植保等级适用）（*课时） (16) 第三章实践飞行训练大纲 (17) 第一节模拟飞行（*/*课时） (20) 第二节无人机拆装、维护、维修和保养（*/*课时） (21) 第三节地面站设置与飞行前准备（机长适用）（*/*课时） (22) 第四节起飞与降落训练（*/*课时） (23) 第五节本场带飞（*/*课时） (24) 第六节本场单飞(*/*课时) (26) 第七节紧急情况下的操纵和指挥（*/*课时） (28) 第八节植保无人机运行（适用于附加植保等级）（*/*课时） (30) 第九节考核和结业（*/*课时） (31)
无人机技术论文
无人机技术论文 摘要 本文以某型固定翼无人机为研究对象，主要研究了基于常规PID和智能PID的无人机飞行控制律的设计问题，首先，建立了无人机的六自由度数学模型，并运用小扰动线性化方法和系数冻结法分别建立了无人机纵向与横侧向系统的线性化方程:其次，介绍了一些常用的PID 控制器参数整定法和智能PID控制的基本思想，作为飞行控制律设计的理论基础:再次，分别采用常规PID和智能PID进行了纵向系统与横侧向系统控制的设计，并针对不同空域的一些典型的状态点进行了大量的仿真研究。仿真结果表明，我们所设计的常规PID控多数情况下能满足要求，智能PID控制器则具备更强的鲁棒性，能适应不同空域中更多的状态点。 关键词:无人机，常规PID（自动控制），智能PID（自动控制），飞行控制律， 无人机飞控系统的仿真研究 ABSTRACT The primary purpose of this the conventional PID control and intelligent PID control strategies to the design of the UA V’s(Unmanned Aerial Vehicle)fight control law. First of all，the UA V’5six一degrees一of-freedom(6一DOF)math linearized.Then some basis the ores and the physiques about conventional PID control and intelligent PID control are mentioned followed by a Profound research on the control semen of the log attitudinal land lateral control system of the UA V.conventional PID and intelligent PID control strategists competitively plied to the design of the flight control law of the UA V’5fourfundamentalflighteontrolmode，in eluding Pithing angle control mode，altitude holding mode，roll in gangle control mode and yaw angle control mode. Finally，an amount of simulation 15 designed to validate effectiveness of the flight 。o一troll law based on conventional PID and intelligent PID control strategies.The results of the simulation show that the conventional PID flight control law effective，and the intelligent PID flight control law superior to the forme rone. Keywords: UAV , The conventional PID，Intelligent PID，Flight Control Law ， 前言:
未来航空空气动力学的发展(精)
未来航空空气动力学的发展 空气动力学的每一个新的发现或突破都会导致飞行器性能的提高和更新换代。第一次世界大战期间,俄国科学家茹科夫斯基提出的不可压翼型升力公式奠定了飞机设计的基础。第二次世界大战以来,高速空气动力学,包括可压缩空气动力学的理论和实验的研究成果(如面积律及后掠翼概念的提出,最终保证了X-1成功突破音障,并推动了一系列超声速飞行器的发展和更新换代。20世纪60年代至今的40多年间,由于分离流和漩涡动力学方面的研究成果以及脱体涡非线性空气动力学的应用,飞机的失速临界迎角和最大升力系数大大增加,从而使战斗机性能显著提高,实现了更新换代。同时在民机领域,超临界翼型、多种形式的前后缘襟翼和翼梢小翼等的应用也导致了民机的快速更新换代。 先分析一下F-22战斗机及第三代喷气式客机的性能及其相关先进气动技术。F-22,世界上第一种也是目前唯一一种投入使用的第四代超声速战斗机。它所具备的"超声速巡航、超机动性、隐身、可维护性"(即所谓的S4概念,也有资料将"短距起落"包含在内,称为S5成为第四代超声速战斗机的划代标准。超声速巡航的实质是通过先进的气动设计,大幅降低超声速零升阻力系数,提高超声速升阻比,结合大推力低油耗发动机,使飞机在不开加力的情况下实现长时间的超声速飞行。超机动性,主要就是指过失速机动性。良好的大迎角飞行品质和有效的控制手段是过失速机动性的两大基础,而这两大基础的技术依靠就是大迎角空气动力学和先进的控制系统。一般战斗机在迎角超过30°时就会产生俯仰发散、抖振、失速、不可控横航向运动等一系列问题,而F-22可以保持迎角在-40°~60°飞机的可控性,这都得益于其优良的气动布局。隐身性能,即低可探测性。据报道,F-22的雷达散射截面积(RCS沿主要方位约为0.08~0.065m2,这主要得益于先进隐身材料和气动隐身设计。F-22是通过以下方面在气动上实现上述性能的: (1采用翼身融合体,带内部武器舱。