固定翼飛機(jī)飛行原理知識(shí)
到目前為止，除了少數(shù)特殊形式的飛機(jī)外，大多數(shù)飛機(jī)都由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動(dòng)力裝置五個(gè)主要部分組成。那么，下面是由小編為大家提供固定翼飛機(jī)飛行原理知識(shí)，歡迎大家閱讀瀏覽。
一、飛行的主要組成部分及功用
到目前為止，除了少數(shù)特殊形式的飛機(jī)外，大多數(shù)飛機(jī)都由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動(dòng)力裝置五個(gè)主要部分組成：
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，同時(shí)也起到一定的穩(wěn)定和操作作用。在機(jī)翼上一般安裝有副翼和襟翼，操縱副翼可使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)，放下襟翼可使升力增大。機(jī)翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架和油箱等。不同用途的飛機(jī)其機(jī)翼形狀、大小也各有不同。
機(jī)身——機(jī)身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設(shè)備，將飛機(jī)的其他部件如：機(jī)翼、尾翼及發(fā)動(dòng)機(jī)等連接成一個(gè)整體。
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安定面和可動(dòng)的升降舵組成，有的高速飛機(jī)將水平安定面和升降舵合為一體成為全動(dòng)平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動(dòng)的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機(jī)俯仰和偏轉(zhuǎn)，保證飛機(jī)能平穩(wěn)飛行。
起落裝置——飛機(jī)的起落架大都由減震支柱和機(jī)輪組成，作用是起飛、著陸滑跑，地面滑行和停放時(shí)支撐飛機(jī)。
動(dòng)力裝置——?jiǎng)恿ρb置主要用來產(chǎn)生拉力和推力，使飛機(jī)前進(jìn)。
飛機(jī)上除了這五個(gè)主要部分外，根據(jù)飛機(jī)操作和執(zhí)行任務(wù)的需要，還裝有各種儀表、通訊設(shè)備、領(lǐng)航設(shè)備、安全設(shè)備等其他設(shè)備。
二、飛機(jī)的升力和阻力
飛機(jī)是重于空氣的飛行器，當(dāng)飛機(jī)飛行在空中，就會(huì)產(chǎn)生作用于飛機(jī)的空氣動(dòng)力，飛機(jī)就是靠空氣動(dòng)力升空飛行的。在了解飛機(jī)升力和阻力的產(chǎn)生之前，我們還要認(rèn)識(shí)空氣流動(dòng)的特性，即空氣流動(dòng)的基本規(guī)律。流動(dòng)的空氣就是氣流，一種流體，這里我們要引用兩個(gè)流體定理：連續(xù)性定理和伯努利定理
流體的連續(xù)性定理：當(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過一個(gè)粗細(xì)不等的管道時(shí)，由于管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時(shí)間內(nèi)，流進(jìn)任一切面的流體的質(zhì)量和從另一切面流出的流體質(zhì)量是相等的。
連續(xù)性定理闡述了流體在流動(dòng)中流速和管道切面之間的關(guān)系。流體在流動(dòng)中，不僅流速和管道切面相互聯(lián)系，而且流速和壓力之間也相互聯(lián)系。伯努利定理就是要闡述流體流動(dòng)在流動(dòng)中流速和壓力之間的關(guān)系。
伯努利定理基本內(nèi)容：流體在一個(gè)管道中流動(dòng)時(shí)，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。
飛機(jī)的升力絕大部分是由機(jī)翼產(chǎn)生，尾翼通常產(chǎn)生負(fù)升力，飛機(jī)其他部分產(chǎn)生的升力很小，一般不考慮。從上圖我們可以看到：空氣流到機(jī)翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機(jī)翼上、下表面流過，在機(jī)翼后緣重新匯合向后流去。機(jī)翼上表面比較凸出，流管較細(xì)，說明流速加快，壓力降低。而機(jī)翼下表面，氣流受阻擋作用，流管變粗，流速減慢，壓力增大。這里我們就引用到了上述兩個(gè)定理。于是機(jī)翼上、下表面出現(xiàn)了壓力差，垂直于相對(duì)氣流方向的壓力差的總和就是機(jī)翼的升力。這樣重于空氣的飛機(jī)借助機(jī)翼上獲得的升力克服自身因地球引力形成的重力，從而翱翔在藍(lán)天上了。
機(jī)翼升力的產(chǎn)生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正壓力的作用，一般機(jī)翼上表面形成的吸力占總升力的60-80%左右，下表面的正壓形成的升力只占總升力的20-40%左右。
飛機(jī)飛行在空氣中會(huì)有各種阻力，阻力是與飛機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣動(dòng)力，它阻礙飛機(jī)的前進(jìn)，這里我們也需要對(duì)它有所了解。按阻力產(chǎn)生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力和干擾阻力。
摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當(dāng)空氣流過飛機(jī)表面時(shí)，由于粘性，空氣同飛機(jī)表面發(fā)生摩擦，產(chǎn)生一個(gè)阻止飛機(jī)前進(jìn)的力，這個(gè)力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小，決定于空氣的粘性，飛機(jī)的表面狀況，以及同空氣相接觸的飛機(jī)表面積�？諝庹承栽酱�、飛機(jī)表面越粗糙、飛機(jī)表面積越大，摩擦阻力就越大。
壓差阻力——人在逆風(fēng)中行走，會(huì)感到阻力的作用，這就是一種壓差阻力。這種由前后壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機(jī)的機(jī)身、尾翼等部件都會(huì)產(chǎn)生壓差阻力。
誘導(dǎo)阻力——升力產(chǎn)生的同時(shí)還對(duì)飛機(jī)附加了一種阻力。這種因產(chǎn)生升力而誘導(dǎo)出來的阻力稱為誘導(dǎo)阻力，是飛機(jī)為產(chǎn)生升力而付出的一種“代價(jià)”。其產(chǎn)生的過程較復(fù)雜這里就不在詳訴。
干擾阻力——它是飛機(jī)各部分之間因氣流相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。這種阻力容易產(chǎn)生在機(jī)身和機(jī)翼、機(jī)身和尾翼、機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)短艙、機(jī)翼和副油箱之間。
以上四種阻力是對(duì)低速飛機(jī)而言，至于高速飛機(jī)，除了也有這些阻力外，還會(huì)產(chǎn)生波阻等其他阻力。
三、影響升力和阻力的因素
升力和阻力是飛機(jī)在空氣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中(相對(duì)氣流)中產(chǎn)生的。影響升力和阻力的基本因素有：機(jī)翼在氣流中的相對(duì)位置(迎角)、氣流的速度和空氣密度以及飛機(jī)本身的特點(diǎn)(飛機(jī)表面質(zhì)量、機(jī)翼形狀、機(jī)翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等)。
迎角對(duì)升力和阻力的影響——相對(duì)氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下，得到最大升力的迎角，叫做臨界迎角。在小于臨界迎角范圍內(nèi)增大迎角，升力增大：超過臨界臨界迎角后，再增大迎角，升力反而減小。迎角增大，阻力也越大，迎角越大，阻力增加越多：超過臨界迎角，阻力急劇增大。
飛行速度和空氣密度對(duì)升力阻力的影響——飛行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力與飛行速度的平方成正比例，即速度增大到原來的兩倍，升力和阻力增大到原來的四倍：速度增大到原來的三倍，勝利和阻力也會(huì)增大到原來的九倍�？諝饷芏却螅諝鈩�(dòng)力大，升力和阻力自然也大。空氣密度增大為原來的兩倍，升力和阻力也增大為原來的兩倍，即升力和阻力與空氣密度成正比例。
機(jī)翼面積，形狀和表面質(zhì)量對(duì)升力、阻力的影響——機(jī)翼面積大，升力大，阻力也大。升力和阻力都與機(jī)翼面積的大小成正比例。機(jī)翼形狀對(duì)升力、阻力有很大影響，從機(jī)翼切面形狀的相對(duì)厚度、最大厚度位置、機(jī)翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機(jī)翼結(jié)冰都對(duì)升力、阻力影響較大。還有飛機(jī)表面光滑與否對(duì)摩擦阻力也會(huì)有影響，飛機(jī)表面相對(duì)光滑，阻力相對(duì)也會(huì)較小，反之則大。
十一種常見的固定翼飛機(jī)：
運(yùn)-5運(yùn)輸機(jī)
運(yùn)-5（代號(hào)：Y-5）運(yùn)輸機(jī)，是中國南昌飛機(jī)制造廠（320廠）生產(chǎn)的輕型多用途單發(fā)雙翼運(yùn)輸機(jī)，是按照前蘇聯(lián)安東諾夫設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的安-2飛機(jī)的圖紙資料，于1957年12月23日在中國制造成功，曾名"豐收二號(hào)"。
運(yùn)-5的主要型別有貨運(yùn)型、客運(yùn)型、農(nóng)業(yè)型、跳傘和空中支援型、救護(hù)型等。運(yùn)-5的多種改型還活躍在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其它行業(yè)上。
運(yùn)-5飛機(jī)是一種安全可靠、性能良好、多種用途的輕型飛機(jī)，并具有經(jīng)濟(jì)性好、使用維護(hù)簡單、安全可靠等特點(diǎn)，該機(jī)不僅能低空飛行，用于農(nóng)業(yè)的滅蝗殺蟲、播種、施肥，森林防護(hù)滅火，地質(zhì)勘察、探礦，醫(yī)療救護(hù)，民航客貨運(yùn)輸，軍隊(duì)訓(xùn)練傘兵和跳傘運(yùn)動(dòng)等等，而且加裝渦輪增壓器后，還能夠進(jìn)行高空飛行，用于探測高空大氣和航空測量。如果加裝水上飛行設(shè)備，又能作水上飛機(jī)使用。
西銳SR-20
西銳SR-20型飛機(jī)是西銳飛機(jī)設(shè)計(jì)制造公司生產(chǎn)的一種小型活塞螺旋槳式的五座輕型飛機(jī)，采用下單翼設(shè)計(jì)，機(jī)身采用復(fù)合材料打造。
適合作為私人飛機(jī)以及初級(jí)教練機(jī)使用。
具有獨(dú)特的整機(jī)降落傘系統(tǒng)（CAPS），可以在緊急情況下保障機(jī)組生命安全。于1998年取得FAA適航標(biāo)準(zhǔn)。
小鷹500輕型多用途飛機(jī)
小鷹500輕型多用途飛機(jī)由航空工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)、石家莊飛機(jī)公司生產(chǎn)的4-5座輕型多用途飛機(jī)；憑借優(yōu)越的飛行性能，被譽(yù)為"空中奔馳"，是中國第一架按照中國民航適航條例設(shè)計(jì)生產(chǎn)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輕型多用途飛機(jī)，填補(bǔ)了中國通用航空在改型別上的空白。
起飛距離短，能在機(jī)場、公路上安全起降，可廣泛用于飛行訓(xùn)練、公務(wù)飛行、農(nóng)林作業(yè)、空中救護(hù)、空中攝影、測量制圖、商業(yè)運(yùn)輸、體育運(yùn)動(dòng)、旅游、環(huán)保、勘探等，其綜合性能達(dá)到了國外同類飛機(jī)的先進(jìn)水平。
海鷗300
"海鷗300"是中國國內(nèi)首款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水陸兩棲飛機(jī)，由航空工業(yè)石家莊飛機(jī)公司和航空工業(yè)特飛所聯(lián)合研制，2010年8月首飛。
該飛機(jī)選裝高性能大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，配置綜合顯示儀、雷達(dá)和大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)等先進(jìn)航空電子設(shè)備，基本型為可載4-6名乘客的客運(yùn)型，可廣泛用于公務(wù)飛行、客貨運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、航空探測、旅游觀光等，還機(jī)可進(jìn)行航拍、陸地物資運(yùn)輸和水上巡邏。
"海鷗300"在技術(shù)上達(dá)到歐美國家同級(jí)別水陸兩棲飛機(jī)的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了5噸級(jí)以下水陸兩棲飛機(jī)的空白，可為通用航空用戶提供一種多用途、性能先進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)、低成本的水陸兩棲飛機(jī)。
塞斯納172
塞斯納-172型單發(fā)四座活塞式小型通用飛機(jī)由美國塞斯納飛機(jī)公司研制，北約稱其為"天鷹"，1956年投入生產(chǎn)。在塞斯納公司的小型通用飛機(jī)系列中，172型是最早采用前三點(diǎn)式起落架的。
塞斯納172/182系列是目前世界產(chǎn)量最大、用于飛機(jī)駕駛員訓(xùn)練最多的飛機(jī)之一。
塞斯納208
塞斯納208型單發(fā)渦漿式多用途輕型飛機(jī)由美國塞斯納飛機(jī)公司研制，除可用作客、貨運(yùn)輸外，換裝專用設(shè)備后，還可用于空中滅火、空中攝影、農(nóng)業(yè)噴灑、邊境巡邏、跳傘、空投物資、醫(yī)療救護(hù)和監(jiān)視飛行等任務(wù)。
塞斯納208經(jīng)歷了一系列的修改，并衍生出不同的機(jī)型，由最初的型號(hào)演變出多種改型。塞斯納208以其優(yōu)良的適應(yīng)能力著稱，公司提供了不同的起落架安裝模式，使塞斯納208能適應(yīng)不同的地形，甚至包括水上型。
鉆石DA40
鉆石DA40由奧地利鉆石飛機(jī)公司研制。2008年山東濱州與該公司共同成立山東濱奧飛機(jī)制造有限公司，生產(chǎn)該型飛機(jī)。
DA40飛機(jī)具有滑翔性能好、安全性能高、重量輕、使用壽命長、耗油量低、起飛距離短、維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)�？蓮V泛用于航空訓(xùn)練、邊防巡邏、森林防火、勘察、救援等領(lǐng)域，也是旅游觀光、私人乘駕的理想機(jī)型。
鉆石DA42"雙子星"
DA42"雙子星"是奧地利鉆石公司在DA40的基礎(chǔ)上研制出的一款四座雙發(fā)飛機(jī)。該飛機(jī)融合了鉆石系列飛機(jī)和設(shè)備技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)又具備了自身特點(diǎn)。
作為一種教練飛機(jī)，DA42飛機(jī)操縱安全、經(jīng)濟(jì)適用；碳纖維合成材料的機(jī)身，堅(jiān)固、安全；裝載的機(jī)載電子系統(tǒng)，接近波音737系列等大型飛機(jī)的電子設(shè)備，是適合飛行培訓(xùn)教學(xué)的完美配置；航空煤油的雙發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力裝置，使用更加經(jīng)濟(jì)、安全。
PA-44"塞米諾"
PA-44是由美國派珀飛機(jī)公司制造的美式雙引擎輕型飛機(jī)，該飛機(jī)由Piper PA-28單引擎飛機(jī)發(fā)展而來，是派珀飛機(jī)公司的明星機(jī)型，該機(jī)已問世20多年，技術(shù)成熟，有良好的操控性和優(yōu)異性能，世界各地的飛行員對(duì)它鐘愛有加。
同時(shí)它還是一款非常適合進(jìn)行飛行培訓(xùn)的機(jī)型，操控簡單，容易上手，受到飛行學(xué)員的追捧。
灣流G550
灣流G550公務(wù)機(jī)，由美國灣流宇航公司于2003年推出，航程為11686公里，最大巡航高度為15545米，可搭載18名乘客。
它是人類飛行史上首架能從紐約直達(dá)東京的國際頂級(jí)遠(yuǎn)程噴氣式公務(wù)機(jī)代表機(jī)型之一。
達(dá)索獵鷹7X
達(dá)索獵鷹7X是法國達(dá)索飛機(jī)公司的旗艦機(jī)型公務(wù)機(jī)，可以承載8名乘客和4名機(jī)組人員，航程超過11000km。
獵鷹7X采用當(dāng)今世界上噴氣式商務(wù)客機(jī)中的最先進(jìn)技術(shù)——近乎完美的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、太空時(shí)代的材料、創(chuàng)新的電腦系統(tǒng)和戰(zhàn)斗機(jī)專家團(tuán)隊(duì)，7X全新定義了新時(shí)代商務(wù)機(jī)型所應(yīng)具有的性能標(biāo)準(zhǔn)。
固定翼飛機(jī)的平飛飛行原理：
飛機(jī)作等速直線水平的飛行，叫平飛。平飛中作用于飛機(jī)的外力有升力、重力、拉力（或推力）和阻力。平飛時(shí)，飛機(jī)無轉(zhuǎn)動(dòng)，各力對(duì)重心的力矩相互平衡，且上述各力均通過飛機(jī)重心。為保持平飛，需要有足夠的升力以平衡飛機(jī)的重量，為了產(chǎn)生這一升力所需的飛行速度，叫平飛所需速度影響平飛所需速度的因素：
飛機(jī)重量在其它因素都不變的條件下，飛機(jī)重量越重，為保持平飛所需的升力就越大，故平飛所需速度也越大。相反，飛機(jī)重量越輕，平飛所需速度就越小。
機(jī)翼面積機(jī)翼面積大，升力也大。為了獲得同樣大的升力以平衡飛機(jī)重量，所需平飛速度就小。反之，機(jī)翼面積小，平飛所需速度就大。
空氣密度空氣密度小，升力也小，為了獲得同樣大的升力以平衡飛機(jī)重量，平飛所需速度就增大。反之，空氣密度大，平飛所需速度就減小，空氣密度的大小是隨飛行高度以及該高度的`氣溫氣壓而變化的，飛行高度升高，或在同一高度上，氣溫升高或氣壓降低，空氣密度都會(huì)減小。反之增大。
升力系數(shù)升力系數(shù)大，平飛所需速度就小。因?yàn)�，升力系�?shù)大，升力大，只需較小的速度就能獲得平衡飛機(jī)重量的升力。反之，升力系數(shù)小，平飛所需速度就大。
而升力系數(shù)的大小又決定于飛機(jī)迎角的大小和增升裝置的使用情況。迎角不同，開力系數(shù)不同，平飛所需速度也就不同。在小于臨界迎角的范圍內(nèi)，用大迎角平飛，升力系數(shù)大，平飛所需速度就小，用小迎角平飛，升力系數(shù)小，平飛所需速度就大，即是說，平飛中每一個(gè)迎角均有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的平飛所需速度。
增升裝置的使用情況不同，升力系數(shù)大小也不同，平飛所需速度也將下一樣。（比如放襟翼起飛，由于升力系數(shù)大，為平衡飛機(jī)重量所需的速度就小，即離地速度小，起飛滑跑距離就短）。
1. 最大平飛速度，在一定的高度和重量下，發(fā)動(dòng)機(jī)加滿油門時(shí)，飛機(jī)所能達(dá)到的穩(wěn)定平飛速度，就是飛機(jī)在該高度上的最大平飛速度。平飛最大速度是理論上飛機(jī)平飛所能達(dá)到的最大速度，而并不是飛機(jī)實(shí)際的最大使用速度，由于飛機(jī)強(qiáng)度等限制，最大使用速度比平飛最大速度可能要小。比如三叉戟飛機(jī)，在海平面，標(biāo)準(zhǔn)大氣，全收狀態(tài)下，平飛最大速度為480海里/小時(shí)，而最大使用速度則規(guī)定為365海里/小時(shí)。
2. 平飛最小速度，是飛機(jī)作等速平飛所能保持的最小速度。如有足夠的可用拉力或可用功率，那么平飛最小速度的大小受最大升力系數(shù)的限制。因?yàn)榕R界迎角的升力系數(shù)最大，所以與臨界迎角相對(duì)應(yīng)的平飛速度（失速速度），就是平飛最小速度。對(duì)飛機(jī)的要求來說，平飛最小速度越小越好，因平飛最小速度越小，飛機(jī)就可用更小的速度接地，以改善飛機(jī)的著陸性能。臨界迎角對(duì)應(yīng)的平飛速度，是平飛的最小理論速度。實(shí)際上當(dāng)飛機(jī)接近臨界迎角時(shí)，由于機(jī)翼上氣流嚴(yán)重分離，飛機(jī)出現(xiàn)強(qiáng)烈抖動(dòng)，飛機(jī)不僅易失速而且安定性、操縱性都差。所以實(shí)際上要以該速度平飛是不可能的。為保證安全，對(duì)飛行迎角的使用應(yīng)留有一定的余量，不允許在臨界迎角狀態(tài)飛行。
3. 平飛有利速度就是以有利迎角保持平飛的速度。以有利速度平飛，升阻比最大平飛阻力最小，航程較遠(yuǎn)。
4. 經(jīng)濟(jì)速度就是用最小所需功率作水平飛行時(shí)的速度。用經(jīng)濟(jì)速度平飛所需功率最小，即所用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最小，比較省油，航時(shí)較長。與經(jīng)濟(jì)速度相對(duì)應(yīng)的迎角，叫經(jīng)濟(jì)迎角。
在平飛中改變速度的基本操縱方法是：要增大平飛速度，必須加大油門，并隨著速度的增大而前推駕駛桿；同理，要減小平飛速度則必須收個(gè)油門，并隨著速度的減小而后拉駕駛桿。也就是說，從一個(gè)平飛狀態(tài)改變到另一個(gè)乎飛狀態(tài)，必須同時(shí)操縱油門和駕駛桿。此外，對(duì)螺旋槳飛機(jī)正必頂要修正因加減油門而引起的螺旋槳副作用的影響。但是必須指出，上述改變平飛速度的操縱規(guī)律只有在大于經(jīng)濟(jì)速度的范圍內(nèi)才適合。
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