航空航天技术概论复习提纲

1 1 《航空航天技术概论》 复习提纲 编写 网络精灵netfairy 李老师 liyinfengcn@163.com 西电电子工程学院 2013.5.30 V1.0 2 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 复习方法要领 例子 „ 基本概念：航空、航天、 „ 基本原理：升力原理、开普勒定律 „ 基本计算：气体方程、宇宙速度、马赫 „ 各种标准：标准大气 „ 各种仪表：陀螺仪、空速管、 „ 认真复习提纲：书本上内容的浓缩 „ 课后作业：考试题有与之类似 3 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 主要章节 „ 一、航空航天发展概述 „ 二、飞行环境及飞行原理 „ 三、飞行器动力系统 „ 四、机载设备 „ 五、飞行器结构 „ 六、地面系统 本提纲仅供复习所用，考试内容不仅限于此 提纲 4 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 课程定位及目标 航空航天技术概论将向大家介绍航空 航天技术所涉及学科的基本知识、基本 原理及其发展概况。 课程目的是使大家了解航空航天的发 展概貌，提高对航空航天技术基本内容 的认识。 5 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第一章 航空航天发展概况 1.1 航空航天的基本概念 1.2 飞行器的分类 1.3 航空航天发展概况 1.4 我国的航空航天工业 1.5航空航天技术现状及未来发展趋势 6 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.1 航空航天的基本概念 1.1.1 航 空 航空的概念：航空是指载人或不载人 的飞行器在地球大气层中的航行活动， 必须具备空气介质。 航空有军用航空和民用航空之分。 2 7 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.1.2 航 天 航天的概念： 航天是指载人或不载 人的航天器在地球大气层之外的航行活 动，又称空间飞行或宇宙航行。 航天实际上也有军用航天和民用航 天之分。 8 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.2 飞行器的分类 航空器：在大气层内飞行 的飞行器称为航空器。 航天器：在大气层外空间 飞行的飞行器称为航天器 。 火箭和导弹：火箭和导弹 均以火箭发动机为动力升空， 可在大气层内外飞行。 飞 行 器 分 类 9 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.2.1 航空器 任何航空器要升到空中，都必须产生一个 能克服自身重力的向上升力。 根据产生升力的基本原理不同，航空器分 为轻于(或等于)同体积空气的航空器和重于 同体积空气的航空器两大类。 10 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.2.1 航空器的分类 气 球轻于空气的航空器 飞 艇 航空器 重于空气的航空器 飞 机 滑翔机 直升机 旋翼机 固定翼航空器 旋翼航空器 扑翼机 倾转旋翼机 11 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.2.2 航天器 航天器是指在地球大气层以外的宇宙空 间，基本上按照天体力学的规律运动的各类 飞行器。 航天器分为无人航天器和载 人航天器。根据是否环绕地球运 行，无人航天器分为人造地球卫 星和空间探测器。 12 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.2.2 航天器的分类 科学卫星 无人航天器 人造地球卫星 空间探测器 恒星和行星际探测器 航天器 卫星式载人飞船载人飞船 登月载人飞船 载人航天器 应用卫星 技术实验卫星 月球探测器 空间站 航天飞机 空天飞机 3 13 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.2.3 火箭和导弹 火箭和导弹均可以在大气层内外飞行，一 般都只能使用一次，所以归为一类。 火箭：靠火箭发动机提供推进力的飞行 器，一般由推进系统、箭体结构和有效载荷 组成。 导弹：导弹是一种飞行武器，通常由战斗 部、弹体结构、动力装置和制导系统组成。 14 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.3 航空航天发展概况 幻 想 古代的中国、希腊、罗马、埃及和印度等创造 了许多关于飞行的美妙神话故事，至今仍在流传。 15 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 最早的航空器 1783年6月5日，法国的蒙哥尔费兄弟用麻 布制成的热气球完成了成功的升空表演。 1783年11月21日，两个 法国人乘坐蒙哥尔费气球， 在1 000m高的空中，飞行了 12km。 16 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 气球与飞艇 1852年，法国人H. 吉法尔在气球上安装了 一台功率为2 237W的蒸汽机，用来带动一个三 叶螺旋桨，使其成为第一个可以操纵的气球， 这就是最早的飞艇。 1887年8月22日，天津武备学堂教师华蘅芳 制造的中国第一个氢气球在天津升空。 1899年，德国人F.von 齐伯林设计并制造了 第一艘硬式飞艇。 17 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 飞机诞生的前夜 有关升力、动力和操纵概念的提出 1849年，英国人G. 凯利制造了第一架滑翔 机，并进行了试飞。 动力和稳定操纵问题 动力：美国科学家S. P. 兰利，失败； 稳定操纵：德国人O. 李林达尔，基本成功。 18 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 莱特兄弟与飞行者一号 美国人莱特兄弟潜心钻研李林达尔的 著作和他的实验经验。通过风洞试验，纠 正了前人的一些错误。 1903年12月17日，奥维尔·莱特(弟弟) 驾驶飞行者一号进行了试飞，接近1分钟的 时间里飞行了260m的距离，这是人类历史 上第一次持续而有控制的动力飞行。 4 19 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 早期的飞行探索 1909年9月21日，26岁的美国华侨冯如 驾驶自己设计的飞机在美国旧金山奥克兰 试飞成功。两年后他返华报效祖国，不幸 于1912年8月25日在广州燕塘进行的一次 飞行表演中壮烈牺牲。 20 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 早期的飞行纪录 1909年7月25日，法国人L. 布莱里奥驾驶自 己设计的单翼飞机飞越了英吉利海峡； 1910年3月28日，法国人试飞成功世界上第 一架水上飞机； 1913年，俄国人研制了四发大型客机成功； 到1913年，飞行速度已达200km/h，续航时 间超过13小时，飞行高度达到6 500m。 21 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 飞机进入战争 1911年10月23日，意大利人在土耳其军队 上空侦察了一小时，11月1日，意军飞机往土 军阵地投下了4枚2kg重的手榴弹。 1914年10月5日，法军飞行员用机枪将一架 德军侦察机击落。 1915年，为德军服务的荷兰飞机设计师A. 福克设计了机枪射击协调器，产生了专门用 于空战的驱逐机。 22 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 一战中的飞机 一战中，飞机作为一种新式武器系统得到 了充分肯定和广泛应用，奠定了现代立体作 战的基础。 战争期间生产飞机超过18万架，全世界飞 机工厂达到200个，配套发动机制造厂80家， 初步形成了具有一定规模的航空产业。 一战中的飞机多为钢管焊接骨架加布或木 制蒙皮的双翼机，性能和功率都有较大提高。 23 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 战后发展的民用航空 1919年2月5日，德国开通世界上第一条定 期客运航线，每天在柏林和魏玛之间运送旅 客。同年，英国和法国相继开航，早期的航 空运输网基本形成。 美国在战争期间落后于欧洲， 战后在民用飞机方面后来居上，典 型飞机有DC-3等。 24 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 二战中的航空发展 二战前，飞机最大速度达到500km/h， 升限达7 000m，航程3 000km以上，轰炸机 载弹量超过2 000kg。单翼、起落架可收放 设计成为主流。 二战中，飞机发挥了巨大的作用。战争 后期，美国、前苏联、德国和英国的飞机 年产量总和超过20万架，整个战争期间各 国生产的飞机总数约100万架。 5 25 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 从活塞到喷气时代 二战中出现了许多名机。如P-51、 P-61、 零式、 B-29等。二战后期，螺旋桨飞机的最 大速度达到了780km/h，已到达速度极限。 1945年，美国的F-80喷气式战斗机开始交 付使用，最大速度达935km/h。 前苏联雅克-15和米格-9喷气战斗机。 26 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 超越声速 第一种后掠翼战斗机F-86和米格- 15，使飞机的速度突破了1 000km/h。 1947年10月14日，美国X-1研究机突 破了“声障”。 27 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 现代战斗机的发展 第一代超声速战斗机：F-100和米格-19等； 第二代超声速战斗机：米格-21、F-104、F- 4、F-5等； 第三代战斗机：F-15、F-16、F/A-18，米 格-29、苏-27战斗机等； 第四代战斗机：F-22。 28 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 新式战机层出不穷 克服“热障”——SR-71、米格-25 垂直起降——“鹞”式战斗机 变后掠翼——F-111、F-14 隐身飞机——F-117、B-2 29 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 民用飞机的发展 第一种实用的喷气式客机——波音707 宽体干线客机——波音747、空中客车A300 超声速客机——协和号、图-144 客机进入电传时代——空中客车A320、波音777 新一代的民用客机——空中客车A380、波音787 30 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 军用特种飞机的发展(1) 空中预警机用于搜索、监视空中和海上 目标，主要有美国的E-3和俄罗斯的A-50等。 反潜机用于攻击敌方潜艇以保护我方舰 队的安全，主要有美国的P-3，英国的“猎 迷”等。 6 31 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 军用特种飞机的发展(2) 电子战飞机使用电子干扰设备对敌方雷达 和通信设备进行干扰使其瘫痪。主要有美国 EA-6B等。 侦察机用于搜集敌方军事情报，按任务不 同分为战略和战术侦察机。主要有美国RQ- 4A“全球鹰”等。 空中加油机是可以在空中为其它飞机进行 加油的飞机，主要有美国KC-10等。 32 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 直升机的发展 中国古代发明的“竹蜻蜓”玩具，体现了现 代直升机的基本原理。 15世纪意大利艺术家达·芬奇的画是世界 上最早的直升机设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 图。 旋翼旋转引起的反扭矩问题。 早期的共轴双旋翼和横列直升机。 33 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 直升机的诞生 俄国人Б. 尤利耶夫提出用尾桨来平衡 反扭矩的方案，并于1911年制造出了验证 机。直到现在，使用这种方案的直升机占 总数的95%以上。 第一架可正常操纵的载人直升机、德国 的Fa-61于1936年6月26日试飞成功。 伴随新技术的直升机实用化。 34 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 直升机的分代（1） 60年代前第一代，代表机型米-4和贝尔- 47，最大速度200km/h，噪声水平高。 第二代直升机，70年代中期前，代表机型 米-8、“超黄蜂”等最大速度250km/h，噪声有 所下降。 35 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 直升机的分代（2） 第三代直升机，包括“海豚”、 “黑鹰”和“阿 帕奇”，出现在90年代前，最大飞行速度达到 300km/h，噪声进一步得到控制。 此后第四代直升机，飞行速度超过 300km/h，噪声得到了较好控制，如北约组织 的NH-90和美国的“科曼奇”。 36 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 航天器发展概况 运载火箭是航天器发展的基础。 19世纪末到20世纪初，俄国的K. 齐 奥尔科夫斯基首次阐述了利用多级火箭 克服地球引力实现宇宙航行的构想。 7 37 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 航天器的理论基础 美国的R. 戈达德建立了火箭运动的基本 数学原理，导出火箭脱离地球引力所需的第 一宇宙速度，他是液体火箭的创始人。 H. 奥伯特，提出空间火箭点火的理论和 脱离地球引力的方法，主持设计了火箭发动 机，开创了欧洲火箭的先河。 38 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 作为里程碑的V-2火箭 德国的W. von 布劳恩领导研制成功V-2火 箭，它在技术上使人类的飞天梦向前迈进了 一大步，成为现代大型火箭的鼻祖，构筑了 航天史上的重要里程碑。 第二次世界大战结束以后，前苏联和美国 都通过仿制V-2火箭建立自己的火箭和导弹工 业。 39 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第一颗人造卫星的问世 1957年10月4日，世界上第一颗人造地 球卫星从前苏联的领土上成功发射，一个 月后，前苏联又宣称，载着一只小狗的第 二颗人造地球卫星发射成功。 1958年1月31日，美国用布劳恩设计的 “丘比特C”火箭把该国第一颗人造地球卫星 “探险者1号”送进了太空。之后，法国、日 本、中国、英国、欧洲空间局和印度，都 用自己的火箭成功发射卫星。 40 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 空间探测的高潮 1958年起，人类就开始了空间探测活动。 探测活动由月球开始，然后拓展到太阳系的 各个行星和卫星。1958年开始的18年间，前 苏联和美国共向月球发射了81个探测器，成 功了59个。 “勇气”号和“机遇”号火星车，分别于2004 年1月4日和25日成功降落到火星表面。 2012年8月 “好奇号”火星车 41 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 载人航天的发展 1961年4月12日，前苏联航天员加加林乘坐 “东方”1号载人飞船实现轨道飞行。 1971年4月19日，前苏联发射第一个“礼炮” 号空间站；1986年2月20日，发射了第三代“和 平”号空间站。 1969年7月20日，“阿波罗”11号飞船首次把 两名航天员N. 阿姆斯特朗和A. 奥尔德林送上 了月球表面。我的一小步，是人类的一大步 42 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 航天飞机的兴衰（1） 1981年4月12日，第一架航天飞机“哥伦 比亚”号试飞成功，随后成功研制了“挑战 者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进” 号共5架航天飞机。 1986年1月28日，“挑战者”号航天飞机 在起飞后爆炸，7名航天员全部遇难。这 次事件导致美国航天飞机停飞32个月。 8 43 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 航天飞机的兴衰（2） 2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航 天飞机在返航途中坠毁。机组7名成员全 部遇难。 前苏联于1988年11月15日成功发射了 “暴风雪”号航天飞机，但最终由于政治和 经济原因载人飞行计划被无限期搁置。 44 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 永久性空间站的发展 俄罗斯的C. 阿夫杰耶夫3次进入“和平”号空 间站工作，累计747天。俄罗斯航天员B. 波利 亚科夫在“和平”号空间站上一次工作长达438 天。 美、俄、加、日、巴西及11个欧洲空间局 成员国共16个国家建设“国际空间站”，其总质 量约400吨，2007年建成。 45 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 火箭和导弹发展概况 中国是原始火箭的故乡。 1934年12月，在德国试验成功了A-2火 箭作战型A-4火箭，即V-2弹道导弹。在布 劳恩的精心组织下，1942年10月3日首次试 射成功。该弹重13 000kg，射程320km，弹 道高度达100km，携带1 000kg的战斗部。 46 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 运载火箭的发展 初期运载火箭主要用于低轨道航天器发射： “东方”号、“大力神-2”、“长征”二号等。 用于发射高地球轨道航天器的运载火箭， 特点为采用三级火箭：“宇宙神-阿金纳”、“阿 丽亚娜”、“质子”号、“长征”三号等。 捆绑技术的应用使火箭的发射有效载荷更 大：“H-Ⅱ”、“阿丽亚娜4”、“能源”号、“长征” 2号F等。 47 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 弹道导弹的特点 弹道导弹发射后，除开始的一小段有动力 飞行并对其弹道进行制导外，其余全部沿着 只受地球重力作用的椭圆轨道飞行。 弹道导弹的飞行特点：主要飞行段在大气 层外，最后再入大气层攻击目标。 弹道导弹的发展，“三位一体”核战略的形 成。 48 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 有翼战术导弹 有翼战术导弹能进行机动飞行，包括地空 导弹、空空导弹、空地导弹等。 空空导弹的特点和发展，美国AIM9系列导 弹。 类似飞机的飞行武器——巡航导弹，美国 “战斧”巡航导弹 9 49 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 航空航天在国防和经济建 设中的地位与作用 航空航天的发展与军事应用联系紧密，相 互促进。 航空航天领域取得的巨大成就，已对国民 经济的众多部门产生了重大影响。 航空航天产业已成为部分 发达国家经济的重要组成部分。 50 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.4 我国的航空航天工业 灿烂的中国古代文化与其他国家的古代 文明一起，共同孕育了现代航空航天技术的 萌芽。 新中国成立后，我国的航空航天工业经 过半个多世纪的努力，基本建成了完整的航 空航天工业体系。 我国的航空航天工业已进入了一个新的 发展时期。 51 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.4.1 我国的航空工业 航空工业已成为我国国民经济中技术 密集、基础雄厚的新兴产业之一。 我国航空工业的产品主要有军用飞机、 民用飞机、战术导弹、航空发动机、机 载设备和以各种机动车为主的民用产品。 52 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 军用飞机 在抗美援朝战争中靠维修起家的中国航 空工业。 1953年防治成功前苏联雅克-18初级教 练机，国内命名为初教5。 新中国自行设计并研制成功的第一架飞 机是歼教一，于1958年7月26日首飞。 53 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 我国自行设计制造并投入成批生产和大量 装备部队的第一种飞机是初教六 ，于1958年 8月27日首飞成功。 我国第一架喷气式战斗机是歼五型飞机， 仿制于前苏联米格-17，1956年7月19日首飞。 歼六歼击机飞机是我国第一代超音速战斗 机，于1958年12月17日首飞。 54 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 强五飞机是我国在歼六基础上自行设计制造 的强击机，于1965年6月4日首飞。 歼七歼击机仿制于前苏联米格-21，于1966 年1月17日首飞成功。 歼七的各种改进型机。J-7III、J-7M（MG）、 J-7E（EB）、J-7G（GB）等。 10 55 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 轰六是我国仿制前苏联图-16研制的高亚 声速中型轰炸机，1968年12月24日首飞 水轰五飞机是我国自行研制的第一代水 上轰炸机于1976年4月3日首次水面起降试 飞成功。 歼八歼击机是我国自行设计制造的战斗 机，于1969年7月5日首飞。 56 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 在歼8基础上改进的歼8II，于1984年6月 12日首飞。 歼轰7“飞豹”是我国研制的第一种歼击轰 炸机，于1988年12月14日首飞。 K-8是中国和巴基斯坦联合研制的串列双 座教练机，于1990年11月21日首飞。 57 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 民用飞机 运五飞机是新中国制造的第一架小型运输 机，仿制于前苏联安-2，于1957年12月10日首 飞成功。 “北京一号”是新中国自行研制的第一架轻型 旅客机，于1958年9月24日首飞成功。 运七是我国仿制前苏联安-24研制的支线客 机，1970年12月25日首飞成功。 58 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 我国仿制前苏联安-12设计制造了运八中型 运输机，于1974年12月25日首飞成功。此后在 此基础上研制了多种改型。 我国自行设计制造了小型多用途飞机运十 一和运十二。运十一于1975年12月30日首飞， 运十二于1982年7月14日首飞。 59 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1970年8月，我国开始自行研制大型喷气客机 运十，于1980年9月26日首飞成功。 我国在运七基本型基础上研制了“新舟60”涡 轮螺旋桨支线客机，于1993年12月26日首飞。 我国第一架拥有自主知识产权、适用于私人 商务活动的轻型飞机“小鹰-500”于2003年10月26 日首飞成功。 60 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 我国与美国合作生产MD-82等大型客机，共 生产了35架，其中10架返销美国。还承担了波 音、空中客车多种型号客机的零部件生产工作。 我国最新研制的ARJ21型涡轮风扇支线客机 将于2008年首飞并交付用户。 11 61 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 直升机 我国第一架直升机直五于1958年12月14日首 飞成功，三年后设计定型。 直八是我国仿制法国SA321研制的第二代大型 直升机，于1985年12月11日首飞成功。 1980年，我国引进法国AS365N“海豚”直升机 专利生产直九直升机。于1992年1月16日，国产 化的首架直九首飞成功。 62 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 直十一轻型直升机是我国第一种自行设 计制造并拥有自主知识产权的直升机。 1996年12月26日首飞成功。 北京航空航天大学研制成功了海鸥型无 人驾驶直升机、蜜蜂16型共轴式单座直升 机、蜜蜂18型无人驾驶直升机。 63 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.4.1 我国的航天工业 新中国的航天工业起步于1956年。 “两弹一星”工程辉煌和40多年来，我 国在航天领域取得的巨大成就。 航天工业为我国的国防建设做出了巨 大的贡献。 64 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 导弹武器 1956年10月8日，我国第一个导弹研究院， 即国防部第五研究院正式成立。 1958年9月22日，北京航空学院师生研制的 我国第一枚探空火箭——“北京二号”BJ-2S型固 体火箭发射成功。 我国研制了一系列近程、远程及洲际导 弹，并掌握着可用于实战的核导弹。 65 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1982年10月12日，我国常规动力潜艇成功 地从水下发射了我国第一枚固体推进剂战略导 弹。 经过40多年的努力，我国已经研制出能在 不同高度、不同作战场合打击来犯之敌的多种 防空导弹。 我国的反舰导弹和巡航导弹的研究和开发 也有重大成果。 66 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 运载火箭 我国的运载火箭用“长征”命名。 长征系列运载火箭的研制遵循基本型和 系列化的原则，尽可能采用成熟技术，力求 性能先进、技术可靠、成本低廉。 长征系列运载火箭的具体型号。 12 67 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 人造地球卫星 我国于1970年4月24日成功发射了第一枚人 造卫星东方红一号。 我国的通信卫星通称“东方红”系列，气象卫 星称为“风云”系列。 我国生产的人造卫星遍布了低、中、高所有 的卫星轨道，并形成了小批量生产的能力，构 筑了水平较高、功能配套的应用卫星研制体系。 68 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 载人航天 1971年，我国开始“714工程”，计划研制能 载2名航天员的“曙光号”飞船。该项工程于 1975年由中央决定下马。 1986年3月，我国《高技术研究发展计划 纲要把载人航天技术的预先研究工作列为重 点发展项目。 1992年9月21日，中共中央十三届政治局 常委会第195次会议，批准了中央军委《关于 开展我国载人飞船工程研制的请示》。 69 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1999年11月20日6时30分， “神舟”一号试验 飞船发射试验成功。 2001年1月10日，“神舟”二号试验飞船发射 成功。 2002年3月25日，“神舟”三号发射成功。 2002年12月30日，“神舟”四号试验飞船发射 成功。 70 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2003年10月15日，“神舟”五号发射发射成 功，中国第一位航天员杨利伟，乘坐这艘飞船 进入太空，实现了中国人几千年来的飞天梦。 2005年10月12日，“神舟”六号飞船发射成 功，搭载聂海胜、费俊龙两名航天员在太空生 活了5天时间。 2008年 神舟7号 翟志刚 宇航员出仓活动。从“神舟” 七号开始，我国进入载人航天二期工程。将陆续实 现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标。 2011年11月 神舟8号 与 天宫一号实现对接 71 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2012.6.16 神舟9号发射 „ 景海鹏 刘旺 刘洋 首次进入天宫一号空 间实验室 „ 6月24日实现 手动交会对接 „ 2012.6.29 返回地球 72 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 探月工程 我国在2003年启动了名为 “嫦娥 工程”的月球探测计划。 整个计划计划分三个阶段实施， 并在20年左右的时间内完成。 嫦娥1号 嫦娥2号 13 73 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.5航空航天技术现状及未来发 展趋势 1.5.1航空航天技术现状 航空航天是综合性很强的高新技术。21世 纪的航空航天技术更加受到人们的关注，在国 防和国民经济中的低位将越来越重要。 74 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.航空技术现状 （1）先进战斗机 目前，喷气式战斗机已经发展了四代。第四 代战斗机的典型代表是美国的F-22，俄罗斯也在类 似战斗机的研制。其他的先进战斗机还有英国、德 国、意大利和西班牙联合研制的EF-2000欧洲战斗 机、法国的“阵风”和瑞典的JAS.39。 F-22战斗机和研制中的F-35战斗机的技术特 征反映了当前先进的航空技术水平。 75 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 （2）第四代战斗机的先进技术特征 ¾隐身技术，又称低可探测技术或目标特征探测技术。 目前，发展中的隐身技术主要有五个方面。 第一，降低雷达波特征。 第二，降低红外辐射特征。 第三，降低可见光特征。 第四，降低声学特征。 第五，降低电子探测特征。 ¾超声速巡航 ¾超视距作战 ¾短距起降多 ¾目标跟踪、攻击 76 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 （3）隐身飞机 飞机的隐身能力指飞机在飞行中具有不易被敌 方探测器发现的能力，即飞机具有不易被雷达、红 外、可见光和声波等探测到的能力。 雷达散射截面（Radar Cross Section，RCS） 是衡量飞机雷达隐身能力的指标。通俗地讲，RCS 是指目标在雷达波的照射下所产生的回波强度的大 小，单位为㎡ 。 美国的隐身战斗轰炸机F-117A，外形是完全 按照隐身要求设置的，其机翼、机身用特殊的多面 体连接并融合成一体，这样可以将雷达波以各种角 度向飞机上半球的天空反射。 77 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.航天技术现状 为军事服务，是空间大国航天活动的主旋律。 军用卫星系统在为战略决策服务的同时，也为武 器装备和作战部队提供各种通信广播、侦查监视、 导航定位等支持。侦查卫星占军用卫星总数的 60%，它不仅是大规模战略侦查的重要手段，而且 正在把触角逐步伸向战役、战术范围。 美国的KH-12“锁眼”12号数字图像传输侦查卫 星，采用先进的CCD可见光相机，地面分辨率达到 0.1米， 有“极限轨道平台”之称。如图所示为地面 分辨率为1m的美国IKONOS商用卫星拍摄的照片。 78 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 ¾军用通信卫星能够为海、陆、空军等各类用户提 供迅速、准确、保密、稳定的通信保障，从而为建 立三军通用的自动化指挥系统创造条件。 ¾导航卫星可以为水面舰船、水下潜艇、空中飞机 以及导弹等调整目标和为地面部队提供精确的定位 数据，被称为“三军指南”。 ¾气象卫星可以比较准确第预报全球或局部地区的 气象情况，为定制作战计划提供更充分的依据。 ¾测地卫星可以准确地测出各种打击目标的地理位 置，从而提高战略武器的命中精度。 ¾载人航天系统包括三大部分：轨道基础设施、地 面基础设施和天地往返运输系统。 14 79 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 1.5.2航空航天技术的未来发展趋势 （1）先进战斗机 F-22和F-35代表了未来先进战斗机的技术发展 方向。 （2）无人驾驶侦察与作战飞机 无人驾驶飞机（UAV）具有重量轻、尺寸小、成 本低机动性高和隐蔽性好等特点，适宜于在高 危险区域执行任务，以降低飞行员的生命危险。 如图为美国的“全球鹰”战略无人侦察机。 80 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 （3）大型和超声速运输机 A380大型运输机 81 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 （4）空天飞机 空天飞机是一种既能在大气层飞行，又能在外 层空间航行的水平起降飞行器。 （5）微型航空器 微型航空器（MAV）是一种适合于排或者排以下 战斗单位的新式武器装备，满足未来野外分散 部队和城区作战的需要。 （6）新概念和特种航空器 82 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.航空科学技术的未来发展趋势 （1）空气动力学 （2）推进技术 （3）材料和结构 （4）航空电子与控制 （5）总体综合设计 （6）其他 83 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 3.航天技术的发展趋势 （1）运载火箭 （2）人造地球卫星 （3）载人航天 未来的载人航天将分四步走。 第一步在2005-2006年建造成“阿尔法”国际空间站。 第二步建立空间基地。 第三步建立月球基地。 第四步载人火星飞行。 （4）空间天文探测 84 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第二章 飞行环境及飞行原理 2.1 飞行环境 2.2 流动气体的基本规律 2.2 流动气体的基本规律 2.3 作用在飞机上的空气动力 2.4 高速飞机的特点 2.5 飞机飞行性能及稳定性和操纵性 2.6 直升机的飞行原理 2.7 航天器飞行原理 15 85 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第3页 2.1.1 大气环境 根据大气中温度随高 度的变化可将大气层 划分为对流层、平流 层、中间层、热层和 散逸层。 2.1 飞行环境 86 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第4页 1、对流层 大气中最低的一层，特点是其温度随高度增 加而逐渐降低（0 ～18公里） 2、平流层 位于对流层的上面，特点是该层中的大气主 要是水平方向流动，没有上下对流。（18～50公里） 3、中间层 中间层为离地球50到80公里的一层。在该层内，气 温随高度升高而下降，且空气有相当强烈的铅垂方 向的运动. 87 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 4、热层 该层空气密度极小，由于空气直接受到 太阳短波辐射，空气处于高度电离状态，温 度又随高度增加而上升。（80～800公里） 5、散逸层 散逸层是大气层的最外层。在此层内， 空气极其稀薄，又远离地面，受地球引力很 小，因而大气分子不断向星际空间逃逸。 88 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.1.2 空间环境 空间飞行环境主要是指真空、电磁辐射、高能 粒子辐射、等离子和微流星体等所形成的飞行 环境。（空间飞行器处于地球磁场之外，因此 容易受到太阳风等因素的影响） 89 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.1.3 国际标准大气 为了准确描述飞行器的飞行性能，必须 建立一个统一的标准，即标准大气。目前我国所采用的 国际标准大气，是一种“模式大气”。国际标准大气表。 国际标准大气定义： 大气被看成完全气体，服从气体的状态方程，以海平面 的高度为0，在海平面上，大气的标准状态为，气温15 度，压强为一个标准大气压，密度为1.225KG/m平方， 声速为341m/s、 90 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第9页 2.1.4 大气的物理性质 1、大气的状态参数和状态方程 大气的状态参数是指压强P、温度T 和密度 ρ 这三个参数。它们之间的关系 可以用气体状态方程表示，即 P = ρ RT R为大气常数287.05J/kg.K 16 91 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 3、粘性 大气的粘性力是相邻大气层之间相互运动 时产生的牵扯作用力，即大气相邻流动层间出 现滑动时产生的摩擦力，也叫做大气的内摩擦 力。 2、连续性 在研究飞行器和大气之间的相对运动时，气体分 子之间的距离完全可以忽略不计，即把气体看 成是连续的介质。这就是在空气动力学研究中 常说的连续性假设。在外层空间的，航天器大 气就不能看成连续的。 92 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 粘性与摩擦阻力 大气流过物体时产生的摩擦阻力是与大 气的粘性有关系的。因此飞机飞行时所产生 的摩擦阻力与大气的粘性也有很大关系。 理想流体 通常把不考虑粘性的流体（即流体内摩 擦系数趋于零的流体）称为理想流体或无粘 流体。 93 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 4、可压缩性 流体是气体（如空气）和液体（如水）的 统称。 流体可压缩性是指流体的压强改变时其密 度和体积也改变的性质。 当气流速度较小时，压强和密度变化很 小，可以不考虑大气可压缩性的影响。但当大 气流动的速度较高时，压强和速度的变化很明 显，就必须考虑大气可压缩性。 一般认为液体是不可压缩的，气体是可压缩的 94 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 5、声速 声速是指声波在物体中传播的速度。 声速的大小和传播介质有关。在水中的声速大 约为1440米/秒；而在海平面标准状态下，在空气 中的声速仅为341米/秒(1227公里/小时）。由此 可知介质的可压缩性越大，声速越小（如空 气）；介质的可压缩性越小，声速越大（如水）。 95 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 6、马赫数 马赫数Ma的定义为： 式中v表示在一定高度下 飞行器的飞行速度，a则表示 该处的声速。 飞行器飞行速度越大，Ma 就越大，飞行器前面的空气 就压缩得越厉害。因此，Ma 的大小可作为判断空气受到 压缩程度的指标。 v a Ma = 96 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 Ma与飞行器飞行速度的关系 Ma<0.4, 0.45.0， 为低速飞行； 为亚声速飞行； 为跨声速飞行； 为超声速飞行； 为高超声速飞行。 17 97 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 全一样。这就是飞机相 对运动原理。 风洞实验 2.2 流动气体的基本规律 2.2.1 相对运动原理 飞机以一定速度作 水平直线飞行时，作用 在飞机上的空气动力与 远前方空气以该速度流 向静止不动的飞机时所 产生的空气动力效果完 98 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.2.2 质量守恒与连续方程 取横截面1，2，3，假设在流管中流动的 流体质量既不会穿越流管流出，也不会有其它 流体质量穿越流面流入，则通过流管各截面的 质量流量必须相等。 v1 v2 99 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第20页 1 在单位时间内，流过变截面管道中任意 截面处的气体质量都应相等，即 ρ1vA1 = ρ2 v2 A2 = ρ3v3 A3 = 常数 该式称为可压缩流体沿管道流动的连续 性方程。 当气体以低速流动时，可以认为气体是不 可压缩的，即密度保持不变。则上式可以写成 v1A1 = v2 A 2 = v3A3 = 常数 该式成为不可压缩流体沿管道流动 的连续性方程。 100 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 连续性方程的物理意义 它表述了流体的流速与流管截面积之间 的关系。也就是说在截面积小的地方流速 大，截面积大的地方流速小。 例如在河道窄的地方，水流得比较快； 而在河道宽的地方，水流得比较慢。 101 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 102 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 伯努利定理的物理意义 上式就是不可压缩流体的伯努利方 程，它表示流速与静压之间的关系，即流 体流速增加，流体静压将减小；反之，流 动速度减小，流体静压将增加。 18 103 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第24页 由连续性定理和伯努利方程可知，流 体在变截面管道中流动时，凡是截面积小 的地方，流速就大，压强就小；凡是截面 积大的地方，流速就小，压强就大。 104 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.2.4 低速气流的流动特点 当管道收缩时,气流速度将增加，压力将减小； 当管道扩张时,气流速度将减小，压力将增加。 105 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.2.5 高速气流的流动特点 超音速气流在变截面管道中的流动情况，与低 速气流相反，收缩管道将使超音速气流减速、增 压；而扩张形管道将使超音速气流增速、减压。 106 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.3 作用在飞机上的空气动力 107 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第28页 2.3.1 平板上的空气动力 2.3.2 机翼升力和增升装置 1、什么是翼型 “翼型”是指沿平行于飞机对称平面的切 平面切割机翼所得到的剖面。 108 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2、什么是翼弦和迎角 翼型最前端的点叫“前缘”，最后端的点叫“后缘”。 前缘和后缘之 间的连线叫翼弦。 翼弦与相对气 流速度之间的夹角 叫迎角。 19 109 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 由于翼型作用当 气流流过翼面时， 流动通道变窄，气 流速度增大，压强 降低；相反下翼面 处流动通道变宽， 气流速度减小，压 强增大。上下翼面 之间形成了一个压 强差从而产生了一 个向上的升力。 3、升力的产生 110 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 4、影响飞机升力的因素 （1）机翼面积的影响 机翼面积越大，则产生的升力就越大。 （2）相对速度的影响 相对速度越大，机翼产生的升力就越大。 （3）空气密度的影响 空气密度越大，升力也就越大，反之当空 气稀薄时，升力就变小了。 111 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 （4）机翼剖面形状和翼迎角的影响 机翼上产生升力的大小与机翼剖面形状 有很大关系。在一定迎角范围内，随着迎角 的增大，升力也会随之增大。当迎角超出此 范围而继续增大时，则会产生失速现象。 112 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 S 机翼面积 113 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 升力公式 翼型和迎角对升力的影响可以通过升 力系数Cy表现出来。 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 以上因素的影 响，升力的公式可写成： 1 2 2 114 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 5、增升装置 飞机的增生 装置通常安装在 机翼的前缘和后 缘位置。安装在 机翼后缘的增生 装置叫后缘襟翼。 右图为后缘襟翼 示意动画。 20 115 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 第35页 增升措施 （1）适当增大迎角； （2）改变机翼剖面形状，增大机翼弯度； （3）增大机翼面积； （4）控制机翼上的附面层，延缓气流分离 116 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2.3.3 飞机阻力的产生 及减阻措施 1、摩擦阻力 摩擦阻力是由于大气的粘性而产生的。当气 流以一定速度流过飞机表面时，由于气流的粘性 作用。空气微团与飞机表面发生摩擦，阻滞了气 流的流动，因此产生了摩擦阻力。 减小摩擦阻力的措施 摩擦阻力的大小取决于空气的粘性，飞机表面的粗糙 程度和飞机的表面积大小等因素。为了减小摩擦阻 力，应在这些方面采取必要的措施。 117 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课表查询、教师查询 2、压差阻力 在翼型前后由于压强差所产生的阻力称为压差阻力。 减小压差阻力的办法是应尽量减小飞机的最大迎风面积， 并对飞机各部件进行整流，做成流线形。 118 西电导航 http://www.xidian.cc 西电网站、西电时间、课