1、飞机的飞行原理第一章 空气动力学基础知识一、空气的物理参数二、空气的物理性质三、大气分层四、国际标准大气五、气流特性l 空气也叫 “大气 ”，包围地球的空气层也叫大气层。空气是一种无色、无味、无臭的混合性气体，是由不同成分的气体分子所组成的，主要成分为氮、氧、二氧化碳、氢、氩、氖、氦等，其中主要为氮和氧。l 空气按体积计算，氮约占总体积的78，氧约占总体积的 21。空气按质量计算，氮约占总质量的 76.5，氧约占总质量的 23.1。空气是飞机的飞行介质。随着高度的增加，空气的密度、温度、压力、音速和空气的物理参数和性质也随着变化，影响着飞机飞行中的空气动力性能、发动机的工作状态、飞机的机体结构
2、连接间隙的变化和飞机的座舱环境的控制等 。基于上述原因，在讨论飞机的飞行原理之前，首先要对空气的物理参数和基本性质、大气的分层和国际标准大气、气流特性及气流流动的基本规律、附面层等有所了解，作为了解和掌握飞机飞行原理的基础。一、空气的物理参数l 空气的密度、温度和压力是确定空气状态的三个主要参数，飞机空气动力的大小和飞机飞行性能的好坏，都与这三个参数有关。 l 1、空气的密度l 空气的密度是指单位体积内空气的质量，取决于空气分子数的多少。即： m/Vl 公式中： 为空气的密度，单位是 “ 千克 /米 3 ”； m为空气的质量，单位是 “ 千克 ”； V为空气的体积，单位是 “ 米 3 ”。l
3、空气的密度大，说明单位体积内空气的分子数多，我们称为空气稠密；空气的密度小，说明单位体积内空气的分子数少，我们称为空气稀薄 。2、空气的温度l 空气的温度是指空气的冷热程度。空气温度的高低表明空气分子作不规则热运动平均速度的大小。l 空气温度的高低可以用温度表（计）来测量。l 空气的温度一般用 “ t ”来表示。我国和世界上大多数国家通常采用的是摄氏温度，单位用摄氏度（ ）表示。西方的一些国家和地区采用的是华氏温度，单位用华氏度（ ）表示。摄氏温度（ ）和华氏温度（ ）可以用下式进行换算：l 9 / 5 十 32 ( 32)5/9l 例如： 0 为 32 ； 15 为 59 。工程计算中经常采
4、用 “绝对温度 ”的概念，用 “ T ”表示，单位用开氏度（ K） 表示。当空气分子停止不规则的热运动时，即分子的运动速度为零时，我们把这时的温度作为绝对温度的零度。绝对温度（ T） 与 摄氏温度（ t ） 之间的关系可以用下列公式进行换算：T t 273绝对温度的 0 K等于摄氏温度 273 3、空气的压力空气的压力（也称气压）是指空气的压强，即单位面积上所承受空气垂直方向的作用力。压力的单位：1）工程单位：公斤 /米 2或公斤 /厘 米 22）国际单位：帕斯卡 (Pa： 牛顿 /米 2)、大气压 ：1大气压 10.13 x 104 Pa 3）水银柱高：毫米水银柱高（ mmHg）在海平面上（
5、 H 0）：1大气压 760 mmHg 10.13牛顿 /厘 米 24、空气的密度、温度、压力之间的关系l 1)空气密度与温度的关系l 瘪了的兵兵球放在热水里一烫，又会鼓圆起来，这表明一定质量的空气，如果保持压力不变，当温度增高对，会引起空气膨胀，体积变大，使密度减小；相反，温度降低时，空气体积变小，密度增大。物质的 “热胀冷缩 ”就是这个原理。l 2）空气压力和温度的关系l 一定质量的气体，如保持体积 (或密度 )不变，温度升高时，压力会增大，比如炎热的夏天，打足了气的自行车车胎容易爆破；又如机务维修外场规定，冷气瓶充满压缩空气后，不能在外场爆晒，以防止爆炸，就是这个道理。l 3）空气密度与压力的关系l 用力压皮球，皮球会瘪下去，这表明一定质量的空气，如果保持温度不变，当压力增大时，会使体积缩小，密度就会增大；相反，当压力减少时，密度也随之减少。l 4）气体状态方程式l 气体压力、密度、温度三者间的变化关系，可以用气体状态方程式 (简称气态方程式 )表示：l P = R Tl 公式中： R为气体常数，是一个有量刚的常数，其含义是指在等压的情况下，温度每升高 1K时， 1千克的气体膨胀所做的功。在海平面上，空气的气体常数 R 287 06 (焦尔千克 K)。 二、空气的物理性质l 1、空气的粘性
