模拟飞行基础教程1.docx
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模拟飞行基础教程1
该章节描述飞行中的部分力学问题和基础的操纵面做作.
1、飞行中的力
作用在飞机上的力大体可分为以上4种,具体说明如下:
1、升力:
产生:
由于机翼上弯下平,导致流过上部的气流需跨越更长的路程。
由气流的连续性定理可得,上部气流的速度要快于下部气流,否则就会产生湍流(失速就是由此产生)。
由伯努利定律(流场中流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大)得机翼下方的压强大于上方压强。
上下的压强差产生升力。
特点:
升力与迎角(翼弦与水平方向的夹角,注:
翼弦指翼型平行于机身纵轴的弦)、翼型(机翼形状,主要指弯度)及速度有关。
就迎角而言,在临界迎角之前,迎角越高升力越大。
就翼型而言,机翼弯度越大表面积越大,升力越大。
就速度而言,速度越快,升力越大。
2、重力:
产生:
地球对物体产生的竖直向下的力。
特点:
由飞机质量决定。
3、牵引力
产生:
发动机对空气施力过做功,使空气对飞机产生的作用力。
4、阻力
产生:
阻力有压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干扰阻力和激波阻力。
这里先介绍前三种。
压差阻力:
由迎风面和背风面压强差所产生的阻力(类似推一个被塞住针孔的注射器)。
摩擦阻力:
就是一般所说的滑动摩擦力。
诱导阻力:
由于空气对机翼产生了升力,所以机翼对空气有一个反作用力,这个力的作用使气流偏转。
偏转后的气流会进一步使升力的角度不再垂直于翼弦,而是向后偏一个相同的角度,升力在翼弦方向的分力就是诱导阻力。
升力越大,诱导阻力也越大。
干扰阻力:
各零件间气流发生干扰产生的阻力(以机翼和机身间的干扰阻力最大)。
2、飞机的旋转轴
3、飞机的基本操纵面
该图介绍了4种操纵面:
1、升降舵:
可上下偏转,使飞机绕Y轴做俯仰运动(模拟飞行中由方向键上下控制)。
2、副翼:
左右联动,左副翼向下偏,右侧则向上偏,反之亦然。
可让飞机绕X轴做滚转运动(模拟飞行中由方向键左右控制)。
3、方向舵:
可左右偏转,使飞机绕Z轴运动(模拟飞行中用摇杆的Z轴控制,键盘使用小键区的ENTER和0键)。
4、俯仰运动
(1)升降舵的运动。
当按下键盘下键或将摇杆向后拉时,升降舵会向上运动。
反之则向下运动。
该图为升降舵处于中位。
该图中升降舵上偏。
该图中升降舵下偏。
(2)、升降舵运动产生的俯仰运动:
这里仅举升降舵上偏的例子。
由于升降舵上偏,使气流对升降舵产生了垂直翼面向下的力,这个力产生了向下的力矩,使机尾以Y轴向下转动,同时也是机头向上转动。
由于迎角增大升力增大,所以在一定范围内,飞机会上升。
5、滚转运动:
(1)副翼的运动
当按下键盘左键或向左偏转摇杆时,左侧副翼会上偏,右侧会下偏,反之亦然。
以上是左偏的情况
以上是右偏的情况。
(2)副翼产生的滚转运动
仅以左转为例。
当左侧副翼上偏时,会受到气流施加的向下的力,从而使左侧机翼绕X轴向下偏转,右侧机翼向上偏转。
又由于升力是垂直于翼面的(仅指Y方向上),所以升力产生了向左的分力,使飞机向左做圆周运动,这就是飞机转弯的原理(偏航纠正以后再说,呵呵)。
需要注意的是,在转弯时没有改变升力大小却产生了分力,所以升力在竖直方向上的分力减小,飞机可能会掉高度。
顺便说一句,对于用键盘的同学,副翼可以用shift+5(小键区)回中,升降舵不行哈!
6、偏航运动
(1)方向舵的运动
按住小键区O键或向左扭摇杆,方向舵就会左偏。
按住小键区ENTER键或向右扭摇杆就会向右偏。
图中方向舵为中位。
图中方向舵左偏。
图中方向舵右偏。
(2)由方向舵产生的偏航运动。
仅以方向舵左偏为例。
当方向舵左偏时,舵面受空气施加的向右后方的压力,此压力产生力矩,使机尾绕Z轴向右旋转,同时机头也向左旋转,由于速度方向未改变,所以飞机会发生偏航(也叫侧滑)。
这个动作在风中校正航向和转弯时使消除不正常偏航时使用,需注意的是该动作不是飞机转弯的主要成因。
还要注意的一点是,该动作也会造成一定程度的滚转。
由于偏航时,左侧机翼相对气流速度减慢,右侧机翼加快,造成两侧机翼不对称,所以飞机会发生滚转。
本章完。
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