航空航天技术概论知识点及题.doc

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第一章

1.什么是航空？

什么是航天？

航空与航天有何联系？

答：

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；航天不同于航空，航天器是在极高的真空宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。

但航天器的发射和回收都要经过大气层，这就使航空航天之间颤声了必然的联系。

尤其是水平降落的航天飞机和研究中的水平起降的空天飞机，它们的起飞和着陆过程与飞机的非常相似，兼有航空和航天的特点。

航空航天一词，既蕴藏了进行航空航天活动必须的科学，又饱含了研制航空航天飞行器所涉及的各种技术。

从科学技术的角度看，航空与航天之间是紧密联系的。

2.飞行器是如何分类的？

按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同，可以把飞行器分成三类：

航空器、航天器、火箭和导弹。

3.航空器是怎么分类的？

各类航空器又如何细分？

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；轻于空气的航空器包括气球和飞艇。

重于空气的航空器有固定翼航空器、旋翼航空器、扑翼机和倾转旋翼机。

固定翼航空器又分为飞机和滑翔机。

旋翼航空器又分为直升机和旋翼机。

4.航天器是怎么分类的？

各类航天器又如何细分？

1航天器分为无人航天器和载人航天器；2无人航天器可分为空间探测器和人造地球卫星，人造地球卫星按照卫星的用途，可分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。

空间探测器又可分为月球探测器、行星和行星际探测器载人航天器可分为载人飞船、空间站、航天飞机和空天飞机。

5.在发明飞机的进程中，要使飞机能够成功飞行，必须先解决的问题是什么？

要先解决飞机动操纵稳点性问题。

6.战斗机是如何分代的？

各代战斗机的的典型技术特征是什么？

共四代。

第一代超音速战斗机其中的典型型号有美国的F-100和苏联的米格-19。

其主要特征为高亚声速或低超声速、后掠翼、装涡喷发动机、带航炮和空空火箭，后期装备第一代空空导弹和机载雷达。

第二代战斗机几年后，一批两倍声速的战斗机相继出现，它们后来被称为第二代战斗机，其中最著名的飞机有苏联的米格-21和美国的F-104、F-4、F-5。

第二代战斗机于20世纪60年代装备部队，采用小展弦比薄机翼和带加力的涡喷发动机，飞行速度达到2倍声速，用第二代空空导弹取代了空空火箭和第一代空空导弹，配装有晶体管雷达的火控系统。

第三代战斗机一般采用边条翼、前缘襟翼、翼身融合等先进气动布局以及电传操纵和主动控制技术，装涡轮风扇发动机，具有高的亚声速机动性，配备多管速射航炮和先进的中距和近距格斗导弹，一般装有脉冲多普勒雷达和全天候火控系统，具有多目标跟踪和攻击能力，平视显示器和多功能显示器为主要的座舱仪表。

第三代战斗机在突出中、低空机动性的同时，可靠性、维修性和战斗生存性得到很大改善第四代战斗机的主要基本技术特征为：

采用翼身融合体和具备隐身能力的空气动力布局；机体结构的复合材料使用比例在30％以上；安装带二元喷管、推重比10一级的推力矢量航空发动机，飞机的起飞推重比超过1.0；采用综合航空电子系统，机载火控雷达能同时跟踪和攻击多个空中目标，主要机载武器为可大离轴发射或发射后不管的超视距攻击空空导弹。

到目前为止，只有美国的F-22战斗机完全具备上述能力//归纳起来，第四代战斗机应具备隐身能力、超声速巡航能力、高机动性、短距起降和超视距多目标攻击能力等先进的战术技术性能。

7.载人航天的工具或方式有哪几种？

他们之间有什么区别？

载人飞船和航天飞机是实现载人航天的主要工具。

前者单次使用，后者重复使用；前者容量小，后者容量大。

8.巡航导弹和弹道导弹有什么不同？

弹道出大气层，巡航不出；弹道适合打击远距离目标（俗称洲际导弹），巡航打击距离近些（一般在一千公里以内）。

弹道打击战略目标，巡航打击精确目标；

9.我国运载火箭共有几个系列？

多少个型号？

各自有什么用途？

中国充分利用弹道导弹的研究成果和技术基础，成功地研制与使用了4种类别运载火箭：

“长征”1号三级火箭，可将约300公斤的人造卫星送入近地轨道；“长征”2号两级液体火箭，可将约2000公斤的人造卫星送入近地轨道；“长征”3号三级液体火箭，用于发射地球静止轨道卫星或近地轨道的大型航天器。

“长征”4号运载火箭，用于发射太阳同步轨道和极轨道卫星。

“长征”5号运载火箭，即将进入初样研制阶段。

长征五号将主要运载嫦娥卫星直接进入月球14个型号包括:

包括“长征”1号（CZ-1）、“长征”1号丁（CZ-1D）、“长征”2号（CZ-2）、“长征”2号丙（CZ-2C）、“长征”2号丙/改进型（CZ-2C/FP）、“长征”2号丁（CZ-2D）、“长征”2号E（CZ-2E）、“长征”2号F（CZ-2F）、“长征”3号（CZ-3）、“长征”3号甲（CZ-3A）、“长征”3号乙（CZ-3B）、“长征”3号丁（CZ-3C）、“长征”4号甲（CZ-4A）和“长征”4号乙（CZ-4B）。

第二章

1.大气可以分为哪几个层？

各有什么特点？

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。

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，空气对流运动极为明显。

对流层的厚度随纬度和季节而变化。

；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，能见度较好（18～50公里）；中间层在该层内，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。

（50～80公里）；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，温度随高度增加而上升。

（80～800公里）；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。

（800～2000、3000公里）

2.试说明大气的状态参数和状态方程。

大气的状态参数包括压强P、温度T和密度p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=prt

3.大气的物理性质有哪些？

大气的状态参数和状态方程、连续性、粘性（大气相邻流动层之间出现滑动时产生的摩擦力，也叫大气的内摩擦力）、可压缩性、声速、马赫数。

4.何谓声速？

声速的大小与什么有关？

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而且在同一介质中，也随温度的变化而变化。

5.何谓马赫数？

飞行速度是如何划分的？

声速越大，空气越难压缩；飞行速度越大，空气被压缩的越厉害。

要衡量空气被压缩程度的大小，可以把这两个因素结合起来，这就是我们通常说的马赫数。

马赫数Ma的定义为Ma=v/a。

Ma与飞行器飞行速度的关系Ma<0.4,为低速飞行；（空气不可压缩）0.45.0，为高超声速飞行。

6.什么是飞行相对运动原理？

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全一样。

7.试说明流体的连续性定理及其物理意义。

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p1v1a1=p2v2a2=p3v3a3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=v2a2该式称为不可压缩流体沿管道流动的连续性方程。

它表述了流体的流速与流管截面面积之间的关系。

也就是说在截面积小的地方流速大。

8.试说明伯努利定理及其物理意义。

伯努利定理是能量守恒定律在流体流动中的应用。

伯努利定理是描述流体在流动过程中流体压强和流速之间关系的流动规律。

在管道中稳定流动的不可压缩理想流体，在管道各处的流体动压和静压之和应始终保持不变即：

静压+动压=总压=常数,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a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。

9.低速气流有什么样的流动特点？

超声速气流有什么样的流动特点？

当管道收缩时,气流速度将增加，v2>v1，压力将减小，P2P1。

;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。

10.拉瓦尔喷管的工作原理是什么？

在亚声速气流中，随着流速的增大，流管截面面积必然减小;而在超声速气流中，随着流速增加，流管截面面积必然增大。

所以，要使气流由亚声速加速成超声速，除了沿气流流动方向有一定的压力差外，还应具有一定的管道形状，这就是先收缩后扩张的拉瓦尔喷管形状。

11.什么是翼型、前缘、后缘、迎角、翼弦？

“翼剖面”，也称“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。

翼型最前端的一点叫“前缘”，最后端的一点叫“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。

）

12.升力是怎么产生的？

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。

13.影响升力的因素有哪些？

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。

升力与相对速度的平方成正比。

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。

4）机翼剖面形状和迎角的影响。

不同的剖面和不同的迎角，会使机翼周围的气流流动状态（包括流速和压强）等发生变化，因而导致升力的改变。

翼型和迎角对升力的影响可以通过升力系数Cy表现出来。

14.升力和迎角有何关系？

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。

失速指的是随着迎角的增大，升力也随之增大，但当迎角增大到一定程度时，气流会从机翼前缘开始分离，尾部出现很大的涡流区，使升力突然下降，阻力迅速增大。

失速刚刚出现时的迎角称为“临界迎角”。

15.飞机的增升装置有哪些种类？

其原理是什么？

1）改变机翼剖面形状，增大机翼弯度；2）增大机翼面积；3）改变气流的流动状态，控制机翼上的附面层，延缓气流分离。

原理，飞机的升力与机翼面积、翼剖面的形状、迎角和气流相对流动速度等因素有关。

16.低速飞机在飞行中会产生哪些阻力？

其影响因素各是什么？

低速飞机上的阻力按其产生的原因不同可分为：

摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力等。

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。

摩擦阻力的大小取决于空气的粘性、飞机表面的粗糙程度、附面层中气流的流动情况和飞机的表面积大小等因素。

在翼型前后由于压强差所产生的阻力称为压差阻力。

压差阻力与物体的迎风面积有很大关系，物体的迎风面积越大，压差阻力也越大。

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。

诱导阻力是伴随着升力而产生的，这个由升力诱导而产生的阻力叫诱导阻力。

（气流经过翼型而产生向下的速度，称为下洗速度，该速度与升力方向相反，是产生诱导阻力的直接原因。

）诱导阻力与机翼的平面形状、翼剖面形状、展弦比等有关。

可以通过增大展弦比、选择适当的平面形状（如梯形机翼）、增加翼梢小翼等方法来减小诱导阻力。

干扰阻力就是飞机各部件组合到一起后由于气流的相对干扰而产生的一种额外阻力。

干扰阻力和气流不同部件之间的相对位置有关。

在设计时要妥善考虑和安排各部件相对位置，必要时在这些部件之间加装整流罩，使连接处圆滑过渡，尽量减少部件之间的相互干扰。

（自己总结）在高速飞机上，除了这几种阻力外，