模拟飞行基础教程.docx

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模拟飞行基础教程

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。