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[原创] 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新)

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发表于 2007-11-30 07:36:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


1)a) 一架飞机的所有发动机都失效了,为了滑翔更远一些有人提议把飞机上的两个日本人丢出去减轻飞机重量。您觉得怎样?
   b) 对于螺旋桨飞机,怎样让飞机在燃油一定的情况下飞的最远,怎样让飞机在燃油一定的情况下留空时间最长?
   c)对于喷气发动机飞机,怎样让飞机在燃油一定的情况下飞的最远,怎样让飞机在燃油一定的情况下留空时间最长?
2)在我们增加迎角(Angle of Attack)时,压力中心(Center of pressure)或者说升力的作用点会向前移动还是向后移动。

3)在踢足球时踢出的具有香蕉形弧线轨迹怎么用空气动力学来解释。

4)网球和高尔夫球的表面是不平滑的,从空气动力学角度想为什么不做成平滑的像乒乓球的表面(平滑表面更容易制作)。

5)为什么在飞机降落快要到地面时如果从飞机后面吹来一阵风对飞机有致命的危险。

6)我们在弹起发动机时对活塞发动机只说功率不说推力而对喷气发动机只说推力不说功率,为什么?

7)方向(Yaw)稳定性,俯仰(Pitch)稳定性,横向(Roll)稳定性。这些保证飞机能正常飞行的稳定性的大小是由什么来决定的。比如机翼后掠角增加方向和横向稳定性。其他还有很多请举例

8)飞机的重心位置对飞机的稳定性有什么影响

9)真实速度,表速度,等效速度,和地面速度之间有什么不同,有什么联系?

10)直升机的速度总有个限制,是什么让直升机不能飞的像固定翼飞机那么快?

11)一搬的民航飞机飞行在什么高度,    为什么不飞的更高或更低?

12)一般的民航飞机在起飞,降落和正常高度飞行时,机舱内的压力是受到严格监控的, 为什么?

13)比较飞机在起飞,巡航飞行和降落这三种状态下的阻力大小和升阻比的大小还有发动机的工作状态。

14)如果机场繁忙或降落环境恶略,到达的飞机需要在机场附近一定高度上盘旋等待。飞行员想要用一定量的燃油飞行更长时间,他靠控制什么来达到这个目标?

15)什么是荷兰滚和产生原因

16)航空器上使用的搭铁线的作用

17)GPS 有多少颗卫星在天上的多少个轨道里如何运转来为导航服务,我们最少需要几颗卫星来定位,这些卫星是由谁来控制和维护的?

18) 为什么有的天线是水平放的,有的天线是垂直放的。飞机上的那么多天线是怎样达到不互相干扰的?

19)雷达有多少种,是怎样工作的?

20)



先发这些。欢迎大家来一起讨论[s:28]

发现看过帖子的人不少,为什么没有人有兴趣回复。发这个帖子的目的只有一个就是让大家在讨论中学习。很欢迎大家说说自己对这个帖子的看法我好改进。谢谢
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发表于 2007-12-5 20:09:34 | 显示全部楼层
3)在踢足球时踢出的具有香蕉形弧线轨迹怎么用空气动力学来解释。
球在旋转中前进的话,空气相对于球向后运动,那自然球一侧顺气流而动,另一侧逆气流而动,逆的一侧气流就慢,顺的一侧气流就快,就有了一个压力差,这样就相当于一个力加在一个直线运动的物体上,就会有弧线的轨迹了。
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发表于 2007-11-30 22:59:30 | 显示全部楼层
可以分到不同的版块去啊
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发表于 2007-12-2 19:17:35 | 显示全部楼层
4)网球和高尔夫球的表面是不平滑的,从空气动力学角度想为什么不做成平滑的像乒乓球的表面(平滑表面更容易制作)。
这样可以减小压差阻力,虽然摩擦阻力有所增加,但相比之下压差阻力减少的更多,这样总的阻力就降了下来。
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 楼主| 发表于 2007-12-2 20:02:24 | 显示全部楼层
引用第2楼tyg181于2007-12-02 19:17发表的  :
4)网球和高尔夫球的表面是不平滑的,从空气动力学角度想为什么不做成平滑的像乒乓球的表面(平滑表面更容易制作)。
这样可以减小压差阻力,虽然摩擦阻力有所增加,但相比之下压差阻力减少的更多,这样总的阻力就降了下来。

我同意这位朋友的解释,但如果能再详细的说明为什么压差阻力减小更多就更完美了 呵呵。
在飞机上,机翼的表面是平滑的,但在有的机翼表面我们装了涡流发生器(vortex generator)来达到这种减小压差阻力这种效果的。

欢迎更多有兴趣的朋友来讨论指正
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 楼主| 发表于 2007-12-6 08:10:56 | 显示全部楼层
引用第4楼ladcwei于2007-12-05 20:09发表的  :
3)在踢足球时踢出的具有香蕉形弧线轨迹怎么用空气动力学来解释。
球在旋转中前进的话,空气相对于球向后运动,那自然球一侧顺气流而动,另一侧逆气流而动,逆的一侧气流就慢,顺的一侧气流就快,就有了一个压力差,这样就相当于一个力加在一个直线运动的物体上,就会有弧线的轨迹了。

类似的现象还有很多。比如打乒乓球时下旋,侧旋和拉球时由于空气动力原因对会相对改变球的运动轨迹。
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发表于 2007-12-11 15:33:14 | 显示全部楼层
太好了。 谢谢。已经拜读了
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发表于 2007-12-25 23:07:05 | 显示全部楼层
Re:一架飞机的所有发动机都失效了,为了滑翔更远一些有人提议把飞机上的两个美国人丢出去减轻飞机重量。您觉得怎样

我觉的有道理啊,减轻重量,滑翔的远(再加上丢的是米国人)

Re:一般的民航飞机在起飞,降落和正常高度飞行时,机舱内的压力是受到严格监控的, 为什么

应该是为乘客提供舒适的感觉,民航嘛。尤其是在高空,太高太低都不行

Re:为什么在飞机降落快要到地面时如果从飞机后面吹来一阵风对飞机有致命的危险

这个好象是侧风吧,后面的到无所谓,飞机在低速的操控性不好,稳定性不高(在航空知识上有一期介绍这方面的知识),具体我也不咋清楚,待回去查

我的回答也许有错,偶也是业余
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发表于 2007-12-25 23:13:50 | 显示全部楼层
4)网球和高尔夫球的表面是不平滑的,从空气动力学角度想为什么不做成平滑的像乒乓球的表面(平滑表面更容易制作)。
这样可以减小压差阻力,虽然摩擦阻力有所增加,但相比之下压差阻力减少的更多,这样总的阻力就降了下来。

这个好象有点道理,但网球和高尔夫球减少阻力没什么作用啊,又不要求越远越好,只是要求落点好控制,也许另有答案
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 楼主| 发表于 2007-12-27 13:10:49 | 显示全部楼层
引用第7楼bebop于2007-12-25 23:07发表的  :
Re:一架飞机的所有发动机都失效了,为了滑翔更远一些有人提议把飞机上的两个美国人丢出去减轻飞机重量。您觉得怎样

我觉的有道理啊,减轻重量,滑翔的远(再加上丢的是米国人)

Re:一般的民航飞机在起飞,降落和正常高度飞行时,机舱内的压力是受到严格监控的, 为什么
.......
关于把美国人丢出去的问题你答错了,飞机的重量不会影响滑翔距离。但如果把美国人丢出去可以让飞机在空中滑翔时间更久。呵呵
关于座舱压力的问题,你答对了一部分。压力控制可以让乘客舒适是真的。但还有很多其他原因  呵呵。
关于后面吹来得风对起飞降落飞机的影响你说无所谓就不对了,影响很大的甚至导致飞机坠毁 呵呵
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 楼主| 发表于 2007-12-27 13:15:18 | 显示全部楼层
引用第8楼bebop于2007-12-25 23:13发表的  :
4)网球和高尔夫球的表面是不平滑的,从空气动力学角度想为什么不做成平滑的像乒乓球的表面(平滑表面更容易制作)。
这样可以减小压差阻力,虽然摩擦阻力有所增加,但相比之下压差阻力减少的更多,这样总的阻力就降了下来。

这个好象有点道理,但网球和高尔夫球减少阻力没什么作用啊,又不要求越远越好,只是要求落点好控制,也许另有答案
减少阻力是有用的,高尔夫球场大么大如果要三四次才能把球打到洞口附近的话就不好玩了  呵呵。
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发表于 2007-12-29 12:54:05 | 显示全部楼层
好,顶个!
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发表于 2008-1-9 21:41:40 | 显示全部楼层
8)飞行时重心和压心相对位置,可判断飞机本体(开环)为静稳定/静不稳定还是中立稳定(压心在重心前面为静不稳定,两者重合为中立稳定,否则为静稳定);飞机起飞时重心位置与起落架的布局决定飞机尾部会不会触地.
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 楼主| 发表于 2008-1-10 05:57:26 | 显示全部楼层
回楼上的朋友:
一般说到飞机飞行中的静态稳定性是说飞机在其三个轴方向(机身前后方向中心轴--横滚运动Roll,翼展方向的水平轴--俯仰运动Pitch,垂直水平面的的飞机中心轴--左右转运动Yaw)。
飞机的重心位置,发动机的位置,机翼的气动外形,水平尾翼和垂直尾翼的面积大小和位置,等等很多因素都影响飞机在上面的三个轴的稳定性。
比如飞机的重心越靠前,俯仰和左右方向稳定性越好反之越差;飞机的重心位置越低(相对机翼位置)横滚稳定性越好反之越差。
发动机的位置(靠前靠后还是偏上或偏下)也会影响飞机的稳定性。
这些影响飞机的稳定性的因素在飞机设计时非常重要
当然飞机的稳定性不是越大越好,飞机的稳定性和机动性(可操作性)永远是对立的。

关于你说的判断飞机是否处于静稳定状态我想起我的一道作业题就是计算飞机的静稳定区域(static margin--Kn)。就是先计算飞机的neutral point(中文叫什么我不知道),重心在此点前说明飞机时稳定的。在此点之后不稳定。 可能我们都对吧。
后面我尽量找到相关文章和图片
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 楼主| 发表于 2008-2-18 10:01:37 | 显示全部楼层
请大家不要觉得问题太简单就没有了兴趣。简单的问题通过讨论总是可以挖得很深。
很多看似简单而且容易理解的问题一旦需要数学理论公式和空气和力学理论证明时就不容易了。比如前面已经被回答的问题如果要用数学方法推导并不是很容易。
所以还请路过的朋友不要嫌问题简单而不参加讨论
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发表于 2008-2-24 20:54:45 | 显示全部楼层
1)一架飞机的所有发动机都失效了,为了滑翔更远一些有人提议把飞机上的两个美国人丢出去减轻飞机重量。您觉得怎样?

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如果可以的话,把两个美国人从后窗户踢出去,根据牛顿第二定律,或者动量守恒定律,飞机就得到了一个向前的冲量,所以可以多滑行一段。
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发表于 2008-3-2 11:13:19 | 显示全部楼层
我们在弹起发动机时对活塞发动机只说功率不说推力而对喷气发动机只说推力不说功率,为什么?
因为对于活塞发动机它的功率大小直接影响了它的工作能力,功率大小也决定了这个发动机所能提供的最大推力的大小!而喷气发动机它的推力直接反应此发动机的工作能力,体现这个发动机的优势和做功能力!!
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 楼主| 发表于 2008-3-6 17:19:34 | 显示全部楼层
回楼上的朋友:
你说的一点没错
我个人的理解是
关于功率,活塞发动机的功率随着飞行速度的增加基本不变而喷气发动机的功率是随着飞行速度的增加成正比增加
关于推力,喷气发动机的推力随着飞行速度的增加基本不变而活塞发动机的推力随着速度的增加而增加。
关于这些变化与不变一般的空气动力学的图书里不难找到相关的曲线,看后一目了然。

所以我们在弹起发动机时对活塞发动机只说功率不说推力而对喷气发动机只说推力不说功率
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发表于 2008-3-11 09:06:12 | 显示全部楼层
这些问题好像都是我们空动老师第一节课时提出的引论性质的话题哦,难道他也来过贵论坛?
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发表于 2008-3-14 17:29:35 | 显示全部楼层
太好了。 谢谢。已经拜读了 [s:13]
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发表于 2008-3-15 22:35:27 | 显示全部楼层
这些都是空气动力学的基本知识!可以在Anderson J.D的the fundemental of aerodynamics中有各种问题的答案
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发表于 2008-3-19 00:01:32 | 显示全部楼层
引用第9楼coleclark于2007-12-27 13:10发表的  :

关于把美国人丢出去的问题你答错了,飞机的重量不会影响滑翔距离。但如果把美国人丢出去可以让飞机在空中滑翔时间更久。呵呵
关于座舱压力的问题,你答对了一部分。压力控制可以让乘客舒适是真的。但还有很多其他原因  呵呵。
关于后面吹来得风对起飞降落飞机的影响你说无所谓就不对了,影响很大的甚至导致飞机坠毁 呵呵
从后面吹来的风会使降低飞机的空速,飞机在降落阶段速度比较低,此时容易出现失速……
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发表于 2008-3-19 00:05:32 | 显示全部楼层
引用第13楼coleclark于2008-01-10 05:57发表的  :
回楼上的朋友:
一般说到飞机飞行中的静态稳定性是说飞机在其三个轴方向(机身前后方向中心轴--横滚运动Roll,翼展方向的水平轴--俯仰运动Pitch,垂直水平面的的飞机中心轴--左右转运动Yaw)。
飞机的重心位置,发动机的位置,机翼的气动外形,水平尾翼和垂直尾翼的面积大小和位置,等等很多因素都影响飞机在上面的三个轴的稳定性。
比如飞机的重心越靠前,俯仰和左右方向稳定性越好反之越差;飞机的重心位置越低(相对机翼位置)横滚稳定性越好反之越差。
发动机的位置(靠前靠后还是偏上或偏下)也会影响飞机的稳定性。
.......

我以为,你楼上那哥们基本是对的。貌似那个词应该叫做中立点吧,谁知道呢?
不过,楼上那哥们有一点错了,起降过程中机尾是否擦地取决于飞机的擦地角和飞机当时的俯仰角,也可以近似的认为是迎角(但事实上并不算作准确的迎角)。
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发表于 2008-3-19 00:08:29 | 显示全部楼层
引用楼主coleclark于2007-11-30 07:36发表的 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新) :
我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


.......


好吧,我是来骗积分的,为了下我的那本可爱的飞机设计……

re 1
飞机动力失效,此时决定飞机滑翔距离的应该是飞机的升阻比。但减轻飞机重量,有助于降低翼载,啊,残念……老师表怪我……
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发表于 2008-3-19 00:11:13 | 显示全部楼层
引用楼主coleclark于2007-11-30 07:36发表的 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新) :
我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


.......

re 2
焦点——升力增量的作用点。对于固定的构型,增加迎角,若飞机保持平飞,会降低空速。若是不考虑超音速使焦点后移的话,作用点应该是不变的。貌似如此……
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发表于 2008-3-19 00:12:00 | 显示全部楼层
引用楼主coleclark于2007-11-30 07:36发表的 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新) :
我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


.......

re 3
嗯,马格鲁斯效应
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发表于 2008-3-19 00:14:22 | 显示全部楼层
引用楼主coleclark于2007-11-30 07:36发表的 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新) :
我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


.......

这个,呃,其实我不是动力专业的。但貌似活塞发动机主要是因为需要桨将发动机输出功率转化为拉力/推力,其中涉及到了桨的效率问题。而涡轮发动机,主要是依靠动量守恒原理。羞于见人了……
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发表于 2008-3-19 00:19:52 | 显示全部楼层
引用楼主coleclark于2007-11-30 07:36发表的 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新) :
我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


.......

re 7
抱歉,其实这个问题我看得不是太明白。是想问关于尾容积的问题么?例子的话,诸如上反角增加横向稳定性,下反角降低横向稳定性,较长的尾力臂以及尾面积增加相应的方向/俯仰稳定性等。
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发表于 2008-3-19 00:25:13 | 显示全部楼层
引用楼主coleclark于2007-11-30 07:36发表的 讨论:一些实用的问题供大家讨论(会不断更新) :
我发来一些问题供大家讨论。我自己觉得这些问题虽然不是什么大课题但很实用,特别对于有兴趣设计飞机或飞机模型的朋友。如果大家有兴趣我会不断更新新的问题。

问题虽然简单,但要说的全面到位并不容易


.......

re 9
纠正一个小小的错误,当然,这个错误是我臆想的,因为我曾经犯过这样的错。若是我搞错了,还望斑竹见谅。因为,我是来骗分下书的。呵呵。
真速应该是真空速的意思,貌似没有真实速度这个东西。
真速,真空速,空速三个词是一个意思,是说与远前方来流的相对速度,这个决定了速压,也决定了升力。
表速,其实隐含了速压相同的概念。表明当前速度与海平面空速产生的速压相等。呃,和机体强度有关。所以试飞科目中有低空大表速科目,检验强度的。
等效速度,参见表速。
地面速度,空速与大气速度的速度矢量叠加结果。是机体相对大地坐标系的运动速度。
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发表于 2008-3-19 23:30:52 | 显示全部楼层
re 10

直升机旋翼旋转过程中,在任意时刻对任一方向而言会有一支桨叶向前,另外一支桨叶向后(对于三叶桨,大致也如此,只是不那么对称罢了)。也就是所谓的前行桨叶和后行桨叶。显然,如果此时直升机在桨盘平面某方向上有速度的话,前行桨叶与后行桨叶与来流的相对速度会不同。尤其在桨尖,后行桨叶的桨尖处存在超音速的可能。
此外,依稀记得貌似在桨根部处会出现某种更加讨厌的现象,但时间久矣,记不清了。只知道有什么东西存在,需要解决。所以前飞速度是受限制的。
(其实,主要是积分又不够了…… [s:28] )
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