广州民航职业技术学院
航空器的概念和分类
航空概论(M1)
PART
航空器的定义与分类
一
任何由人工制造、能飞离地面、在空间进行由人来控制的飞行的物体称为飞行器。飞行器中,能够在大气层之外飞行的称为航天器,而在大气层中进行飞行的飞行器称为航空器。
航空器根据获得升力方式的不同分为两大类:轻于空气的航空器、重于空气的航空器。
1.1.1航空器的定义与分类
1.1.2 轻于空气的航空器
第一大类航空器总体的密度轻于空气,依靠空气的浮力而漂浮于空中,称为轻于空气的航空器,主要是气球和飞艇。
1.1.2轻于空气的航空器
1.气球:
气球的升力来自于巨大的球囊,大多数为球形。球囊中充满密度比空气小的气体,使用热空气的称为热气球,另一类使用氢气或氦气。气球上没有动力装置。
1.1.2轻于空气的航空器
2.飞艇:
飞艇的升空原理与气球相同,但带有动力装置,可以依靠自身动力飞向预定的目的地。20世纪初到30年代,飞艇曾在航空运输中起过重要作用,特别是德国人制造的齐柏林飞艇,在1909年开辟了汉堡到柏林的航线,是世界上最早的空运旅客的航线。飞艇体积大、速度慢、不灵活,早期飞艇使用易燃的氢气,在1936年之后大型飞艇不断失事,加上飞机的迅速发展,飞艇在二次世界大战之前便退出了航空运输领域。
现代飞艇
现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气来提供升力,发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上,所以飞艇相对于现代喷气飞机来说节能性能较好,而且对于环境的破坏也较小。飞艇留空时间长、飞行成本低、垂直起落、噪声小等优点,主要用于巡逻摄影、吊装大型设备及空中广告等方面。
1.1.3 重于空气的航空器
第二大类航空器本身重于空气,依靠自身与空气之间的相对运动,产生空气动力克服重力而升空。这类航空器又分为非动力驱动的和动力驱动两类,非动力驱动的主要是滑翔机,动力驱动的分为飞机(或称固定翼航空器)、旋翼航空器和扑翼机三类。
1.1.3重于空气的航空器
1.滑翔机
传统意义上的滑翔机是没有动力驱动的、带有固定机翼的、重于空气的航空器。在无风情况下,滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力,这种损失高度的无动力下滑飞行,通常称为滑翔;在上升气流中,滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高,通常称为翱翔。
2.飞机
飞机是最主要的航空器,它的特征是具有动力装置和固定机翼,因而有的分类中也把飞机称为固定翼航空器。1903年美国的莱特兄弟制造的飞机尽管只在空中停留了将近1分钟,但这被认为是航空新纪元的开始。在民用航空器中飞机的数量占到98%以上。
3.旋翼航空器
旋翼航空器是指在航空器构造中有旋翼,并以旋翼旋转获得升力的航空器。旋翼航空器一般包括直升机和自转旋翼机两类。
直升机是旋翼航空器的一种,以机身上的动力驱动旋翼旋转而取得升力,能垂直起飞和降落,它的航行方向由旋翼向某个方向的倾斜来控制。直升机可以垂直起飞降落,不需要很大的场地,并可在空中悬停,这种特有的灵活性使直升机得到了广泛的应用。
自转旋翼机
自转旋翼机在机身上方有一个巨大的旋翼,它和直升机最主要的区别在于它的旋翼不用动力驱动。自转旋翼机装有独立的驱动螺旋桨,推动机身向前运动。由旋翼和迎面来的气流的相互作用使旋翼自转产生升力。目前,自转旋翼机主要用于研究、搜索、测量、旅游以及其它体育活动中。
4.扑翼机
扑翼机是通过像鸟类和昆虫一样上下扑动自身翅膀而升空飞行的航空器,又称振翼机。
作为一种仿生学的机械,扑翼机与其模仿的对象一样,以机翼同时产生升力和推进力。扑翼机主要问题是气动效率低、动力及机构要求高、材料要求高、有效载荷小。现代扑翼机虽然已经能够实现较好的飞行与控制,但距实用仍有一定差距,无法广泛应用,只能用在一些有特殊要求的任务中,例如城市反恐中的狭小空间侦查。