飛機關鍵
① 飛行關鍵階段的定義是什麼
飛行關鍵復階段即指對於飛行制任務至關重要的起飛和進近著陸階段,關於其定義即是:飛行過程中高度低於3000m以下的除巡航以外的飛行階段,包括起飛,離場,進場,進近,最後著陸,復飛等~~~~~
航空界對其定義是:涉及滑行、起飛、著陸等所有地面操作階段,以及在飛行以外3000米,10000英尺以下進行的機長所有手動飛行操作階段。
② 空天飛機的關鍵技術
發展空天飛機的主要目的是想降低空天之間的運輸費用。其途徑歸納起來主要有三條:一是充分利用大氣層中的氧,以減少飛行器攜帶的氧化劑,從而減輕起飛重量;二是整個飛行器全部重復使用,除消耗推進劑外不拋棄任何部件;三是水平起飛,水平降落,簡化起飛(發射)和降落(返回)所需的場地設施和操作程序,減少維修費用。
但是,經過幾年的研究分析,科學家們發規,過去的估計過於樂觀。實際上。上述三條途徑知易而行難。需要解決的關鍵技術難度決非短時間內能突破,這些關鍵技術有: 因為,空天飛機的飛行范圍為從大氣層內到大氣層外,速度從0到M=25,如此大的跨度和工作環境變化是現有的所有單一類型的發動機都不可能勝任的,從而也就使為空天飛機研製全新的發動機成為整個項目的關鍵。
眾所周知,噴氣式發動機需要在大氣層中吸入空氣,無需攜帶氧化劑,但無法在大氣層外工作,且實用速度較小;而火箭發動機自帶氧化劑,可以工作在大氣層內外,使用速度范圍較廣,但攜帶的氧化劑較笨重,比沖小。設想的空天飛機的動力一般為採用超音速燃燒沖壓發動機+火箭發動機或渦輪噴氣+沖壓噴氣+火箭發動機的組合動力方式。但超燃沖壓發動機的研製上存在相當多的技術問題,而多種發動機的組合方式又使結構變得過於復雜和不可靠。
核反應堆會產生很多高速移動的離子, 這些高能粒子移動速度非常快,從而可以使用磁場來控制它們的噴射方向。這和離子火箭的原理相似,從飛機尾部噴射出高速移動的離子,從而使飛機產生反沖運動。這種方法的優點是推動比異常大,無需攜帶任何介質,持續性強。 太空梭返回再入大氣層的空氣動力學問題,曾經耗費了科學家們多年的心血,作了約10萬小時的風洞試驗。空天飛機的空氣動力學問題比太空梭復雜得多。因為飛機速度變化大,馬赫數從0變化到25;飛行高度變化大,從地面到幾百公里高的外層空間;返回再入大氣層時下行時間長,太空梭只有十幾分鍾,空天飛機則為l~2小時。
解決空氣動力學問題的基本手段是風洞。就連美國暫時也不具備馬赫數可以跨越這樣大范圍的試驗風洞。即使有了風洞還需要作上百萬小時的試驗,那意味著就是晝夜不停地試驗,也需要花費100多年的時間。於是,只能求助於計算機,用計算方法來解決,而對那維爾斯托克斯方程的求解尚存在許多理論上和計算速度上的問題。
研製空天飛機最關鍵技術是動力裝置。它的動力裝置必須能在極廣的范圍內工作,即從起飛時速度為零一直加速到入軌時速度(高達25馬赫數)的飛行范圍內能有效地工作。它應具備兩種功能:一是火箭發動機,用於大氣層外的推進;一是吸氣式發動機,用於大氣層內的推進。吸氣式發動機要在大馬赫數條件下工作。利用沖壓作用對空氣進行壓縮液化。為本身提供液燃料。單一類型的發動機是無法同時完成這兩個任務的。目前正在研製一種多循環工作制的組合發動機,但技術難度很大。可以說,發動機研製成功與否,將決定空天飛機的命運。 空天飛機里安裝了空氣渦輪發動機、沖壓發動機和火箭發動機三類發動機。空氣渦輪噴氣發動機可以使空天飛機水平起飛。當時速超過2400公里時,就使用沖壓發動機,它使空天飛機在離地面60公里的大氣層內以每小時近3萬公里的速度飛行。如果再用火箭發動機加速,空天飛機就沖出大氣層,像太空梭一樣,直接進入太空
當空天飛機以6倍於音速以上的速度在大氣層中飛行時,空氣阻力將急劇上升,所以其外形必須高度流線化。亞音速飛機常採用的翼吊式發動機已不能使用.需要將發動機與機身合並,以構成高度流線化的整體外形。即讓前機身容納發動機吸人空氣的進氣道,讓後機身容納發動機排氣的噴管。這就叫做「發動機與機身一體化」。
在一體化設計中,最復雜的是要使進氣道與排氣噴管的幾何形狀,能隨飛行速度的變化而變化,以便調節進氣量,使發動機在低速時能產生額定推力,而在高速時又可降低耗油量,還要保證進氣道有足夠的剛度和耐高溫性能,以使它在返回再入大氣層的過程中,能經受住高速氣流和氣動力熱的作用,這樣才不致發生明顯變形,才可多次重復使用。 空天飛機需要多次出人大氣層,每次都會由於與空氣的劇烈摩擦而產生大量氣動加熱,特別是以高超音速返回再入大氣層時,氣動加熱會使其表面達到極高的溫度。機頭處溫度約為1800℃,機翼和尾翼前緣溫度約為1460℃,機身下表面約為980℃,上表面約為760℃。因此,必須有一個重量輕、性能好、能重復使用的防熱系統。
空天飛機的結構材料要求很高。在飛行時,它頭部和機翼前緣的表面溫度可達2760℃。這樣,像太空梭上的防熱瓦塊式外衣,就不再適用了。科學家們研製了一種新型復合材料來代替,並且在一些特殊部位採用新型冷卻裝置,避免了高溫的傷害。
空天飛機在起飛上升階段要經受發動機的沖擊力、振動、空氣動力等的作用,在返回再入階段要經受顫振、抖振、起落架擺振等的作用。在這種情況下,防熱系統既要保持良好的氣動外形,又要能長期重復使用,維護方便,所以其技術難度是相當大的。
太空梭,由於受氣動加熱的時間短,表面覆蓋氧化硅防熱瓦即可達到滿意的防熱效果,但對空天飛機則遠遠不夠。如果單靠增加防熱層厚度來解決問題,則將使重量大大增加,而且防熱層還不能被燒壞,否則會影響重復使用。一個較簡單的解決辦法是在機頭、機翼前緣等局部高溫區,使用傳熱效率特別高的吸熱管來吸熱,以便把熱量轉移到溫度較低的部位。更好的辦法是採用主動式冷卻防熱系統,也就是把機體結構與防熱系統一體化,即把機體結構設計成夾層式或管道式,讓推進劑在夾層內或管道內流動,使它吸走空氣對結構外表面摩擦所生成的熱量。
為了滿足空天飛機的防熱要求,目前正在研究用快速固化粉末冶金工藝製造純度很高、質量很輕的耐高溫合金。美國已研製出高速固化鈦硼合金,它在高溫下的強度可達到鈦合金在室溫下的強度,這種合金適宜用來製造機身內層結構骨架。
機頭與機翼等溫度最高的部位,要求採用碳復合材料,這種復合材料表面有碳化硅塗層,重量輕,耐高溫性能好。此外,還需要研究金屬基復合材料,例如碳化硅纖維增強的鈦復合材料等。這種材料應該兼有碳化硅的耐高溫性能,又具有鈦合金的高強度特性。
空天飛機技術難度大,所需投資多,研製周期長,所以將來進入全尺寸樣機研製,勢必也會象空間站那樣採取國際合作的方式。
③ 飛機起飛的關鍵因素是什麼
發動機動力足夠,機翼升力大於自身重力,機翼強度能夠承載自身重力,飛行姿態可調控。
④ 什麼是飛機的關鍵發動機
失效後來對飛機性能後操自縱影響最大的發電機,就是飛機的關鍵發動機。
只有一個發動機的飛機,這台發動機就是關鍵發動機。
絕大多數雙發動機輕型飛機都有關鍵發動機和非關鍵發動機的區別,但有些飛機配備了反向旋轉的螺旋槳可以消除關鍵發動機產生的失效,這類飛機發動機螺旋槳旋轉方向相反,即左螺旋槳順時針有螺旋槳逆時針轉動,這樣各發動機拉力作用據機身中線距離相等,左或右發動機失效後飛機不會偏轉。
絕大多數雙發飛機都是螺旋槳都是順時針旋轉的,左發動機失效後克服飛機機頭偏左所需的蹬舵力最大,所以這類飛機關鍵發動機都是 左 發動機。即左發動機失效後飛機極可能失控墜毀,而右發動機失效的話可正常飛行起降。
⑤ 航空飛行關鍵階段的定義是什麼
從起飛直到平飛的階段都是關鍵階段,基本上飛機起飛前15分鍾都算關鍵階段。
⑥ 大飛機的關鍵技術都有哪些
按照設計目標和要求,為保持飛機競爭力。採用IPS吊掛、航電系統高度模塊化和回綜合化技答術、先進綜合顯示技術、先進外部通訊技術、帶包線保護功能的全數字電傳飛控系統、放寬靜穩定性主動控制技術,開展飛機發動機一體化設計、顯示控制及合成視景系統研究、空地無線寬頻技術研究、電傳飛控系統控制律設計與主動控制技術研究、電傳飛控系統綜合設計與驗證等關鍵技術攻關。
圍繞突破型號研製的技術瓶頸,解決機體結構製造中新材料零件製造及裝配、自動化裝配和檢測等難題,將開展復合材料整體結構製造技術、整體壁板噴丸成形技術、大部件自動對接技術、自動化集成測試技術等新工藝攻關。
⑦ 空天飛機需要的關鍵技術有哪些
發展空天飛機的主要目的是想降低空天之間的運輸費用?其途徑歸納起來主要有三條:一是充分利用大氣層中的氧,以減少飛行器攜帶的氧化劑,從面減輕起飛重量;二是整個飛行器全部重復使用,除消耗推進劑外不拋棄任何部件;三是水平起飛,水平降落,簡化起飛(發射)和降落(返回)所需的場地設施和操作程序,減少維修費用?
但是,經過幾年的研究分析,科學家們發規,過去的估計過於樂觀?實際上?上述三條途徑知易而行難?需要解決的關鍵技術難度決非短時間內能突破,這些關鍵技術有:
新構思的吸氣式發動機
因為,空天飛機的飛行范圍為從大氣層內到大氣層外,速度從0到M=25,如此大的跨度和工作環境變化是目前現有的所有單一類型的發動機都不可能勝任的,從而也就使為空天飛機研製全新的發動機成為整個項目的關鍵?
眾所周知,噴氣式發動機需要在大氣層中吸入空氣,無需攜帶氧化劑,但無法在大氣層外工作,且實用速度較小;而火箭發動機自帶氧化劑,可以工作在大氣層內外,使用速度范圍較廣,但攜帶的氧化劑較笨重,比沖小?
目前設想的空天飛機的動力一般為採用超音速燃燒沖壓發動機+火箭發動機或渦輪噴氣+沖壓噴氣+火箭發動機的組合動力方式?但超燃沖壓發動機的研製上存在相當多的技術問題,而多種發動機的組合方式又使結構變得過於復雜和不可靠?
計算空氣動力學分析
太空梭返回再入大氣層的空氣動力學問題,曾經耗費了科學家們多年的心血,作了約10萬小時的風洞試驗?空天飛機的空氣動力學問題比太空梭復雜得多?因為飛機速度變化大,馬赫數從0變化到25;飛行高度變化大,從地面到幾百公里高的外層空間;返回再入大氣層時下行時間長,太空梭只有十幾分鍾,空天飛機則為l~2小時?
解決空氣動力學問題的基本手段是風洞?目前,就連美國也不具備馬赫數可以跨越這樣大范圍的試驗風洞?即使有了風洞還需要作上百萬小時的試驗,那意味著就是晝夜不停地試驗,也需要花費100多年的時間?於是,只能求助於計算機,用計算方法來解決,而對那維爾斯托克斯方程的求解目前尚存在,許多理論上和計算速度上的問題?
發動機和機身一體化設計
當空天飛機以6倍於音速以上的速度在大氣層中飛行時,空氣阻力將急劇上升,所以其外形必須高度流線化?亞音速飛機常採用的翼吊式發動機已不能使用?需要將發動機與機身合並,以構成高度流線化的整體外形?即讓前機身容納發動機吸人空氣的進氣道,讓後機身容納發動機排氣的噴管?這就叫做「發動機與機身一體化」?
在一體化設計中,最復雜的是要使進氣道與排氣噴管的幾何形狀,能隨飛行速度的變化而變化,以便調節進氣量,使發動機在低速時能產生額定推力,而在高速時又可降低耗油量,還要保證進氣道有足夠的剛度和耐高溫性能,以使它在返回再入大氣層的過程中,能經受住高速氣流和氣動力熱的作用,這樣才不致發生明顯變形,才可多次重復使用?
防熱結構與材料
空天飛機需要多次出人大氣層,每次都會由於與空氣的劇烈摩擦而產生大量氣動加熱,特別是以高超音速返回再入大氣層時,氣動加熱會使其表面達到極高的溫度?機頭處溫度約為1800℃,機翼和尾翼前緣溫度約為1460℃,機身下表面約為980℃,上表面約為760℃?因此,必須有一個重量輕?性能好?能重復使用的防熱系統?
空天飛機在起飛上升階段要經受發動機的沖擊力?振動?空氣動力等的作用,在返回再入階段要經受顫振?科振?起落架擺振等的作用?在這種情況下,防熱系統既要保持良好的氣動外形,又要能長期重復使用,維護方便,所以其技術難度是相當大的?
目前的太空梭,由於受氣動加熱的時間短,表面覆蓋氧化硅防熱瓦即可達到滿意的防熱效果,但對空天飛機則遠遠不夠?
如果單靠增加防熱層厚度來解決問題,則將使重量大大增加,而且防熱層還不能被燒壞,否則會影響重復使用?一個較簡單的解決辦法是在機頭?機翼前緣等局部高溫區,使用傳熱效率特別高的吸熱管來吸熱,以便把熱量轉移到溫度較低的部位?
更好的辦法是採用主動式冷卻防熱系統,也就是把機體結構與防熱系統一體化,即把機體結構設計成夾層式或管道式,讓推進劑在夾層內或管道內流動,使它吸走空氣對結構外表面摩擦所生成的熱量?
為了滿足空天飛機的防熱要求,目前正在研究用快速固化粉末冶金工藝製造純度很高?質量很輕的耐高溫合金?美國已研製出高速固化鈦硼合金,它在高溫下的強度可達到目前使用的鈦合金在室溫下的強度,這種合金適宜用來製造機身內層結構骨架?
機頭與機翼等溫度最高的部位,要求採用碳復合材料,這種復合材料表面有碳化硅塗層,重量輕,耐高溫性能好?此外,還需要研究金屬基復合材料,例如碳化硅纖維增強的鈦復合材料等?這種材料應該兼有碳化硅的耐高溫性能,又具有鈦合金的高強度特性?
空天飛機技術難度大,所需投資多,研製周期長,所以將來進入全尺寸樣機研製,勢必也會象空間站那樣採取國際合作的方式?
⑧ 現代飛機製造中有哪些關鍵的技術
發動機是心臟,雷達和光電系統是耳朵和眼睛,還有飛行控制系統,液壓系統,火控系統,起落架等等,每一部分都是不可分割的,缺一不可,飛機製造可是考驗一國的工業和科技實力的
⑨ 發展空天飛機需要哪些關鍵技術
發展空天飛機的主要目的是想降低空天之間的運輸費用。其途徑歸納起來主要有三條:一是充分利用大氣層中的氧,以減少飛行器攜帶的氧化劑,從面減輕起飛重量;二是整個飛行器全部重復使用,除消耗推進劑外不拋棄任何部件;三是水平起飛,水平降落,簡化起飛(發射)和降落(返回)所需的場地設施和操作程序,減少維修費用。
但是,經過幾年的研究分析,科學家們發規,過去的估計過於樂觀。實際上。上述三條途徑知易而行難。需要解決的關鍵技術難度決非短時間內能突破,這些關鍵技術有:新構思的吸氣式發動機
因為,空天飛機的飛行范圍為從大氣層內到大氣層外,速度從0到M=25,如此大的跨度和工作環境變化是目前現有的所有單一類型的發動機都不可能勝任的,從而也就使為空天飛機研製全新的發動機成為整個項目的關鍵。
眾所周知,噴氣式發動機需要在大氣層中吸入空氣,無需攜帶氧化劑,但無法在大氣層外工作,且實用速度較小;而火箭發動機自帶氧化劑,可以工作在大氣層內外,使用速度范圍較廣,但攜帶的氧化劑較笨重,比沖小。
目前設想的空天飛機的動力一般為採用超音速燃燒沖壓發動機+火箭發動機或渦輪噴氣+沖壓噴氣+火箭發動機的組合動力方式。但超燃沖壓發動機的研製上存在相當多的技術問題,而多種發動機的組合方式又使結構變得過於復雜和不可靠。
計算空氣動力學分析
太空梭返回再入大氣層的空氣動力學問題,曾經耗費了科學家們多年的心血,作了約10萬小時的風洞試驗。空天飛機的空氣動力學問題比太空梭復雜得多。因為飛機速度變化大,馬赫數從0變化到25;飛行高度變化大,從地面到幾百公里高的外層空間;返回再入大氣層時下行時間長,太空梭只有十幾分鍾,空天飛機則為l~2小時。
解決空氣動力學問題的基本手段是風洞。目前,就連美國也不具備馬赫數可以跨越這樣大范圍的試驗風洞。即使有了風洞還需要作上百萬小時的試驗,那意味著就是晝夜不停地試驗,也需要花費100多年的時間。於是,只能求助於計算機,用計算方法來解決,而對那維爾斯托克斯方程的求解目前尚存在許多理論上和計算速度上的問題。
發動機和機身一體化設計
空天飛機里安裝了空氣渦輪發動機、沖壓發動機和火箭發動機三類發動機。空氣渦輪噴氣發動機可以使空天飛機水平起飛。當時速超過2400公里時,就使用沖壓發動機,它使空天飛機在離地面60公里的大氣層內以每小時近3萬公里的速度飛行。如果再用火箭發動機加速,空天飛機就沖出大氣層,像太空梭一樣,直接進入太空。
當空天飛機以6倍於音速以上的速度在大氣層中飛行時,空氣阻力將急劇上升,所以其外形必須高度流線化。亞音速飛機常採用的翼吊式發動機已不能使用.需要將發動機與機身合並,以構成高度流線化的整體外形。即讓前機身容納發動機吸人空氣的進氣道,讓後機身容納發動機排氣的噴管。這就叫做「發動機與機身一體化」。
在一體化設計中,最復雜的是要使進氣道與排氣噴管的幾何形狀,能隨飛行速度的變化而變化,以便調節進氣量,使發動機在低速時能產生額定推力,而在高速時又可降低耗油量,還要保證進氣道有足夠的剛度和耐高溫性能,以使它在返回再入大氣層的過程中,能經受住高速氣流和氣動力熱的作用,這樣才不致發生明顯變形,才可多次重復使用。