热气球飞行原理

设计制作与发明创新课

热气球模型的设计与制作

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课 题：第二课 热气球模型的设计与制作 教学目标：

1.通过热气球模型的自主设计与制作活动，使学生了解热气球的基本构造和升空的基本原理。

2.使学生学会热气球模型制作的一种方法。 3.激发学生对设计制作学习活动课的兴趣。

4.通过热气球模型的设计与制作活动，培养学生相互学习和相互协作的精神。

教学重点：

指导学生自主完成热气球的设计与制作。

教学难点：

1. 将热气球模型的构想转化为图纸； 2. 将设计图纸转化为裁剪样片。 教学方法：

自我探究和个别指导法。

计划课时：5课时

教学内容与过程：（附后）

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热气球模型的设计与制作

第一环节：一种热气球模型的展示和试放

第二环节：介绍热气球的基本知识 一、认识热气球 （一）热气球的组成部分

热空气球壳燃烧器负载（吊篮）

图1 热气球的组成示意图

说明：

我们要制作的热气球模型由球壳、支架和燃烧器三个部分组成。

（二）热气球的升空原理

备注（由学生回答，再归纳。）： 空气具有浮力。

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气体温度升高?气体体积增大?气体密度下降?热气体会上升

燃料燃烧使球内的空气受热，受热的气体膨胀而上升，将球内的部分空气排出，使得球内气体的质

数 学 阅 读

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第 一 次 飞 行

你知道吗？热气球

飞行史上的第一批乘客居 然是几只小动物：一只羊、 一只鸭子、还有一只公鸡。 它们是坐在气球下面的一 个吊篮中飞行的。这次热 气球飞行发生在1783年 的法国，当时，孟格非兄 弟——约瑟夫和艾迪安， 以纸和亚麻为原料，制造 出历史上第一个热气球。

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几个月后，孟格非兄弟开始尝试载人热气球。热气球载着两名男子飞过巴黎上空，这是人类历史上首次乘坐航空器在高空飞行。

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合 适 的 燃 料

最早的热气球依靠燃烧产生动力，孟格非兄弟曾认为是燃烧产生的烟把热气球送入天空，但很快他们便发现真正的动力来自热气，而不是烟。

没过多久，人们就意识到了在吊篮中点火有安全隐患，一旦火星溅到球体，便会着火，气球飞行员需要更安全的方式来获得热气动力。

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20世纪30年代，人们开始向热气球内部充气。

首先用的是氢气和氦气，它们都比空气轻，能使气球在空中向上悬浮。

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数 学 阅 读

20世纪60年代，人们开始在热气球内部安置丙烷燃烧器。燃烧器安在吊篮上方，同时又恰好在球底大开口的方。丙烷燃烧的

幼儿园中班美术活动：乘热气球旅行

活动目标：

尝试运用不同的排列方法，对热气球的外观有规律的间隔装饰。

活动准备：

热气球图片资料，幼儿美术用书《乘热气球旅行》。

活动重点：学画热气球，了解热气球的基本构图；

活动难点：能尝试画出与别人不一的热气球。

活动过程：

1、出示图片，引出主题：

教师出示热气球的图片资料。

—“这是什么？”

“这些热气球上都画着什么图案？”

幼儿讲述自己的看法。

教师对幼儿的回答加以总结。

—“原来，坐上热气球，就可以观看到城市美丽的景色····今天，就让我们一起来画热气球。”

2、绘画步骤：

教师介绍绘画的步骤。

首先用彩色水笔画出热气球，然后再在热气球的表面进行间隔性的装饰（见附图）。

—“请你想一想，可以用哪些不同的间隔方法来装饰热气球？”

师生共同讨论各种装饰热气球的色彩间隔方法。

幼儿创作。

3、分享、欣赏：

教师请幼儿欣赏同伴的作品。

—“这幅画上用的是什么间隔方法？”

教师与幼儿一起归纳，今天装饰热气球全班总共用了几种不同的方法，并帮助幼儿了解更多的装饰纹样。

飞行原理

低速飞机翼型前缘 较圆鈍 高速飞机翼型前缘 较尖

平直机翼 有极好的低速特性 椭圆机翼 诱导阻力最小

梯形机翼 矩形加椭圆优点，升阻比特性和低速特性 后掠翼、三角翼 ------ -------- ------ 高速特性 基本术语：

翼 弦---翼型前沿到后沿的连线弦。

相对厚度（厚弦比）----翼型最大厚度与弦长的比值。 翼型的中弧曲度越大表明翼型的上下表面外凸程度差别越大。

翼 展---机翼翼尖之间的距离。 展弦比---机翼翼展与平均弦长的比值。 飞机展弦比越大，诱导阻力越小。

后掠角---机翼1／４弦线与机身纵轴垂直线之间夹角。后掠角为了增大临界马赫数。

迎角---- 相对气流方向与翼弦夹角。 临界迎角---升力系数最大时对应的迎角。 有利迎角---升阻比最大时对应的迎角。

阻力

阻力=诱导阻力+废阻力 诱导阻力：

1.大展弦比机翼比小展弦比机翼诱导阻力小。 2.翼梢小翼可以减小飞机的诱导阻力。 3.诱导阻力与速度平方成反比。

废阻力：

废阻力=压差阻力+摩擦阻力+干扰阻力 1.摩擦阻力：

飞机表面积越大或表面越粗糙，摩擦阻力也越

飞行原理

低速飞机翼型前缘 较圆鈍 高速飞机翼型前缘 较尖

平直机翼 有极好的低速特性 椭圆机翼 诱导阻力最小

梯形机翼 矩形加椭圆优点，升阻比特性和低速特性 后掠翼、三角翼 ------ -------- ------ 高速特性 基本术语：

翼 弦---翼型前沿到后沿的连线弦。

相对厚度（厚弦比）----翼型最大厚度与弦长的比值。 翼型的中弧曲度越大表明翼型的上下表面外凸程度差别越大。

翼 展---机翼翼尖之间的距离。 展弦比---机翼翼展与平均弦长的比值。 飞机展弦比越大，诱导阻力越小。

后掠角---机翼1／４弦线与机身纵轴垂直线之间夹角。后掠角为了增大临界马赫数。

迎角---- 相对气流方向与翼弦夹角。 临界迎角---升力系数最大时对应的迎角。 有利迎角---升阻比最大时对应的迎角。

阻力

阻力=诱导阻力+废阻力 诱导阻力：

1.大展弦比机翼比小展弦比机翼诱导阻力小。 2.翼梢小翼可以减小飞机的诱导阻力。 3.诱导阻力与速度平方成反比。

废阻力：

废阻力=压差阻力+摩擦阻力+干扰阻力 1.摩擦阻力：

飞机表面积越大或表面越粗糙，摩擦阻力也越

第二节 飞行原理和飞行性能

12001

在迎角不变条件下，飞行速度增大一倍则升力：

（B）增大2倍

（A）增大l倍 12002

（C）增大4倍 （D）不变

在迎角不变条件下，飞行速度增大一倍则阻力：

（B）增大2倍 （D）不变

（A）增大l倍 12003

（C）增大

随着飞行高度的增加，保持平飞所需的迎角与真空速的关系为：

（A）均不变 （B）给定迎角下的真空速增大 （C）给定迎角下的真空速减小 （D）两者均减小 12004

影响失速速度的因素有：

（A）重量、过载、功率 （B）过载、迎角和功率 （C）迎角、重量和空气密度 （D）迎角、重量、飞机构形 12005

在小于V有利的飞行速度范围内，平飞速度减小将引起飞机阻力：

（A）增加，因为诱导阻力增大 （B）增大，因为摩擦阻力增大 （C）减小，因为诱导阻力减小 （D）减小，因为压差阻力减小 12006

保持一定速度平飞，随着重量增加飞机：

（A）摩擦阻力增大 （B）诱导阻力增大 （C）诱导阻力减小

《飞行原理》复习内容

复习内容包含了本课程讲授的主要内容，是个较大范围的复习提纲。作为空管、签派专业的学生，需要了解和掌握这些基本知识。考试是一种形式，希望通过这一环节，对所学知识进行系统的梳理、复习，为将来工作打下基础。

第一章 了解：（1） 飞机的主要组成部分及功用 （2） 飞机的基本操纵方法

（3） 机翼切面形状、平面形状 （4） 大气分层及特点 掌握几个概念： （1） 厚弦比

（2） 最大厚度位置 （3） 中弧曲度

（4） 几何平均弦长 （5） 展弦比

（6） 尖削比 （7） 后掠角

（8） 粘性及影响因素 （9） 压缩性

（10）国际标准大气及计算 公式：气体状态方程及内涵

第二章

1、速度与高度

速度的测量和计算，速度的修正，高度定义 2、气流特性

定义：气流，相对气流，流线，流线谱，流管 解释：（1）不同形状物体的流谱特点 （2）连续性定理 （3）伯努利方程 3、升力和阻力的产生

定义：总空气动力，升力，阻力，附面层，流动分离，下洗角，

第二章 飞行环境及飞行原理

2 . 1 飞 行 环 境

飞行环境对飞行器的结构、材料、机载设备和飞行性能都有着非常重要的影响。只有了解和掌握了飞行环境的变化规律，并设法克服或减少飞行环境对飞行器的影响，才能保证飞行器准确可靠的飞行。

飞行环境包括大气飞行环境和空间飞行环境。 2.1.1 大气环境

大气是地球周围的一层气态物，包围地球的大气层是航空器惟一的飞行环境。大气在地球引力作用下聚集在地球周围，大气层总质量的 90％集中在离地球表面 15 km高度以内，总质量的 99． 9％集中在地球表面 50km高度以内。在 2000 km高度以上，大气极其稀薄，并逐渐向行星际空间过渡。大气层没有明显的上限，它的各种特性沿铅垂方向上变化很大，例如空气压强和密度都随高度增加而降低，而温度则随高度变化有很大差异。在离地球表面 10 km高度，压强约为海平面压强的 1／ 4，空气密度只相当于海平面空气密度的 1／ 3。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 5个层次，大气层分布如图 2-1所示。 1. 对流层

大气中最低的一层为对流层，其气温随高度增加而逐渐降低。对流层的上界随地球纬度、季节的不

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扑翼飞行原理探索

作者：苗沐霖

来源：《科教导刊·电子版》2016年第31期

摘 要 扑翼飞行起飞时的高升力和推动力主要来自于翅膀推动空气的反作用力。鸟类、昆虫类翅膀的结构和运动方式可以产生有效的高升力和推动力，对扑翼飞行原理的研究有助于对微型飞行器的设计和开发。 关键词 扑翼飞行 高升力 推动力 0引言

动物的飞行是借助于翅膀来完成的，鸟类的翅膀具有特殊的形状，截面如图1所示，它的上表面略微凸起，当鸟在空中飞行的时候，具有一定的水平速度，翅膀上表面的空气流速大于下表面的空气流速，根据伯努利原理，上表面受到的空气压力小于下表面的空气压力，上下表面的气压差产生了高升力，鸟可借助于这个力在空中滑翔。

人们对鸟类翅膀的研究创立了空气动力学，发明了飞机，推动了人类航空事业的发展。但鸟类的飞行与飞机不同，飞机属于固定翼飞行，飞行时它的机翼是固定不动的，起飞时，首先要具有足够高的水平速度，才能产生出足够大的升力。而动物的飞行只需原地拍动翅膀即可起飞，不需要水平速度，甚至能垂直起落，属于扑翼飞行。显然，扑翼飞行原理上是

1、 爬升限制的起飞重量的影响因素有：气压高度、襟翼位置、机场气温

2、 下列有关爬升限制的起飞重量的影响正确的是襟翼越小，爬升限制的起飞重量越大 3、 增大V1速度的因素有：机场气温增加

4、 EPR随外界条件变化的关系是：当机场温度超过某一值后，温度增加，EPR降低 5、 炫酷儿确定推理的参数中，经常采用的是EPR 6、 在下列哪种条件下可使用灵活推力起飞：湿跑道

7、 确定EPR是需要的参数是：跑道长度、起飞重量、爬升梯度 8、 当襟翼偏度较小时，除了场地长度、爬升梯度的限制外，还需要考虑灵活温度的限制是：

越障限制

9、 灵活推力起飞与正常推力起飞相比，下列哪种起飞限制的安全水平是相同的：爬升限制 10、 使用灵活推力是推力减小量不得超过正常起飞推力的：1/4 11、 下列关于改进爬升叙述正确的是：改进爬升是通过增大爬升速度来完成的 12、 下列正大爬升梯度正确的做法是：增大爬升速度 13、 已知机场气温24℃，机场风味13805MPS，查出飞机的最大起飞重量为：50600公

斤 14、 已知机场气温24℃，机场风味13805MPS，查出机场的决断速度为130节 15、 已知机场气温24℃，机场风为13805MPS，查出飞机的抬前轮速度为