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第一章 总论,民航概论,多媒体教学课件,RETURN,EXIT,第一章 总论,AUDIO,CONTROLS,1.1 民用航空的基本概念,1.2 研究民航概论的目的和方法,1.3 民用航空的历史及发展,1.4 中国民航的历史发展概况,RETURN,EXIT,1.1 民用航空的基本概念,AUDIO,CONTROLS,民航在航空业中的位置,民用航空器的定义和分类,民航系统的组成部分,一、民航在航空业中的位置,航空制造业：航空业的基础。研究、使用最新的技术、制造航空器及其设备。军事航空：保卫国家、维护国家安全。如保卫国家领空、歼敌的空军以及警察、海关等。民用航空：使用航空器从事民间性质的活动。一百年来，发展很快，已成为交通运输的重要组成部分。,运十飞机出厂,运十飞机是我国制造干线客机的第一次尝试，由于种种原因，该项目不幸夭折,航空制造业,ARJ机头交付,ARJ飞机是我国自行设计制造的支线客机，目前项目进展顺利，将于2008年首飞，并于次年交付使用。,航空制造业,新型国产战斗机歼10,军事航空,警用航空,越来越多的城市拥有警用直升机,民用航空,航空公司,二、民用航空器的定义和分类,民用航空器的定义：用航空器从事除了军事性质以外的所有航空活动。民用航空器的组成：商业航空（Commercial Aviation）：以航空器进行经营性的客货运输的航空活动。商业活动：以赢利为目的；交通运输的一个组成部门：以公共服务事业为己任。,通用航空(General Aviation)：商业航空其余部分的民用航空。工业航空；航空科研和探险活动；农业航空；飞行训练；航空体育运动；公务航空；私人航空。,三、民航系统的组成部分,政府部门（Government Department）：中国民航总局，负责管理民航安全，进行涉及国家主权和交往的事务。制定民用航空各项法规、条例，并监督这些法规、条例的执行；对航空企业进行规划、审批和管理；对航路进行规划和管理，并对日常的空中交通进行管理，保障空中飞行安全、有效、迅速地实行；,对民用航空器及相关技术装备的制造、使用制定技术标准并进行审核、发证，监督安全，调查处理民用飞机的飞行事故；代表国家管理国际民航的交往、谈判，参加国际组织，监督外国航空企业在中国的活动，维护国家的利益；对民航机场进行统一的规划和业务管理；对民航的各类专业人员制定工作标准，颁发执照，并进行考核，培训民航工作人员。,民航企业(Aviation Businesses)：航空公司：用航空器进行生产运输。对航空器维修、管理，对航空服务经营、销售。其他公司：为航空公司的运营提供各类保障，如信息公司、油料公司、航材公司及各类销售部门。,民航机场(Airports)联接民航与社会的纽带，属地区性公共服务设施。性质：半企业、半公共事业，为政府管辖下的半企业。空港：供大型运输机起降的、主要为航空运输服务的机场。,政府部门，民航企业和民航机场三者关系：共同构成民用航空这一庞大复杂的系统，需三方协调才能保证民航事业安全、高效、有序地进行。,RETURN,EXIT,1.2 研究民航概论的目的和方法,AUDIO,CONTROLS,研究民航概论的目的,研究民航概论的方法,一、研究民航概论的目的,全面了解民航、熟悉民航发展的问题、限制、前景和挑战，掌握各部门的基础知识；树立全局观点；培养紧密协作、纪律严格的民航作风和民航意识。,二、民航概论的研究方法,总体掌握、融会贯通；培养全面综合能力，具体问题具体研究；培养继续学习的能力；用发展的眼光看问题，紧跟新技术、新事物。,RETURN,EXIT,1.3 民航的历史及发展,AUDIO,CONTROLS,航空业的出现和民航的发展,民航第一次大发展,民航的全球化、大众化时期,一、航空业的出现和民航的发展,1783年，法国蒙哥尔菲兄弟用热气球载人升空；德国开始用气球运送邮件和乘客；1852年，法国人利用飞艇进行可操纵、有动力的飞行；十九世纪末，英国人凯利和德国人里林塔尔研究滑翔机，建立空气动力理论，开始研究飞机构造和操纵；,1903年，美国莱特兄弟首飞成功，虽不足一分钟，但飞机诞生，人类进入航空时代；1909年，法国人布莱里奥飞越40公里的英吉利海峡；1914-1918年，一次大战，推动航空技术的发展，广泛用于军事用途；,1919年，38个国家签署了巴黎公约-第一部航空法诞生；德国开始了国内民航运输；英国和法国开始定期空中客运；国际航空运输组织(IATA)组建；,1919-1939年，民航初创并发展，从欧洲、北美到亚非拉各洲；1920年，中国建立第一条航线，北京-天津航线；1933年，美国的林白用DC-3飞机横越大西洋；1939-1945年，二次大战，航空技术飞速发展。,二、民航第一次大发展（1944-1958年）,国际航空迅速发展：1944年，54个国家参加了芝加哥会议，签署了芝加哥公约；1947年，成立国际民航组织（ICAO），有了世界范围内对民航统一的协调、管理机构；各国建立民航当局，航空业务迅速发展；到1987年，有180多个国家加入ICAO机场和航路网等基础设施大量兴建。直升机进入民航服务。,喷气机研制进入实用阶段：1939年，德国首次出现；1941年，英国试飞；1950年，英国“子爵号”涡桨飞机投入使用；1952年，英国“彗星号”四发涡喷飞机投入航线使用，因“疲劳断裂”三次空中解体；1956年，苏联“图-104”投入航线；1958年，美国“波音-707，DC-8进入航线，喷气时代开始。波音-707的速度为每小时900-1000公里，最大航程12000公里，载客158人。,三、民航的全球化、大众化时期,喷气飞机特性：高速、远程，使大众化、廉价航空运输成为可能。发达国家的情况：大量组建航空公司，成立航空公司联盟。发展中国家的情况：民航业大发展，民航成为国家尊严和地位的象征。机场：大量改造、兴建。,航管系统：航路管制、航路建设、航路情报跟上喷气时代的速度和容量。1970s后，客机向大型化、高速化方向发展，如波音-747 和协和号。1978年，美国实行航空公司放松管制法，放开对票价和市场进入的控制，允许私人企业经营航空公司。,1979年，美国DC-10飞机空难，死亡近300人，促使FAA加强对航空公司的适航管理。1981年，美国航管人员罢工，中、小型航空公司出现。造成半年机场拥挤、混乱、不规范等问题。1980s，美国政府采取措施，经过时常竞争、淘汰，出现低成本航空公司。放松管制扩展到欧洲、日本，使民航市场全球化。兼并、重组、代码共享、天空开放，实现了第一次民航业大发展。,RETURN,EXIT,1.4 中国民航的历史发展概况,AUDIO,CONTROLS,旧中国时期(1920-1949),计划经济时期(1949-1978),改革开放时期(1978年-今),一、旧中国时期（1920-1949）,1909年，旅美华侨冯如，制造成功飞机并试飞成功；1910年，北京南苑制造成功飞机；1911年，辛亥革命爆发，南方革命政府、北方军阀和其他势力都发展航空，用于军事目的；1918年，北洋政府成立航空事务处；1920年，我国第一条航线，北京-天津航线开通，后延伸至济南；,1928年，政府开始筹办民用航空；1929年，沪蓉航空管理处成立，开辟上海-南京航线；1930年，与美商合资组建中国航空公司；1931年，与汉沙合资组建欧亚航空公司；1933年，西南五省组建西南航空公司；,抗日战争前夕，开通了上海-北京、上海-广州、上海-成都、上海-兰州-乌鲁木齐、北京-广州、兰州-包头、西安-昆明、乌鲁木齐-塔城、广州-海口、广州-南宁等航线；1936年，开辟第一条国际航线，广州-河内航线；1939年，中苏航空公司成立，开辟重庆-莫斯科航线；中航/欧亚航执行印度-昆明-重庆运输任务；,1949年10月，中国航空公司、中央航空公司共有从业人员6000多人，航线52条，通往40多个城市，航线里程8万公里；1946年，美国陈纳德利用战时与中国政府的关系和战后剩余的军事运输机，成立陈纳德空运队，开展民航业务，但主要用于支援国民党政府进行内战。,二、计划经济时期（1949-1978）,1949年11月9日，中国航/中央航两航起义，4000余员工参与，12架飞机，由香港飞大陆；1949年11月，中央军委民航局成立；1954年，民航局归国务院领导，成立中国民航总局，属半军事化组织；1949-1965年，购买新飞机，扩建、新建一批机场，开辟新航线，建成以北京为中心的单线式航空网络；重点是航空制造业和空军，民航只从属于军事航空。首要任务是保障政府和军事人员交通和国际交往的需要、处理一些紧急事态，而客货运输任务放在次要位置；1965-1976年，十年动乱，民航处于停滞状态。,三、改革开放时期（1978年-今）,1972年，我国恢复联合国席位；1978年，十一届三中全会，改革开放；1980年，民航从由军队领导转到由政府领导。,1978-1987年，改革军事化集中指挥体系，航线增加；1987-1997年，航空公司、机场、地区管理局政企分开，我国民航业超常规发展，挤身航空大国行列；1997-2003年，由速度型转化为效益型，精简机构，航空公司与政府分离，机场关系得以理顺；2004-2008年，购买新飞机，增、扩航路，追加民航教育投资，中国民航实现第二次大发展，我国由航空大国向航空强国迈进。,第二章 民用航空器,民航概论,多媒体教学课件,上海交通职业技术学院（南校区）飞机机电教研室,RETURN,EXIT,第二章 民用航空器,AUDIO,CONTROLS,2.1 民用航空器的分类,2.2 飞行基本原理,2.3 飞机的基本结构,2.4 飞机的动力装置,2.5 飞机的电子仪表装置,RETURN,EXIT,2.1 民用航空器的分类和发展,AUDIO,CONTROLS,航空器的分类,民用飞机的分类,民用航空器的要求,一、航空器的分类,航空器,轻于空气的航空器,重于空气的航空器,飞艇,热气球,滑翔机,莱特兄弟制作的“飞行者1号”1903年首飞,B737 系列,A320 系列,波音787,A380,一、航空器的分类,轻于空气的航空器,非动力驱动：气球,动力驱动：飞艇,自由气球,系留气球,刚性飞艇,非刚性飞艇,一、航空器的分类,重于空气的航空器,非动力驱动：气球,动力驱动,滑翔机,风筝,飞机,扑翼机,旋翼航空器,二、民用飞机的分类,按用途分：,航线飞机,通用航空飞机,商业运输用，运输机,通用航空用,二、民用飞机的分类,航线飞机,客机,客货混装机,货机,二、民用飞机的分类,客机 1）按航程分：,远程客机,中程客机,短程客机,航程8000km,航程：30008000km,航程3000km,二、民用飞机的分类,客机 2）按发动机类型分：,活塞式,喷气式,涡喷式,涡桨式,涡扇式,涡轴式,客 机,二、民用飞机的分类,客机 3）按飞行速度分：,亚音速飞机,超音速飞机,高亚音速飞机,低速飞机,V400km/h,M：0.80.89,M1,客 机,二、民用飞机的分类,客机“协和”号超音速客机,原英国飞机公司和法国宇航公司联合研制的四发中程超音速客机，1969年实现首飞。1976年1月12日正式投入航线运营。,研制背景,二、民用飞机的分类,客机“协和”号超音速客机,共生产20架，其中16架投入运营，英航、法航各占8架。一直亏损运营，依靠政府补贴。航线：巴黎纽约；伦敦纽约。于2000年发生空难，随后于2003年正式退役。,运营状况,二、民用飞机的分类,客机“协和”号超音速客机三大弱点,经济性差 航程短 噪音污染严重,二、民用飞机的分类,客机“协和”号超音速客机,唯一投入商业飞行的超音速客机 誉为世界上最安全、最快速的飞机,历史意义,二、民用飞机的分类,客机4）按客座数分,小型飞机,中型飞机,大型飞机,客座数100,客座数100200,客座数200,客 机,二、民用飞机的分类,客机5）按机身直径分,宽体客机,窄体客机,机身直径3.75m,机身直径3.75m,客 机,二、民用飞机的分类,通用航空飞机1）公务机2）农业机3）教练机4）多用途轻型飞机,三、民用航空器的使用要求,安全、快速、经济、舒适、环保,RETURN,EXIT,2.2 飞行基本原理,AUDIO,CONTROLS,空气动力学基础,飞机上的作用力,飞机升力的产生,飞机的飞行控制,一、空气动力学基础,空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习和研究飞机的升力和阻力，首先要研究空气流动的基本规律。,理想流体，不考虑流体粘性的影响。不可压流体，不考虑流体密度的变化，Ma0.4。绝热流体，不考虑流体温度的变化，Ma0.4。,流体模型化,前缘,后缘,（一）连续性定理,流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的流体质量相等。,质量守恒定律是连续性定理的基础。,流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的流体质量相等。,1,2,S1,v1,S2,v2,设：单位时间内流过截面的流体质量为m，则有：,则根据质量守恒定律可得：,结论：空气流过一流管时，流速大小与截面积成反比。,（一）连续性定理,日常生活中的连续性定理,山谷里的风通常比平原大,河水在河道窄的地方流得 快，河道宽的地方流得慢,（二）伯努利定理,同一流管的任意截面上，流体的静压与动压之和保持不变。,能量守恒定律是伯努力定理的基础。,（二）伯努利定理,于是有：,动压，单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压力，是 空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。,静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中，静压 等于当时当地的大气压。,总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为，气流速度减小到零之点的静压。,深入理解动压、静压和总压,同一流线：总压保持不变。动压越大，静压越小。流速为零的静压即为总压。,伯努利定理适用条件,气流是连续、稳定的，即流动是定常的。,空气没有粘性，即空气为理想流体。,流动的空气与外界没有能量交换，即空气是绝热的。,深入理解动压、静压和总压,同一流管：截面积大，流速小，压力大。截面积小，流速大，压力小。,二、飞机 升力的产生,相同的时间，相同的起点和终点，小狗的速度和人的速度哪一个更快？,升力的产生原理,前方来流被机翼分为了两部分：一部分从上表面流过，一部分从下表面流过。,由连续性定理或小狗与人速度对比分析可知，流过机翼上表面的气流，比流过下表面的气流的速度更快。,流过上表面的气流,流过下表面的气流,升力的产生原理,升力的产生原理,上下表面出现的压力差，在垂直于（远前方）相对 气流方向的分量，就是升力。,机翼升力的着力点，称为压力中心(Center of Pressure),迎角,迎角：翼弦和相对气流方向的夹角。,升力公式,飞机的升力系数,飞机的飞行动压,机翼的面积。,升力系数随迎角的变化规律,当临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。,三、飞机上的作用力,升力垂直于飞行速度方向，它将飞机支托在空中，克服飞机受到的重力影响，使其自由翱翔。,阻力,阻力是与飞机运动轨迹平行，与飞行速度方向相反的力。阻力阻碍飞机的飞行，但没有阻力飞机又无法稳定飞行。,飞机的阻力系数,飞机的飞行动压,机翼的面积。,对于低速飞机，根据阻力的形成原因，可将阻力分为：,摩擦阻力(Skin Friction Drag)压差阻力(Form Drag)干扰阻力(Interference Drag)诱导阻力(Induced Drag),废阻力(Parasite Drag),粘性,升力,阻力产生原因,摩擦阻力,由于飞机表面上空气有粘性，气流与飞机表面发生粘滞摩擦而引起的与飞行方向相反的力，称为摩擦阻力。,影响摩擦阻力的因素,摩擦阻力的大小与附面层的类型密切相关，此外还取决于空气与飞机的接触面积和飞机的表面状况。,紊流附面层的摩擦阻力比层流附面层的大。飞机的表面积越大，摩擦阻力越大。飞机表面越粗糙，摩擦阻力越大。,压差阻力,压差阻力是由处于流动空气中的物体的前后的压力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。,压差阻力的产生,气流流过机翼后，在机翼的后缘部分产生附面层分离形成涡流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样机翼前后缘就产生了压力差，从而使机翼产生压差阻力。,影响压差阻力的因素,总的来说，飞机压差阻力与迎风面积、形状和迎角有关。迎风面积大，压差阻力大。迎角越大，压差阻力也越大。压差阻力在飞机总阻力构成中所占比例较小。,干扰阻力,飞机的各个部件，如机翼、机身、尾翼的单独阻力之和小于把它们组合成一个整体所产生的阻力，这种由于各部件气流之间的相互干扰而产生的额外阻力，称为干扰阻力。,飞机各部件之间的平滑过渡和整流包皮，可以有效地减小干扰阻力的大小。,诱导阻力,由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。,翼尖涡的形成,正常飞行时，下翼面的压强比上翼面高，在上下翼面压强差的作用下，下翼面的气流就会绕过翼尖流向上翼面。,这样形成的漩涡流称为翼尖涡。（注意旋转方向）,翼尖涡的立体形态,翼尖涡的形态,诱导阻力的产生,空气在翼尖形成漩涡，产生一个向下的下洗速度，使原来的相对气流速度方向发生改变，由vv，使升力L偏转到L，L的水平分量D，即为诱导阻力。如下图所示：,影响诱导阻力的因素,机翼平面形状：椭圆形机翼的诱导阻力最小。,展弦比越大，诱导阻力越小升力越大，诱导阻力越大平直飞行中，诱导阻力与飞行速度平方成反比翼梢小翼可以减小诱导阻力,翼梢小翼,翼梢小翼,激波阻力,对于高速飞行，除了上述四个阻力外，还产生激波阻力。产生原因当物体以接近于音速飞行时，物体前方形成一层剧烈压缩的空气层，该层空气密度增加，阻力增加，空气分子剧烈碰撞，使稳定增加，称为激波。激波导致：阻力增加，升力减小，形成“音障”。飞机速度接近和超过音速时，只有当推力增大到一定程度时，才能克服激波带来的阻力，突破音障。,马赫数M V：飞行速度；a：当地音速超音速飞机 在超越音障时，由于激波的传播，发出雷鸣般的声音，称音爆。超音速飞行，燃料消耗大，经济性差。高亚音速飞机在局部区域上可能达到或超过音速，产生局部激波。应尽可能推迟激波的产生，如采用后掠翼，超临界翼型。,阻力相关资料,总空气动力,升力和阻力之和称为总空气动力。,四、飞机的飞行控制,1.飞机的平衡,2.飞机的稳定性,3.飞机的操纵性,四、飞机的飞行控制,飞机的平衡1）机体轴系,四、飞机的飞行控制,飞机的平衡之：飞机的运动,绕横轴（OZ轴）的转动称为俯仰转动,绕立轴（OY轴）的转动称为偏航运动,四、飞机的飞行控制,飞机的平衡之：飞机的运动,绕纵轴（OX轴）的转动称为横滚运动,四、飞机的飞行控制,飞机的平衡之：飞机的运动,四、飞机的飞行控制,平衡的概念：所有作用于飞机的外力和力矩之和都等于零的状态为飞机的平衡状态。平衡包括：作用力平衡、力矩平衡飞机的纵向平衡飞机的横向平衡飞机的航向平衡,飞机的平衡,四、飞机的飞行控制,飞机的稳定性稳定性的概念,结论：欲使物体具有稳定性,飞机的稳定性是指，飞机受扰偏离原平衡状态，偏离后飞机能自动恢复到原平衡状态的能力。,物体在受到扰动后能够产生稳定力矩，使物体具有自身恢复到平衡状态的趋势,在恢复过程中同时产生阻力力矩，保证物体最终恢复到平衡状态,四、飞机的飞行控制,飞机的稳定性俯仰稳定性方向稳定性横侧稳定性,四、飞机的飞行控制,2.1 飞机的俯仰稳定性,什么是俯仰稳定性,飞机的俯仰稳定性，指的是飞行中，飞机受微小扰动以至俯仰平衡遭到破坏，在扰动消失后，飞机自动趋向恢复原平衡状态的特性。,俯仰稳定性的实现,飞机的俯仰稳定性，由水平尾翼产生的俯仰稳定力矩实现。,水平尾翼,正常布局的飞机的平尾的安装角通常要比机翼的安装角更小。,平尾产生俯仰稳定力矩,瞬间受扰机头上抬,俯仰稳定力矩,2.2 飞机的方向稳定性,什么是方向稳定性,飞机的方向稳定性，指的是飞行中，飞机受微小扰动以至方向平衡遭到破坏，在扰动消失后，飞机自动趋向恢复原平衡状态的特性。,方向稳定性的实现,主要由垂尾产生方向稳定力矩来实现。,上反角和后掠角的设计等也能够使机翼产生方向稳定力矩。,其他方向稳定力矩的产生,上反角,机身,四分之一翼弦连线,2.3 飞机的横向稳定性,什么是横向稳定性,飞机的横向稳定性，指的是飞机绕纵轴的稳定性，也叫侧向稳定性。影响侧向稳定性的主要因素是机翼的上反角、后掠角和垂尾的大小。,横侧稳定性主要由侧滑中机翼的上反角和后掠角产生,上反角产生的横侧稳定力矩,上反角情况下，侧滑前翼的迎角更大，升力大于侧滑后翼的升力，从而产生绕纵轴的横侧稳定力矩。,后掠角产生的横侧稳定力矩,后掠角情况下，侧滑前翼的有效分速大，因而升力大于侧滑后翼的升力，从而产生横侧稳定力矩。,2.4 飞机的方向稳定性和横侧稳定性的关系,飞机的横侧稳定性过强而方向稳定性过弱，易产生明显的飘摆现象，称为荷兰滚。,飞机的横侧稳定性过弱而方向稳定性过强，在受扰产生倾斜和侧滑后，易产生缓慢的螺旋下降。,飞机的方向稳定性与横侧稳定性是相互关联的。,2.4 飞机的稳定性分析,飞机的稳定性是飞机本身应具有的一种特性。飞机的的稳定性是相对的、有条件的。,3.飞机的操纵性,操纵性的定义 飞机的操纵性是指飞机在飞行员操纵升降舵、方向舵和副翼下改变其飞行状态的特性。,俯仰操纵性方向操纵性横侧操纵性,3.1 飞机的俯仰操纵性,飞机的俯仰操纵性是指飞行员操纵驾驶盘偏转升降舵后，飞机绕横轴转动而改变其迎角等飞行状态的特性。,飞机的俯仰操纵性主要由升降舵实现,3.2 飞机的方向操纵性,飞机的方向操纵性是指飞行员操纵方向舵以后，飞机绕立轴偏转而改变其侧滑角等飞行状态的特性。,驾驶员踩脚蹬，带动垂直尾翼上的方向舵偏转，产生向右附加气动力会打破原有方向平衡，使飞机机头偏转（图示为左偏操纵）。,飞行中方向操纵（改变侧滑角）的基本原理,3.3 飞机的横侧操纵性,飞机的横侧操纵性是指飞行员操纵副翼以后，飞机绕纵轴转动而改变其滚转角速度、坡度等飞行状态的特性。,飞机横侧操纵原理,两个副翼上的不同升力差会打破原有横侧平衡，使飞机开始滚转。,3.4 飞机的方向操纵性和横侧操纵性的关系,蹬左舵，机头左偏，导致右侧滑，侧滑前翼升力大于侧滑后翼升力（即横侧稳定力矩），飞机左滚。压左盘，飞机左滚，导致左侧滑，垂尾附加侧力使机头左偏（即方向稳定力矩）。结论：在操纵效果上，存在盘舵互换（但效率不高）。,3.5 影响飞机操纵性的因素,飞机重心位置前后移动对操纵性的影响和重心的前后极限位置。,飞行速度对飞机操纵性的影响。,飞行高度对操纵性的影响,迎角对横侧操纵性的影响横侧反操纵的现象。,第三章 航空器活动的环境及导航,民航概论,多媒体教学课件,上海交通职业技术学院（南校区）飞机机电教研室,RETURN,EXIT,第三章 航空器活动的环境及导航,AUDIO,CONTROLS,大气层基本介绍,空中导航,第一节 大气层,本节内容：一、大气物理参数二、大气各物理参数随高度的变化三、大气的分层四、国际标准大气和飞行高度的确定,一、大气物理参数（一）、空气的密度（）1、概念：单位体积内的空气质量 2、公式：,第一节 大气层,第一节 大气层,3、单位：标准单位为 工程单位为,4、对概念的理解（与人口密度比较理解）,第一节 大气层,（二）、空气的温度（T）1、概念：空气的温度指空气的冷热程度。2、定理：布朗运动 气体的温度越高，空气分子不规则运动的越快，分子的平均动能越大。,第一节 大气层,3、单位：（1）摄氏温度（2）华氏温度 F,两者之间的换算关系：（3）绝对温度 K,第一节 大气层,（三）、空气压力 P 气压 1、概念：空气的压强，物体单位面积上所承受的空气的垂直作用力。2、产生原因：从布朗运动方面理解3、方向及大小方向:各个方向大小：大气压物体单位面积上所承受的大气气柱的重量,第一节 大气层,4、单位 工程上 公斤/平方米 公斤/平方厘米 标准单位 帕斯卡（Pa）牛/平方米（）毫米汞柱（mmHg）,第一节 大气层,（四）、音速 1、概念：声音在静止的空气中传播的速度。2、单位：米/秒（）,第一节 大气层,二、大气各物理参数随高度的变化 1、温度 在11Km以下，每升高1Km，温度下降在11Km到3540Km的距离，温度保持在 飞机一般在以上高度范围内活动。,第一节 大气层,2、密度 地球外层空气的存在是因为地球的引力将其包围在自己的周围 随高度的增加，空气的密度就会越小,第一节 大气层,3、压力大气压力是物体单位面积上所承受的大气柱的重量 随高度的增加，大气压力降低。,第一节 大气层,4、对飞行的影响飞行高度太高，空气密度很小，发动机的效率就会很低飞行高度太高，空气压力很小，对飞机结构、机载设备、机上人员都是很大的威胁。,第一节 大气层,三、大气的分层据距地面高度及大气内的气流特点分为：对流层平流层中间层电离层散逸层,第一节 大气层,（一）、对流层（变温层）1、高度,第一节 大气层,2、特点（1）、高度增加，温度下降；（2）、风向风速经常变化（3）、空气上下对流剧烈（4）、气象多,第一节 大气层,3、对飞机飞行的影响温度变化对飞行的影响：飞机结冰，影响气动外形、对机载设备和人体也有危害；风速、风向的变化及空气对流：使飞机颠簸等；云、雨、雾、雪等影响能见度。,第一节 大气层,（二）、平流层（恒温层）1、高度：对流层以上距地面3540Km,第一节 大气层,2、特点：（1）、恒温 受地面影响小；（2）、水蒸气少，因此没有云、雨、雾、雪等气象；（3）、密度小，风向稳定，没有对流，空气水平流动。,第一节 大气层,（三）、中间层 1、高度：平流层以上距地面80100Km 2、特点：（1）、空气的温度先升高后降低（2）、有风，且风速很大。,第一节 大气层,（四）、电离层（暖层）1、高度：中间层以上距地面800Km 2、特点：（1）、温度高（2）、空气分子被电离,第一节 大气层,（五）、散逸层 1、高度：电离层以上距地面20003000Km 2、特点：几乎不受地球引力的束缚,第一节 大气层,四、国际标准大气和飞行高度的确定（一）、国际标准大气的规定1、规定国际标准大气的意义 制定统一的标准 2、规定的前提,第一节 大气层,3、规定：海平面的高度为零，在海平面，空气的标准状态是：,第一节 大气层,（二）、飞行高度的确定为了飞机的飞行安全，飞机在不同的飞行阶段，需要使用不同基准的高度。主要有：场压高度海平面气压高度标准气压高度,第一节 大气层,1、场压高度（QFE）机场当地海拔高度的气压高度为零，飞机高度表上表示出来的高度就是机场上空的相对高度距离 起飞和降落阶段使用,第一节 大气层,2、海平面气压高度（QNH）以当地实际海平面的气压数据作为高度的基准面，飞机高度表上表示出来的高度就是飞机的实际海拔高度 爬升和下降阶段使用,第一节 大气层,3、标准气压高度（ISA）以国际标准大气的基准面得到的高度称为标准气压高度 巡航阶段使用,第一节 大气层,插图各个高度的定义,第一节 大气层,第二节 空中导航,导航：一个物体在运动中确定它的空间或地面的位置和方向的方法。导航中，由于是用某种方法对地面位置和方向的确定，那么，学习地球的有关知识是有必要的。,第二节 空中导航,本节内容：一、地球的有关知识 二、地球的运动和时间三、空中导航,第二节 空中导航,一、地球的有关知识地球的形状:椭圆球体 地轴:地球自转所围绕的轴南北极：地轴在地表的两个端点,第二节 空中导航,1、地球的经纬度 1）、纬度 a）赤道平面（概念 特点)b）赤道(概念)c）纬度(概念、表示方法)d）纬线(概念)e）纬圈（概念 特点),第二节 空中导航,2）、经度 a）经圈（概念)b）经线（子午线）(概念、表示方法)c）经度(概念、表示方法),第二节 空中导航,2、方向、距离和坐标 1）、方向 方向一般用方向和方位角来表示，两者 的概念,第二节 空中导航,2）、距离 距离：地球表面两点之间连线的长度 为弧度长度。,第二节 空中导航,距离的定义：大圆的周长 公里 纬度每差1度的距离为：,第二节 空中导航,1米定义为通过巴黎经圈的四千万分之一。1海里定义为大圆上1分的长度：,第二节 空中导航,3）、航线 a）航线的基本概念 b）主要使用大圆航线和等角航线 大圆航线(概念、特点)等角航线(概念、特点),第二节 空中导航,二、地球的运动和时间1、时间和时刻时刻：描述运动顺序性，时间的一点。时段：描述运动持续性，时间的一段。时间包括了时刻和时段两方面的概念。,第二节 空中导航,2、地球的运动1）、地球运动的时间关系2）、地球运动的角度关系,第二节 空中导航,3、时刻的种类及相互关系1）、地方时（定义、特点）2）、区时（定义、表示方法、特点、国际日期变更线的基本定义）3）、北京时间（定义、特点）4）、世界时（定义、特点）,第二节 空中导航,4、协调世界时基本定义意义特点,第二节 空中导航,三、空中导航1、导航的基本概念导航是指一个物体在运动钟确定它在空间或地面的位置和方向的方法。,第二节 空中导航,2、导航的基本发展过程1）早期：陆上使用各种标志、太阳或其它天体来确认方向；海上使用指南针、六分仪等；航空上采用地面标志和航空地图。,第二节 空中导航,2）气压仪表时代出现了领航学；3）无线电技术和电子技术发展时代电子综合仪表系统实现了导航的自动化。,第二节 空中导航,3、导航主要参数的确定导航主要的参数有航向、地速、时间和高度。时间和高度已在前面有所介绍，以下主要介绍航向和速度两个参数。,第二节 空中导航,1）、飞行中速度的确定空速（概念）地速（概念）航迹（概念）航迹角（概念）航行速度三角形,第二节 空中导航,2）、飞行中方向的确定 a）、航向的种类及它们之间的换算真经线、真航向(ZX)；磁经线、磁差()、磁航向(CX)；罗经线、罗差()、罗航向(LX)；附图,第二节 空中导航,b）、由无线电导航台确定方向电台相对方位角 电台方位角 飞机方位角 附图,第二节 空中导航,4、导航的设备系统 包括地面设备和机载设备,第二节 空中导航,1）、目视飞行导航及使用的设备 a）目视导航 b）推测导航 c）使用的机械工具和仪表 航空地图、磁罗盘、六分仪、时钟、计算工具 d）地面导航设备,第二节 空中导航,2）、仪表飞行的航线导航设备 a）指点信标 b）无方向信标(NDB)c）区域导航,第二节 空中导航,甚高频全向信标(VOR)、测距仪DME、惯性导航INS、卫星导航系统等见第二章第六节,第四章 空中交通管理,民航概论,多媒体教学课件,RETURN,EXIT,第四章 空中交通管理,AUDIO,CONTROLS,4.1 概述,4.2 空中交通服务,4.3 空中交通管制服务,4.4 航行情报服务,4.5 空域管理和流量管理,4.6 新航行系统,4.1 概述,空中交通管理的发展阶段,空中交通管理的任务,空中交通管理的组成,一、空中交通管理的发展阶段,第一阶段：航空活动初期 目视飞行规则,第二阶段：19341945年 以程序管制为核心的空中交通管制,第三阶段：194520世纪80年代 雷达管制和仪表着陆系统；,第四阶段：20世纪80年代 空中交通管理取代空中交通管制；,1930s后期出现了交通管制员,二、空中交通管理的任务,基本任务：,使航空公司或经营人能够按照原来预定的起飞时间和 到场时间飞行；,飞行实施过程中，尽量使受限制的程度降到最小（少）；,飞行实施过程中，保证在不降低安全系数前提下有序 运行。,三、空中交通管理的内容,4.2 空中交通服务,空中交通服务的目标,空中交通服务的组成,间隔标准,飞行规则,通信标准,一、空中交通服务的目标,防止空中的航空器相撞，防止出现各种事件,防止飞机和障碍物在起飞、降落及其相关区域出现 相撞等事故或事件,在航空器遇险或需要提供搜寻、救援服务时，通知 各保障单位及时开展工作,对空域内飞行的航空器进行切实有效的管理，加速 空中交通流量，维持良好运行秩序,为航空器提供各种建议、情报、信息来避开危险天 气及各种限制性空域，确保其安全、有序地运行,二、空中交通服务的组成,空中交通管制服务（ATC）,在航路上的管制,在飞机离场或到场时的管制,机场控制,飞行情报服务（FIS）,告警服务（AS),告警服务：当航空器处于搜寻和救援等紧急状态时，向有关单位发出通知，并给予协助的服务。,紧急状态包括：发动机故障、无线电通信失效、座舱失压、遭遇空中非法劫机等。,三、间隔标准,目的：保证任何两个航空器之间有足够的距离，防止航 空器相互危险接近和相撞,垂直间隔,高度层：国际标准大气一1013.2毫巴为基准，按每 100英尺作为一个高度层。,高度层间隔,国际标准,国内标准,垂直间隔,国际标准,C）北大西洋上空，已取消FL290的限制，在整个空域内，两航空器之间采用1000英尺的间隔。,A）29000英尺（8850m、FL290）以下（含29000英尺）：每2000英尺（600m）为一个顺向高度层；磁航迹在0179的飞机使用的是奇数高度层；磁航迹在180359的飞机使用的是偶数高度层。,B）29000英尺（8850m、FL290）以上：每4000英尺（1200m）为一个顺向高度层；,垂直间隔,国内标准,C）12000m以上，以1000m为一高度层间隔。,A）6000m以下：以300m为一高度层间隔；,B）6000m12000m：以600m为一高度层间隔；,水平间隔,水平间隔,横向间隔：航空器侧方的最低间隔距离,间隔规定：,目视导航：可用指示出的不同的地理坐标来确定间隔；VOR导航：两航空器航迹的夹角至少大于15，距离大于15海里；NDB导航：两航空器航迹的夹角不小于30，距离大于30海里；推测导航：两航空器航迹的夹角不小于45，距离大于15海里。,水平间隔,纵向间隔：使用同一航道和在机场起飞和进近的 间隔规定,间隔规定：,A）时间间隔：航空站飞机放行间隔规定；航空站进场飞机间隔规定；同时有进场、离场飞行时的间隔规定；区域管制的间隔规定；马赫数间隔规定；涡流间隔规定;B）距离间隔：飞机用测距仪（DME）定位，可用距离间隔,四、飞行规则,通用飞行规则,保护人身和财务的安全；避免碰撞：航空器不得飞近到与另一个航空器有可能相撞的区域；除特殊允许，不得到禁区飞行。航路权（优先通行权）：进近时：两架飞机相向飞行，各自右转；交汇时：左面的航空器给右面的让路；超越时：超越者要改变高度或者向右转；降落时：空中或地面的飞机为在最后着陆的飞机让出航道；高度高的飞机为高度低的飞机让路；起飞时：滑行的飞机为起飞飞机让路。机上灯光标志：飞机必须按规定装有防撞灯和导航灯；在机场附近要按机场上空规则飞行。飞行计划：飞机每次飞行都要向空管部门提交飞行计划；时间：使用世界协调时间，24小时时制计时；空中交通管制的要求：空管许可、位置报告；,目视飞行规则、仪表飞行规则,每次飞行，或执行目视飞行规则，或执行仪表飞行规则。,执行条件：气象条件 目视飞行气象条件：最低的能进行目视飞行的天气条件 Visual Meteorological Conditions-VMC 仪表飞行气象条件Instrument Meteorological Condition-LMC,五、通信标准,频率分配：,语言的规范：为防止数字、字母和词意的混淆造成不良后果，国际 民航组织组织对通话用的数字、字母及空管用的专门 词语的发音和解释都作了规定。,4.3 空中交通管制服务,空中交通管制的任务与组织,机场管制服务,进近管制,区域（航路）管制,程序管制,雷达管制,一、空中交通管制的任务与组织,空中交通管制的目的：防止航空器与航空器及障碍物相撞，使空中交通有序高效地运行。,空中交通管制的任务：为每个航空器提供其他航空器的即时信息和动态。由这些信息确定各个航空器之间的相对位置。发出管制许可，使用许可和信息防止航空器相撞，保障空中交通通畅。用管制许可来保证在控制空域内各航班的间隔，保证飞行安全。从航空器的运动和发出的许可的记录来分析空中交通状况，从而对管制的方法和间隔的使用进行改进，使空中交通的流量提高。,一、空中交通管制的任务与组织,空中交通管制的组织：,机场范围内,进近管制服务,航路管制服务,机场控制塔台（TWR）在起落航线上为飞行提供的管制服务,多用于