航空运载工具原理及应用-POWERPOINTPRESENTATION.ppt

第5章 航空运载工具原理及应用,航空运输是指使用航空器运送人员、行李、货物和邮件的一种运输方式。,5.1 航空运输系统的发展及其特性,5.1.1 航空运输的发展过程,航空运输的历史可以追溯到19世纪70年代。使用飞机的航空运输则始于1918年5月5日在纽约华盛顿芝加哥间。第一次世界大战结束后，就有更多的欧美国家开始使用飞机运送人员和邮件。第二次世界大战中，喷气技术开始在航空领域应用，远程轰炸机和军用运输机在战争中得到很大发展。大战结束后，战争中发展起来的航空技术转入民用，定期航线网在全世界逐步展开。20世纪50年代初，大型民用运输机陆续问世；60年代，航空运输进入现代化的世界航空运输时代。,目前，世界航空运输业已发展成为一个规模庞大的行业。以世界各国主要都市为起讫点的世界航线网已遍及各大洲。,我国的航空运输事业在中华人民共和国成立以前的30余年里发展缓慢。在19291949年的20年时间里，航空运输的总周转量只有2亿tkm。中华人民共和国成立以后，航空运输事业得到较快的发展。目前，我国民航已拥有大、中、小各种类型的飞机配套的机群。截至2002年底，民航拥有的飞机已达到1 095架，完成的旅客周转量达到1 268.7亿人km，约为1950年民航旅客周转量的13 000倍，航线里程达155.4万km。,我国筹办民用航空运输始于1918年3月，当时北洋政府交通部成立筹办航空事宜处，1919年2月在国务院下又开设航空事务处，1921年两处合并，改组为航空署，掌管全国航空事务。,航空运输之所以能在短短半个多世纪内得到快速的发展，是与其自身所具有的特征分不开的。航空运输的特征主要表现在以下几个方面。,5.1.2 航空运输的特征,1 航空运输的技术经济特征,（1）高科技性,（2）高速性,（3）高度的机动灵活性,（4）安全可靠性和舒适性,（5）建设周期短、投资少、回收快,（6）运输成本高,2 航空运输的生产组织、经营管理特征,（1）飞行距离远,（2）飞机与机场分离,（3）适用范围广泛,（4）具有环球性及国际性,航空运输设备体系由机场、飞机和通信导航设备3大部分组成。,5.2 机场设备,5.2.1 机场的功能、分类和构成,1 机场的功能,机场是供飞机起飞、着陆、停驻、维护、补充给养及组织飞行保障活动所用的场所。机场是航空运输系统的一个实体组成部分，也是航空运输系统中机场、航空公司、用户3大部分的相互作用点。,机场、飞机和航路构成了民用航空运输系统。从运输角度看，民航运输机场是空中运输和地面运输的转接点。它一方面要向空中送走起飞的飞机，迎来着陆的飞机；另一方面要向陆地供客、货和邮件进出。机场可实现运输方式的转换。民用运输机场的基本功能是为飞机的运行服务，为旅客、货物及邮件的运输服务以及其他方面的服务。,2 机场类别和等级的划分,（1）机场类别,按服务对象划分，分为军用机场、民用机场和军民合用机场。民用机场又分为商业运输机场、通用航空机场以及用于科研、生产、教学和运动的机场。民用机场还可分为地方机场与国家机场。大型民航运输机场又称为“航空港”。,按航线性质划分，可分为国际航线机场（国际机场）和国内航线机场。,按机场在民航运输网络系统中所起作用划分，分为枢纽机场、干线机场和支线机场。,按机场所在的城市的性质、地位划分，可分为I类机场、类机场、类机场和类机场。,I类机场，即全国经济、政治、文化大城市的机场，是全国航空运输网络和国际航线的枢纽，运输业务繁忙，除承担直达客货运输外，还具有中转功能。,类机场即省会、自治区首府、直辖市和重要的经济特区、开放城市和旅游城市，或经济发达、人口密集城市机场，可以建立跨省、跨区域的国内航线，是区域或省区内民航运输的枢纽，有的可开辟少量国际航线，亦称为干线机场。,类机场，即国内经济比较发达的中小城市，或一般的对外开放和旅游城市的机场，除区域和省区内支线外，可与少量跨省区中心城市建立航线，故也称为次干线机场。,类机场，即省、自治区内经济比较发达的中小城市和旅游城市，或经济欠发达、地面交通不便城市的机场，航线主要是在本省区内或连接邻近省区。这类机场也称为支线机场。,按旅客乘机目的划分，可分为始发终程机场、经停（过境）机场和中转（转机）机场。,（2）机场等级,为了合理地配备机场的人员和相应设施，以保障飞机安全、有序和正点起降，促进优质服务并提高经济效益和社会效益，必须给机场划分等级。可按不同要求来划分机场的等级。,飞行区等级,机场可根据飞机飞行特性和尺寸进行分类。国际民用航空组织（International Civil Aviation organization，ICAO）规定，飞行区等级由第一类代码（等级指标）和第二要素代码（等级指标）的基准代号划分用来确定跑道长度或所需道面强度，即能起降机型的种类。,表551 飞行区基准代号,跑道导航设施等级,跑道导航设施等级按配置的导航设施能提供飞机以何种进近程序飞行来划分。,非仪表跑道供飞机用目视进近程序飞行的跑道，代码为V。,仪表跑道供飞机用仪表进近程序飞行的跑道，可分为：,a 非精密进近跑道能足以对直接进近提供方向性引导，代码 NP。,b I类精密进近跑道能供飞机在决断高度低至60m和跑道视程低至800m时着陆的仪 表跑道，代码为CATI。,c 类精密进近跑道能供飞机在决断高度低至30m和跑道视程低至400m时着陆的仪 表跑道，代码为CAT。,d 类精密进近跑道，可引导飞机直至跑道，并沿道面着陆及滑跑，代码为CAT。,航站业务量规模等级,广州白云机场航站楼,按照航站的年旅客吞吐量或货物（及邮件）运输吞吐量来划分机场等级。业务量的大小与航站规模及其设施有关，也反映了机场繁忙程度和经济效益。,5.2.2 机场构成，,一般可将机场分为空侧和陆侧两部分。空侧是受机场当局控制的区域，包括飞行区、站坪及相邻地区和建筑物，进入该区是受控制的。陆侧是为航空运输提供服务的区域，是公众能自由进出的场所和建筑物。航站楼是这两部分的分界处。从图中可看出，机场主要由飞行区、航站区及进出机场的地面交通系统3部分构成。,图521 机场系统,机场平面图,1 飞行区,飞行区是机场内用于飞机起飞、着陆和滑行的区域，通常包括用于飞机起降的空域在内，它是航空港的主要区域，占地面积最大。飞行区主要包括跑道、滑行道和停机坪等，它的各部分的宽度、坡度和间距必须同飞机性能、驾驶员技术和天气条件等相适应。,1）跑道,（1）跑道的构成,跑道是机场工程的主体。机场的构形主要取决于跑道的数目、方位及跑道与航站区的相对位置。跑道是供飞机起降的一块长方形区域。它提供飞机起飞、着陆、滑跑以及起飞滑跑前运转的场地。因此，跑道必须有足够的长度、宽度、强度、粗糙度、平整度以及规定的坡度。跑道数目取决于航空运输量的大小，跑道方位主要与当地风向有关。,跑道系统由结构道面、道肩、防吹坪和跑道安全地带组成。它们与起飞及着陆有直接关系，构成了起飞着陆区。,图526 跑道平面布置图,跑 道,（2）跑道形式 跑道的基本形式可以是平行、交叉或开口V形非平行跑道可以避开过大的侧风，平行跑道的间距、交叉跑道交叉点的位置对跑道容量（单位时间内可能容纳的最大飞机运行次数）是有影响的。,图527 跑道形式,（3）跑道的长度 跑道的长度是机场的关键参数，是机场规模的重要标志，它直接与飞机起降安全有关。设计跑道长度主要是依据预计使用该机场飞机的起降特性（特别是要求跑道最长的那种机型的构形和性能特点）。此外，跑道长度还与下列因素有关：航程长度；飞机起降质量与速度，飞机起飞（或降落）质量越大，离地速度（或间接速度）越大，滑跑距离就越长；机场所在环境，如机场的标高和地形；气象条件，特别是地面风力、风向和气温等；跑道条件，如表面状况、湿度和纵向坡度等。,（4）跑道的方位和跑道的数量 跑道的方位即跑道的走向。飞机最好是逆风起降，而且过大的侧风将妨碍飞机起降。因此，跑道的方位应尽量与当地常年主导风向相近。跑道的方位还受到周围地形、机场发展规划、可用面积大小以及相邻机场状况的影响。跑道方位以跑道磁方向角度表示，由北顺时针转动为正。跑道的数量主要取决于航空运输量。运输不很繁忙，且常年风向相对集中的机场，只需单条跑道，运输非常繁忙的机场，则需要两条或多条跑道。,飞机在跑道上滑跑、起飞、着陆不可能总是沿着中心线，可能会有偏离，有时还要掉头。因此，跑道应有足够的宽度，但也不宜过宽，以免浪费土地。跑道横向应有坡度，且尽量采用双面坡，以便加速道面的排水。当采用双面坡时，中心线两侧道面要有良好的平整度，使飞机在高速滑跑时不产生颠簸，否则乘客将感觉不舒服，且妨碍驾驶员对飞机的操控，还会造成雨后积水，引起飞机“飘滑”。跑道道面应具有良好的摩擦特性，以便保证飞机滑跑时的稳定性、着陆滑跑和中断起飞时飞机的减速，以及飞机接地时机轮的正常转动。,（5）跑道的宽度、坡度、平整度和粗糙度,2）滑行道,滑行道是机场内供飞机滑行的规定通道。滑行道的主要功能是提供从跑道到航站区和维修库的通道，使已着陆的飞机迅速离开跑道，不与起飞滑跑的飞机相干扰，并尽量避免延误随即到来的飞机着陆。此外，滑行道还提供了飞机由航站区进入跑道的通道。滑行道可将性质不同的各功能分区（飞行区、航站区等）连接起来，使机场最大限度地发挥其容量潜力并提高运行效率。滑行道应以实际可行的最短距离连接各功能分区。,滑行道系统主要包括：主滑行道、进出滑行道、飞机机位滑行通道、机坪滑行道、辅助滑行道、滑行道道肩及滑行带。,3）停机坪,停机坪也可称为“试车坪”或“预热机坪”，通常设置于邻近跑道端部。活塞式飞机可在此做起飞前的最后检查。等待起飞机坪应能容纳24架飞机。停机坪供飞机长时间停放、满载滑进滑出，其受载条件与跑道端部相近，因此其厚度亦应与跑道端部相等。,停机坪包括站坪、维修机坪、隔离机坪、等候机位机坪等，停机坪上设有供飞机停放的划定位置，即机位。航站楼空侧所设停机坪称作站坪，可供飞机滑行、停住机位、停靠门位以便上下旅客、行李和货邮及加油。站坪包括客机坪和货机坪。,停机位图一般只包括停机坪、停机位、以及和停机坪相连接的滑行道信息，有些机场没有单独的停机位图。,图528 停机位图,停 机 坪,2 航站区,航站区是飞行区与机场其他部分的交接部。航站区设备包括航站楼、助航设施地面活动引导和管制系统、地面特种车辆和常务设备等。航站区系统包括旅客航站系统、机坪门位系统、机场维护与管理系统等。,图528 小型机场航站区平面布局图,图529 广州白云机场航站楼,1）航站楼,（1）航站楼的基本功能 候机楼是为旅客提供地面服务的主要建筑物，又称航站楼，通常根据跑道和通往城市公路的布局而设置在航空港内比较适中的地点。其基本功能是保证出发、到达和中转的旅客能迅速而有秩序地登上飞机或离开机场，同时为旅客或迎送亲友的客人提供候机和休息等场所。,（2）航站楼的设施,其主要设施有旅客服务设施、生活保证设施、行李处理设备和行政办公用房等。旅客服务设施有：航空公司售票、问讯柜台，登记客票、交运行李服务柜台，安全检查、出入境管理、海关检查、卫生检疫等柜台，有线广播设备，进出港航班动态显示装置和旅客等级设施等。此外，还有为接送旅客者使用的迎送厅、了望平台等设施。生活保证设施主要有：旅客休息室、游乐室、餐厅、酒吧间、食品饮料自动出售设备，以及其他公共设施，如银行、邮局、书报摊、商品部和旅馆及出租车预订柜台等。行李处理设备有：行李分拣装置、行李车、传送带、行李提取柜台等。行政办公用房、航空公司业务用房等，根据业务需要设置，不对我旅客开放。,（3）航站楼的布局和登机口布置方式,航站楼按登机口布置方式不同，可分为前列式、廊道式、卫星式和综合式四种。,2）航站区系统,（1）旅客航站系统,旅客航站系统包括3部分：,旅客进出航站部分：旅客从出入机场的交通方式到办理旅客进程的通道交接面。该部分的活动包括车流流通、停车、旅客上、下车与出入机场等；主要设施包括供旅客上下机和迎送者使用的通路；为出入航站楼的车辆提供停靠位置；汽车停车设施；车辆进入航站楼的行车通道；停车设施与航站楼间的各种人行过道、地道、桥梁和自动设施；为航空货运、加油站、邮政、消防等服务的各项设施。,飞行交接部分：旅客从办理进程部分到登乘飞机或下机后出站。主要活动包括：旅客上下机和出站。其主要设施包括出站厅以及去出站厅和航站其他部分的过厅；旅客登机设备；航空公司工作场所；保安设施及航站服务场所等。,办理旅客进程部分：办理旅客准备开始或结束其空中旅行的进程，包括办理机票和登机手续、托运和提取行李、客运检查和保安工作等。其主要设施应有为航空公司用于办理机票事务、受托和交付行李的柜台和办公场所；航站楼服务场所；旅客候机大厅及楼梯、过道等设施，发送、到达与中转行李场所；机场管理和服务场所；各种检查设施等。,（2）机屏门位系统,机坪是航站楼与飞行区之间的连接区域。它包括停机的地面、飞机进出停机地面所用的 回旋和滑行地面。停机地面上飞机应按门位停放、停机门位的大小由飞机门位的数目、门位的大小及门位上飞机停放的类型确定。飞机的停放类型指飞机停放位置相对于航站楼的样式。,图55 飞机停放类型,图56 飞机停放时的地面服务,3 目视助航设施,目视助航设施是指在机场及其附近地区为给驾驶员操纵飞机起飞、着陆和滑行提供目视引导信号而设置的设施，主要包括助航灯光、标志和标志物。,助航灯通常由机场灯标、进近灯、目视下滑角度指示、着陆区灯、跑道灯、滑行道灯和障碍灯几部分组成。机场灯标是安装在机场区域内的一具强闪光灯标，用以标志机场位置。在一个地区机场较多时，还设有识别灯标，它以闪光的方式播发标志机场代号的莫尔斯电码。,标志是指在跑道和飞机活动地区道面上标出的鲜明的白色或黄色线条、字码和符号，包括跑道号码标志、跑道中线标志、跑道边线标志、人口标志、接地地带标志、定距标志、滑行道中线标志、滑行等待位置标志和停机坪上各种引导线。,标志物是利用不同形状和涂色以传达信息的设施，有照明和不照明的，有带文字符号和不带文字符号的，如风向标、着陆方向标、信号板、铺筑面不作为使用标志物、全向信标机场校准点标记牌、各种滑行引导标记牌等。,由于无线电导航设备性能日益提高，运输机驾驶员已有可能利用这种设备进行自动着陆。但是自动着陆所需的地面设备和机载设备造价昂贵，而现代化目视助航设施则造价低廉，并能保证绝大多数机场常年不致由于能见度低而关闭。因此，目视助航设施将不会完全被电子设备所取代。,4 航空港与城市的关系,航空港是随着城市的发展而建立的，它的建设和发展，又促进了城市的建设和繁荣。但是，航空港也给城市发展带来一些环境问题，如飞机和机场噪声对城市的干扰，航油和排放的其他有害物质造成的环境污染，以及航空港扩建和城市发展在用地方面产生的矛盾等。另外，为了便于客、货运输，航空港距市区不宜过远，并应备有快速、方便的地面交通线。因此，在航空港的建设中，航空港选址问题是城市建设规划中的一个重大课题，必须通盘考虑，妥善安排。,5.2.3 通讯与导航设施,1 通信设备,民航客机用于和地面电台或其它飞机进行联系的通信设备包括:高频通信系统（HF）,甚高频通信系统（VHF）,选择呼叫系统（SELCAL）。,（1）高频通信系统（HF）一般采用两种制式工作，即调幅制和单边带制，以提供飞机在航路上长距离的空与地或空对空的通信。它工作在短波波段，频率范围一般为230MHz。,香港国际机场高频操作台,（2）甚高频通信系统（VHF）一般采用调幅方式工作，主要提供飞机与地面塔台、飞机与飞机之间近距离视线范围的话音通信。频率范围一般为113135.975MHz。,（3）选择呼叫系统（SELCAL）选择呼叫指地面塔台通过高频或甚高频通信系统对指定飞机或一组飞机进行联系。当被呼叫飞机的选择呼叫系统收到地面的呼叫后,指示灯亮、钟响,告诉飞行员地面在呼叫本飞机。,2 导航设备,民航客机的导航主要依赖于无线电导航系统，其设备有：甚高频全向无线电信标/测距仪系统（VOR/DME）,无方向性无线电信标系统（NDB）,仪表着陆系统（ILS）等。,（1）甚高频全向无线电信标/测距机系统（VOR/DME）,甚高频全向信标系统（V0R）是一种近程无线电导航系统。它由地面发射台和机载设备组成。地面设备通过天线发射从VOR台到飞机的磁方位信息,机载设备接受和处理该信息,并通过有关指示器指示出飞机到VOR台的磁方位角。测距机（DME）是为驾驶员提供距离信息的设备。它由机载测距机和地面测距信标台配合工作,（2）无方向性无线电信标系统（NDB）,仪表着陆系统,1949年被ICAO确定为飞机标准进近和着陆设备。它能在气象恶劣和能见度差的条件下,给驾驶员提供引导信息,保证飞机安全进近和着陆。,无方向性信标系统（NDB）,即导航台,是用来为机上无线电罗盘提供测向信号的发射设备。根据要解决的导航任务,导航台可以设置在航线上的某些特定点、终端区和机场。航线上导航台,可以引导飞机进入空中走廊的出、入口,或到某一相应的导航点以确定新的航向。终端区的导航台,用来将飞机引导到所要着陆的机场,并保证着陆前机动飞行和穿云下降,也用来标志该机场的航线出口位置。机场着陆导航台，用来引导飞机进场,完成机动飞行和保持着陆航向。,（3）仪表着陆系统（ILS）,3 监视设备,目前实施空中交通监视的主要设备是雷达。它是利用无线电波发现目标,并测定其位置的设备。,飞机结构也被称为承力结构，因为在飞行过程中，特别是在作机动飞行时，飞机要承受很大的力。这些力都要作用在结构的各个构件上，所以这些构件又称为受力件。,飞机结构又称飞机构造，就是飞机的骨架。如果把飞机的发动机、油箱、各种设备、所有工作系统和电缆等等比做飞机的内脏的话，剩下的外壳就是结构部分。它包括两部分：蒙皮和骨架，两者结合起来才能算是完整的结构。,5.3 飞机的主要部件、技术数据与性能指标,飞机的外形布局有多种形式，但一般都包含机翼、机身、尾翼、起落架和动力装置五大部件。有些飞机（尤其是军用飞机）因为空气动力布局或其他性能（如隐身性）的需要，在外形设计上将有些部件融为一体，如美国的B一2战略轰炸机采用了翼身融合的气动布局来降低雷达波反射面积，瑞典的Saab37战斗机采用了水平尾翼前移的鸭式气动布局，法国的幻影采用了水平尾翼与机翼融合的气动布局等，但上述五大部件的功能仍然存在。以下我们将对这五大部件作一简单介绍,5.3.1 飞机的主要部件,机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼（整个机翼的后缘有可活动的操纵面，其中外翼后缘的操纵面称为副翼，主要用于飞机的横向操纵，实现倾侧与滚转），有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。,1 机翼,机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上，而有些飞机整个就是一个大的飞翼（如美国的B2隐形轰炸机），则根本就没有接头。以下是典型的梁式机翼的结构。,2 机身,飞机机身的功用主要是装载人员、货物、燃油、武器、各种装备和其他物资，它还可用于连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件，并把它们连接成为一个整体。,其次在气动方面，它的迎风面积应减小到最小，表面应光滑，形状应流线化而没有突角和缝隙，以便尽可能地减小阻力。,按照机身的功用，首先在使用方面，应要求它具有尽可能大的空间，使它的单位体积利用率最高，以便能装载更多的人和物资，同时连接必须安全可靠。,另外，在保证有足够的强度、刚度和抗疲劳的能力情况下，应使它的重量最轻。对于具有气密座舱的机身，抗疲劳的能力尤为重要。,机身的受力和机翼相似，也包括分布载荷和集中载荷，而以后者为主。集中载荷包括由机翼、尾翼和起落架等的固定接头传来的载荷，以及机身各部分的质量力。分布载荷则包括空气动力和机身结构本身的质量力。这些外力作用到机身使它承受剪力、弯矩和扭矩。这种情况与机翼相似。对于机身而言，其受力的特殊性有下列两点：,第二、必须考虑机身的侧向水平载荷，因为这一载荷很大，同时机身沿水平方向的抗弯刚度又比机翼小得多，而且在受侧向载荷作用时，经常附带有扭转，这就更增加了受力的严重性。,第一、机身上起主要作用的是各个集中载荷，如机翼的反作用力，尾翼的反作用力，设备舱、驾驶员及座椅、发动机的质量力等。至于分布载荷如由机身结构质量力而来的分布载荷和空气动力分布载荷则不是主要的；而在机翼上，起主要作用的是空气动力分布载荷。因为机身表面上作用的空气动力较小，机身结构本身的质量力也比较小。,尾翼是飞机上用于平衡、安定和操纵飞行姿态的部件，包括垂直尾翼和水平尾翼两部分，其中垂直尾翼由垂直安定面和方向舵组成，水平尾翼由水平安定面和升降舵组成。目前飞机上常见的尾翼有三种形式，即T形尾、双垂尾（和V形尾。,3 尾翼,水平尾翼简称平尾，安装在机身后部，主要用于保持飞机在飞行中的稳定性和控制飞机的飞行姿态。尾翼的内部结构与机翼十分相似，通常都是由骨架和蒙皮构成，但它们的表面尺寸一般较小，厚度较薄，在构造形式上有一些特点。,垂直尾翼简称垂尾，也叫做立尾，安装在机身后部，其功能与水平尾翼类似，也是用来保持飞机在飞行中的稳定性和控制飞机的飞行姿态。不同的是垂直尾翼是使飞机在左右（偏航）方向具有一定的静稳定性，并控制飞机在左右（偏航）方向的运动。同水平尾翼一样，垂直尾翼由固定的垂直安定面和可偏转的方向舵组成。,起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。概括起来，起落架的主要作用有以下四个：,4 起落架,承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；,承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；,滑跑与滑行时的制动；,滑跑与滑行时操纵飞机。,起落架的布置形式是指飞机起落架支柱（支点）的数目和其相对于飞机重心的布置特点。目前，飞机上通常采用四种起落架形式：,后三点式：这种起落架有一个尾支柱和两个主起落架。并且飞机的重心在主起落架之后。后三点式起落架多用于低速飞机上。,前三点式：这种起落架有一个前支柱和两个主起落架。并且飞机的重心在主起落架之前。前三点式起落架目前广泛应用于高速飞机上。,自行车式：这种起落架除了在飞机重心前后各有一个主起落架外，还具有翼下支柱，即在飞机的左、右机翼下各有一个辅助轮。,多支柱式：这种起落架的布置形式与前三点式起落架类似，飞机的重心在主起落架之前，但其有多个主起落架支柱，一般用于大型飞机上。如美国的波音747旅客机、C5A（军用运输机（起飞质量均在350吨以上）以及苏联的伊尔86旅客机（起飞质量206吨）。显然，采用多支柱、多机轮可以减小起落架对跑道的压力，增加起飞着陆的安全性。,飞机的动力装置是用于产生推力的部件，由发动机、螺旋桨、进气道、尾喷管以及其他的一些附件组成。动力装置通常装在机身或机翼上的发动机短舱内，也有的飞机直接将动力装置装在机身内。,5 动力装置,“发动机”是飞机动力装置的主要组成部分。它的主要功用是提供飞机运动所需的动力“推力”或“拉力”，用以克服飞机的惯性和空气阻力。,（1）现代航空发动机的基本要求,现代航空发动机主要有两种类型：“活塞式发动机”和“喷气式发动机”。低速、小型、短程飞机常用“活塞式发动机”；高速、大（中）型、远（中）程飞机常用“喷气式发动机”。无论哪种型式，当作为航空发动机时，其基本要求均可归结如下：,功率重量比大,燃油消耗量小,迎风面积小,工作安全可靠、寿命长,维护、修理方便,（2）发动机的分类,飞行器发动机的主要功用是为飞行器提供推进动力或支持力，是飞行器的心脏。自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超音速飞行的喷气式发动机，还有运载火箭上可以在外太空工作的火箭发动机等，时至今日，飞行器发动机已经形成了一个种类繁多，用途各不相同的大家族。飞行器发动机常见的分类原则有两种：按空气是否参加发动机工作和发动机产生推进动力的原理。按发动机是否须空气参加工作，飞行器发动机可分为两类，大约如下所示：,活塞式发动机,航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。,活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。,螺桨风扇发动机,螺桨风扇发动机是一种介于涡轮风扇发动机和涡轮螺旋桨发动机之间的一种发动机形式，其目标是将前者的高速性能和后者的经济性结合起来，目前正处于研究和实验阶段。螺桨风扇发动机由燃气发生器和一副螺桨-风扇组成。由涡轮驱动，无涵道外壳，装有减速器。,涡轮螺旋桨发动机,涡轮螺旋桨发动机由螺旋桨和燃气发生器组成，螺旋桨由涡轮带动。由于螺旋桨的直径较大，转速要远比涡轮低，只有大约1000转/分，为使涡轮和螺旋桨都工作在正常的范围内，需要在它们之间安装一个减速器，将涡轮转速降至十分之一左右后，才可驱动螺旋桨。,涡轮风扇喷气发动机,涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温度，又不增加排气速度。涡扇发动机的结构，实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮，这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样，送进压气机，另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出。因此，涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时，为提高热效率而提高涡轮前温度，可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径，使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道，从而避免大幅增加排气速度。这样，热效率和推进效率取得了平衡，发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低，飞机航程变得更远。,涡轮风扇喷气发动机,涡轮喷气发动机,涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。工作时，发动机首先从进气道吸入空气。随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速从尾部喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多，从而产生了对发动机的反作用推力，驱使飞机向前飞行。,涡轮喷气发动机,涡轮轴发动机,其特有的自由涡轮位于燃烧室后方，高能燃气对自由涡轮作功，通过传动轴、减速器等带动直升机的旋翼旋转，从而升空飞行。为了适应直升机机体结构的需要，涡轮轴发动机喷口可灵活安排，可以向上，向下或向两侧，而不一定要向后。,冲压喷气发动机,冲压喷气发动机的核心在于“冲压”两字。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。高速气流经扩张减速，气压和温度升高后，进入燃烧室与燃油混合燃烧。燃烧后温度为20002200，甚至更高，经膨胀加速，由喷口高速排出，产生推力。因此，冲压发动机的推力与进气速度有关。,5.3.2 飞机的主要数据,1 尺寸数据,在飞机的三面图或手册中，通常会标明飞机的主要尺寸数据，包括翼展、机长和机高等。其中翼展指飞机左右翼尖之间的距离，也称为展长；机长指飞机从机头至机尾之间的纵向最大距离；机高指飞机最高点至地面的距离。这些数据不仅反映了飞机纵向、横向和垂向轮廓的大小，对飞机的制造、停放和运输也有重要价值。表51列举了世界上一些大型运输机的主要尺寸数据。,2 重量数据,飞机的重量数据反映了飞机的重量级别和载重量。根据用途的不同可分为空重、总重、有效载重、载弹量、燃油重量等，其中空重为飞机的空机重量，是飞机机体结构和机载设备的重量之和，不包含乘员和燃油的重量；有效载重为飞机装载的人员、货物或弹药的重量之和；总重为飞机空重、有效载重及燃油的重量之和，又可以分为正常起飞重量和最大起飞重量，其中正常起飞重量指飞机按设计要求进行装载的总重，而最大起飞重量指飞机按最大装载能力进行装载的总重。表5-2列举了世界上一些大型运输机的重量数据。,5.3.3 飞机的主要性能指标,不同用途的飞机，对飞行性能的要求有所不同。对现代民用飞机而言，主要考虑速度、爬升、续航和起降等性能指标。,1 速度性能,（1）最大平飞速度Vmax（km/h）最大平飞速度是指飞机在发动机处于最大功率状态时所获得的平飞速度，是战斗机的主要性能之一。最大平飞速度主要受发动机推力和空气阻力的影响，两者又与飞行高度密切相关，一般来说，飞行高度越高，则最大平飞速度越大。,（2）巡航速度Vc（m/s）,2 爬升性能,巡航速度是指飞机在发动机处于7075最大功率状态、耗油率最低时的经济飞行速度，是运输机和轰炸机的重要指标之一。巡航速度一般为最大平飞速度的7080，相应的马赫数小于1。,民用飞机的主要爬升性能是指飞机的最大爬升速率和升限。飞机的爬升受到高度的限制，因为高度越高，发动机的推力就越小。当飞机达到某一高度，发动机的推力只能克服平飞阻力时，飞机不能再继续爬升了，这一高度称为飞机的理论升限。通常使用的是实用升限，所谓实用升限是指飞机还能以0.5m/s的垂直速度爬升时的飞行高度，也称之为飞机的静升限。,（1）爬升率Vy(m/s),（2）升限（m）,爬升率指飞机在单位时间内上升的高度，是体现战斗机机动性的重要指标。爬升率主要取决于飞机发动机功率的大小，并与飞行高度密切相关。,升限指飞机能保持平飞的最大飞行高度，主要受发动机功率和爬升率的影响，对战斗机有重要意义。升限通常有三种表达方式，即理论升限、实用升限和动力升限。理论升限指最大爬升率为零时的飞行高度，仅具有参考价值，无实用意义；实用升限指最大爬升率为5 ms时的飞行高度，通常所说的升限即为实用升限。,3 续航性能,民用飞机的续航性能主要是指航程和续航时间（航时）。航程指飞机起飞后，爬升到平飞高度平飞，再由平飞高度下降落地，且中途不加燃油和滑油，所获得的水平距离的总和。飞机在最大载油量和飞机单位飞行距离耗油量最小的情况下飞行所获得的航程就是飞机的最大航程。,（1）航程（km）航程是指不进行地面或空中加油的情况下，飞机耗尽自身携带的燃料所能达到的最远飞行距离，相应的持续飞行时间称为续航时间（t）。一般来说，航程越大，经济性能越好；续航时间越长，巡航和作战性能越好。,（2）作战半径只R（km）,4 起降性能,作战半径指飞机从机场起飞，到达作战区域并完成作战任务后返回原机场所能达到的最远单程距离，它反应了飞机的活动范围。,飞机的起降性能包括飞机起飞离地速度和起飞滑跑距离、飞机着陆速度和着陆滑跑距离。,5.4 民用航空运输生产管理,为了便于介绍和理解民航旅客运输的有关知识，下面首先介绍几个有关民航运输生产的基本概念。,5.4.1 基本概念,1 航路,民航运输服务是航空器跨越天空在两个或多个机场之间的飞行。为了保障飞行安全，必须在机场之间的空中为飞行提供相对固定的飞行线路，使之具有一定的方位、高度和宽度，并且在沿线的地面设有无线电导航设施。这种经政府有关当局批准的、使飞机能够在地面通信导航设施指挥下沿具有一定高度、宽度和方向在空中作航载飞行的空域，我们称之为航路（Air Way）。,低空航路空域：宽16 km，平均海拔高度在4 423 m以下；中空航路空域：宽26 km，平均海拔高度在4 423m7 320 m之间；高空航路空域：宽度没有规定，平均海拔高度在7 320 m以上，专供喷气飞机使用。我国民用航路的宽度规定为20 km。,在同一航路上，可以划分成多个高度层，供多架飞机在不同的高度层同时飞行。在欧美国家，航路空域高度层分为三种：,从事民航运输业务的承运人在获得经营许可证之后，可以在允许的一系列站点（即城市）范围内提供航空客货邮运输服务。由这些站点形成的航空运输路线，我们称之为航线（Air Route）。航线由飞行的起点、经停点、终点、航路等要素组成。,2 航线,（1）国内航线,国内航线是指飞行起点、经停点和终点都在同一国家境内的航线。根据飞行起点、经停点和终点所在城市的政治、文化和经济地位与繁荣程度，国内航线又分为干线、支线和地方航线。,3 航段,（2）国际航线,（3）地区航线,在航空运输生产过程中，航段概念通常又分为旅客航段和飞行航段。旅客航段通常是指能够构成旅客航程的航段。,国际航线是指飞行起点、经停点或终点超过一个国家的国境线的航线。,地区航线是指在中国大陆城市与香港、澳门和台湾之间的飞行航线。例如南京一香港、广州一澳门等。,5 机场区域,4 空中走廊,空中走廊是在机场飞行频繁的地区，为减少飞机冲突、提高飞行空间的利用率，在机场区域内划定飞机进出机场的空中通道，它的宽度810km。,机场区域是指机场及其附近地区上空，为飞机在机场上空飞行、加入航线、进入机场进行降落而规定的空间，包括空中走廊和各种飞行区域,6 空中禁航区、限制区和危险区,空中禁航区是指在一个国家的陆地或领海上空，禁止航空器飞行的划定空域，分永久性禁航区和临时禁航区。我国的永久性禁航区，有北京市、上海市、沈阳市、葫芦岛等；临时禁航区，有杭州、北戴河等。限制区是指在一个国家的陆地或领海上空，根据某些规定的条件，限制航空器飞行的划定空域。它用时间和高度等条件限制航空器飞人或飞越，如炮射区、靶场等。危险区是指一个在某些规定的时间内存在对飞行有危险活动的划定空域。它在规定的时间和高度范围内禁止航空器飞越。,7 航班,按照民航管理当局批准的民航运输飞行班期时刻表，使用指定的航空器，沿规定的航线在指定的起讫经停点停靠的客货邮运输飞行服务，称为航班（Fight Service）。航班通常用航班号来标识具体的飞行班次，由字母和数字组成。我国的民航飞行航班号一般采用两个字母的航空公司代码加4位数字组成。国内飞行航班号基本组成规则见表53，部分航空公司代码以及民航地区管理局所在地区数字代码见表54。,表53 我国民航航班号命名规则,表54我国部分航空 公司代码,按照民航运输飞行的时间规律，航班可以分为定期航班、不定期航班和包机。,（1）定期航班（Scheduled Service）,（2）不定期航班（NonScheduled Service）,航空公司在一段时期内安排的运输服务，具有规则性的飞行周期或飞行时刻，这类飞行我们称为班期飞行航班。,不定期航班服务，通常是指航空公司根据运输需要提供的非规则性飞行服务，如包机运输飞行和某些加班运输飞行等。这类航班没有固定的航班飞行时刻表，也没有固定的飞行航线，通常是根据运输需要或合同要求，安排机型、飞行时刻、飞行航线和运价。,5.4.2 空中交通运行与管理,1 民用运输机飞机,1）民用运输机飞行的意义及其类别 民用运输机飞行是指民用运输机执行运输任务的飞行，它包括自飞机起飞前开车至着陆后关车的全过程。民用运输机飞行按飞行区域分，可分为机场区域飞行和航线飞行；按领航和驾驶条件分，可分为目视飞行和仪表飞行。,机场区域飞行。,航线飞行。,目视飞行。,仪表飞行。,2）飞行的准备和实施,民用运输机飞行活动通常包括准备阶段和实施阶段。我国民航规定分飞行的预先准备、飞行的直接准备、飞行实施和飞行后讲评四个阶段。,3）空勤组,空勤组是指由执行航空客货运输任务的飞机上人员组成的小组，也称机组。客机机组包括飞行人员和乘务人员。空勤组由机长领导。机长对飞行安全、航班正常和服务质量负责。领航员负责掌管、使用机上全部领航仪器、设备，掌握全航程的无线电导航资料，向驾驶员和地面提供各项经过计算的航行数据。航空运输企业根据机型、任务性质、航程长短等情况，决定空勤组人数，如执行货运任务，则不配派乘务员。,2 空中交通管制,1）管制工作任务与管制机构,空中交通管制是指对航空器的空中活动进行管理和控制的业务。它的主要任务是使航空器按计划飞行，使保障工作有条不紊；维护飞行秩序，合理控制空中交通流量，防止航空器之间、航空器与障碍物之间相撞，保证飞行安全；对违反飞行管制的现象，查明情况，进行处理。为此，需要设置如下空中交通管制机构。,2）管制方法,管制员为获得管制范围内每个航空器的位置