飞行原理

本书是飞行技术专业的教材，是根据关于新工科人才培养目标和中国民用航空规章61部(CCAR61)《民用航空器驾驶员、飞行教员和地面教员合格审定规则》的要求进行编写的。教材内容能够满足“学历 执照”双重教育的要求。
中国民用航空飞行学院创建于1956年，是全球民航职业飞行员培养规模最大、能力最强、水平最高，享誉国内，在世界民航界有着较高影响力的高等学府。中国民航70%以上的飞行员、80%以上的机长毕业于该校，被称为“中国民航飞行员的摇篮”。“飞行原理”作为飞行技术专业核心课，已历经60多年的建设和发展，目前，该课程被评为2018年四川省精品在线开放课程、2020年四川省“课程思政”示范课程、2021年四川省线上一流课程，自建教材曾入选国家“十二五”规划教材，始终作为行业示范教材。党的十八大以后， 党中央把教育放在改善民生和加强社会建设之首，明确提出“努力办好人民满意的教育”，为我国教育改革发展指明了方向。高等教育也随之发生了根本性变革，对教材编写工作提出了新要求。本教材在原有教材的基础上，增加了本学科国际前沿知识及学科发展最新成果，贯彻了“两性一度”的课堂教学要求，融入了“课程思政”，成为教书与育人相统一、信息技术与传统课程相融合、理论知识和实际操纵相结合、知识获取与能力达成相促进的高阶教材。
全书共分为3篇、10章内容。第1篇为空气动力学，对应第1~5章，包括空气动力学基础和空气动力学应用两部分，介绍了流体的基本属性、流体静力学与动力学、飞机的低速和高速空气动力及螺旋桨的空气动力。第2篇为飞行力学，对应第6、7章，包括飞机的操纵、稳定特性和小型飞机飞行性能两部分，介绍了飞机的平衡、稳定性和操纵性，以及小型飞机飞行性能。第3篇为飞行技术，对应第8~10章，包括基本飞行、特殊飞行和机动飞行三部分，介绍了起飞，着陆，平飞、上升、下降、转弯及“四态互换”等基本驾驶术的操纵原理，失速、螺旋、多发飞机不对称拉力飞行及复杂气象条件飞行等特殊飞行，以及小速度飞行、懒“8”字、UPRT等机动飞行。
本书在编写过程中得到了原教材主编杨俊教授、杨军利副教授的悉心指导，他们对本教材的重新编写提出了许多宝贵意见。另外，本书的编写还得到了中国民用航空飞行学院教务处、飞行技术学院及飞行力学教研室的大力支持，也参阅了许多专家的相关著作，在此深表谢意。
由于编写时间仓促，加之编者水平有限，错误和不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
叶露2022年3月

本书共分为3篇、10章内容。第1篇为空气动力学，包括空气动力学基础和空气动力学应用两部分，介绍了流体的基本属性、流体静力学与动力学、飞机的低速和高速空气动力及螺旋桨的空气动力。第2篇为飞行力学，包括飞机的操纵、稳定特性和小型飞机飞行性能两部分，介绍了飞机的平衡、稳定性和操纵性，以及小型飞机飞行性能。第3篇为飞行技术，包括基本飞行、特殊飞行和机动飞行三部分，介绍了起飞，着陆，平飞、上升、下降、转弯及“四态互换”等基本驾驶术的操纵原理，失速、螺旋、多发飞机不对称拉力飞行及复杂气象条件飞行等特殊飞行，以及小速度飞行、懒“8”字、UPRT等机动飞行。

叶露，男，教授，硕士研究生导师。
中国民航飞行学院飞行技术学院副院长。
中国民航局民用航空器驾驶员执照理论考试专家组组长。
长期从事飞行原理与性能相关的教学和科研工作。作为课程负责人，建成省级课程3门，作为主要参与人，建成省级课程3门。主编教材1本，副主编教材3本。
近5年，作为项目负责人承担教研项目9项，其中四川省教育厅重点项目1项、民航局教育人才类项目3项、中央高校教育教学改革专项项目3项以及学校的教研项目2项。承担了科研项目7项，其中民航局安全能力项目2项（省部级），校级项目5项。作为项目参与人，参与省部级以上纵向项目及横向项目18项。发表论文23篇，申请软件著作权1项。
获得中国民航局“优秀党务工作者”，中国民航局教学成果奖二等奖2项；学校教学成果奖一等奖5项，优秀课堂教学质量一等奖2次，教学建设奖一等奖6项，育人奖一等奖2次，青年岗位能手，优秀共青团干部等荣誉。

第1篇空气动力学

第1章流体的基本属性

1．1连续介质假设

1．2作用在流体微团上的力

1．2．1质量力

1．2．2表面力

1．3流体的密度、压强、温度及完全气体假设

1．3．1流体的密度

1．3．2流体的压强

1．3．3流体的温度

1．3．4完全气体

1．4流体的压缩性、黏性和传热性

1．4．1流体的压缩性

1．4．2流体的黏性

1．4．3流体的传热性

1．5流体的模型化

1．5．1理想流体

1．5．2不可压流体

1．5．3绝热流体

1．5．4定常流体

复习思考题

第2章流体静力学与动力学

2．1流体静力学基础

2．1．1流体静平衡微分方程

2．1．2重力场中静止流体的压强分布规律

2．1．3大气的一般介绍

2．1．4ISA偏差的计算

2．2流体动力学基础

2．2．1流体运动的描述方法

2．2．2流体微团的运动分析

2．2．3流体运动的基本方程

2．2．4一维定常流动的基本方程

2．3旋涡运动

2．3．1涡线与涡管

2．3．2涡管强度、速度环量及斯托克斯定理

2．3．3直旋流的诱导速度

2．4低速附面层

2．4．1附面层的基本概念

2．4．2低速平板附面层的摩擦阻力

2．4．3低速曲面附面层

复习思考题

第3章飞机的低速空气动力

3．1机翼形状描述

3．1．1机翼的剖面形状(翼型)

3．1．2机翼的平面形状

3．2翼型的低速空气动力

3．2．1相对气流与迎角

3．2．2翼型的升力

3．2．3翼型的阻力

3．2．4翼型的压力中心与焦点

3．3机翼的低速空气动力

3．3．1气流绕有限翼展机翼的流动

3．3．2有限翼展机翼的阻力

3．3．3有限翼展机翼的升力特性

3．3．4有限翼展机翼的失速特性

3．3．5翼梢小翼

3．4全机的低速空气动力

3．4．1单独机身的空气动力

3．4．2飞机各主要部件之间的空气动力干扰

3．4．3全机的空气动力

3．4．4飞机配平时的空气动力

3．4．5地面效应

3．5飞机的增升装置

3．5．1前缘缝翼

3．5．2后缘襟翼

3．5．3前缘襟翼

3．6扰流板和反推装置

3．6．1扰流板

3．6．2反推装置

复习思考题

第4章飞机的高速空气动力

4．1高速空气流动的基本规律

4．1．1热力学的基础知识

4．1．2高速气流特性

4．1．3高速定常一维流

4．1．4激波和膨胀波

4．1．5高速附面层

4．2翼型的高速空气动力特性

4．2．1翼型的亚音速空气动力特性

4．2．2翼型的跨音速空气动力特性

4．2．3高速翼型

4．2．4高速抖动和低速抖动

4．3后掠翼的高速空气动力特性

4．3．1后掠翼的空气流动特性

4．3．2后掠翼的亚、跨音速空气动力特性

复习思考题

第5章螺旋桨的空气动力

5．1螺旋桨简介

5．1．1螺旋桨桨叶的几何参数

5．1．2螺旋桨的运动

5．2螺旋桨的拉力和旋转阻力

5．2．1螺旋桨的拉力和旋转阻力的产生

5．2．2影响螺旋桨拉力的因素

5．3螺旋桨的负拉力

5．3．1螺旋桨常见的工作状态

5．3．2发动机正常工作时负拉力的产生

5．3．3发动机空中停车时负拉力的产生

5．4螺旋桨的有效功率和效率

5．4．1螺旋桨的有效功率

5．4．2螺旋桨的效率

5．5螺旋桨的副作用

5．5．1螺旋桨的进动

5．5．2螺旋桨的反作用力矩

5．5．3螺旋桨的滑流扭转作用

5．5．4螺旋桨因素

复习思考题

第2篇飞 行 力 学

第6章飞机的平衡、稳定性和操纵性

6．1飞机的平衡

6．1．1飞机的重心和坐标系

6．1．2飞机的俯仰平衡

6．1．3飞机的方向平衡

6．1．4飞机的横侧平衡

6．2飞机的稳定性

6．2．1稳定性的概念及条件

6．2．2俯仰稳定性

6．2．3方向稳定性

6．2．4横侧稳定性

6．2．5飞机方向稳定性和横侧稳定性的关系

6．2．6从力矩系数曲线看飞机的方向、横侧稳定性

6．2．7影响飞机稳定性的因素

6．2．8高空飞行稳定性的特点

6．3飞机的操纵性

6．3．1操纵性的概念

6．3．2俯仰操纵性

6．3．3方向操纵性

6．3．4横侧操纵性

复习思考题

第7章小型飞机飞行性能

7．1平飞

7．1．1平飞时的受力分析

7．1．2平飞拉力曲线和平飞功率曲线

7．1．3平飞性能参数

7．1．4影响平飞性能的因素

7．1．5平飞性能图表的使用

7．2上升

7．2．1上升时的受力分析

7．2．2上升性能参数

7．2．3影响上升性能的因素

7．2．4上升性能图表的使用

7．3下降

7．3．1下降时的受力分析

7．3．2下降性能

7．3．3影响下降性能的因素

7．3．4下降性能图表的使用

7．4转弯(盘旋)

7．4．1转弯时的受力分析

7．4．2转弯拉力曲线

7．4．3转弯性能参数及其影响因素

7．5起飞

7．5．1小型飞机起飞的定义及受力分析

7．5．2起飞性能参数

7．5．3影响起飞性能的因素

7．5．4起飞性能图表的使用

7．6着陆

7．6．1小型飞机着陆的定义及受力分析

7．6．2着陆性能参数

7．6．3影响着陆性能的因素

7．6．4着陆性能图表的使用

7．7性能相关的限制

7．7．1飞机的结构强度限制

7．7．2飞行的速度限制

7．7．3飞机的重量、重心限制

复习思考题

第3篇飞 行 技 术

第8章基本飞行

8．1滑行和起飞

8．1．1起落航线

8．1．2滑行阶段的操纵原理

8．1．3起飞操纵原理

8．2平飞、上升、下降和转弯

8．2．1平飞加减速操纵原理

8．2．2上升操纵原理

8．2．3下降操纵原理

8．2．4转弯操纵原理

8．3着陆

8．3．1着陆的操纵原理

8．3．2着陆中常见的偏差及修正

8．3．3着陆目测

8．4风对起飞、着陆的影响及修正

8．4．1顺、逆风起飞、着陆的特点

8．4．2侧风情况下滑行

8．4．3侧风情况下滑跑

8．4．4空中侧风导致的偏流及其修正

8．4．5侧风情况下的起飞

8．4．6侧风情况下的着陆

8．4．7侧风极限

复习思考题

第9章特殊飞行

9．1失速

9．1．1失速原因

9．1．2失速警告

9．1．3失速的种类

9．1．4失速的改出

9．2螺旋

9．2．1螺旋产生的原因分析

9．2．2螺旋的阶段

9．2．3螺旋的改出

9．3双发飞机一发失效后的飞行

9．3．1一发失效后飞机飞行状态的变化

9．3．2一发失效后的飞行操纵原理

9．3．3一发失效后的飞行性能

9．4复杂气象条件下的飞行

9．4．1颠簸

9．4．2积冰

9．4．3低空风切变

9．5尾流

9．5．1尾流的物理特性

9．5．2前机尾流对后机飞行的影响

9．5．3预防进入前机尾流的措施

9．6特殊情况下的起飞、着陆

9．6．1不放襟翼着陆

9．6．2在高温高原机场起飞、着陆

9．6．3在积水和冰雪跑道上起飞、着陆

9．6．4在短跑道上起飞、着陆

9．6．5在软道面上起飞、着陆

9．6．6复飞

9．6．7起落架故障着陆

9．6．8停车迫降

复习思考题

第10章机动飞行

10．1小速度飞行

10．2大坡度盘旋

10．3急盘旋下降

10．4急上升转弯

10．5懒“8”字飞行

10．6“S”形转弯

10．7围绕地标转弯

10．8双标点“8”字飞行

10．9复杂状态的预防和改出

10．9．1飞机复杂状态的定义

10．9．2飞机进入复杂状态的原因

10．9．3预防飞机进入复杂状态的措施

复习思考题

参考文献

附录

本教材解决飞机为什么能飞、怎样飞以及怎样飞的更好的问题，根据关于新工科人才培养目标和中国民用航空规章61部（CCAR61）《民用航空器驾驶员和飞行教员合格审定规则》的要求进行编写的。教材内容能够满足“学历 执照”双重教育的要求。