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1、民用航空器的分类和发展民用航空器的分类和发展1、航空器的分类任何由人制造能飞离地面在空间进行由人来控制的飞行的物体称为飞行器，在大气层中进行飞行的飞行器称为航空器，而飞到大气层之外的飞行器则称为航天器。航空器根据获得升力方式的不同分为两大类:由总体的比重轻于空气，依靠空气的浮力而飘浮于空中的称为轻于空气的航空器。在这一类中又分为气球和飞艇，气球和飞艇的主要区分在于气球上不装有动力，它的飞行方向不由本身控制；而飞艇上装有动力，它可用本身的动力控制飞行的方向。另一类航空器则本身重于空气，它的升空依靠自身与空气之间的相对运动产生的空气动力克服重力而升空。这类航空器中分为非动力驱动的和动力驱动的两类，
2、非动力驱动的有滑翔机和风筝，动力驱动的分为飞机(或称固定翼航空器)、旋翼航空器和扑翼机三类。航空器按国际民航组织的分类如下:1.1气球它的升力来自一个巨大的气囊，大多数为球形。气囊中充满密度比空气小的气体，使用热空气的称为热气球，另一类使用氢或氮。气球上没有动力装置，因此它不能控制自己的飞行方向，自由气球随风的方向而飘移，系留气球则由绳索系留在地面。目前，热气球作为一项航空体育活动，在世界上有大量的爱好者，其他类型的气球用于气象、探空等科学研究和文娱庆典活动。1.2.飞艇它的升空原理与气球相同，但带有动力装置，它可以依靠自身动力飞向预定的目的，由于它要长时间安全运行，因而多数飞艇使用的气体是氮
3、气，而不使用易燃的氢气和浮力小的热空气。在20世纪初到30年代，飞艇曾在航空运输中起过重要作用，特别是德国人齐柏林制造的齐柏林飞艇，在19年开辟了汉堡到柏林的航线，是世界上最早的空运旅客的航线，到1936年出现的“兴登堡“号气艇，长245米，重2吨，可载客50人做跨大西洋飞行。飞艇在气囊结构上按有元刚性骨架分为刚性(也叫硬式)、半刚性(也叫半硬式)和非刚性(也叫软式)。齐柏林飞艇为硬式飞艇，当前发展的多为软式飞艇。飞艇有体积大、速度慢、不灵活、易失火等缺点，在1936年前后大型飞艇不断失事，加上飞机的迅速发展，飞艇在二次世界大战之前退出了航空运输领域。但它有留空时间长、飞行成本低、垂直起落、噪
4、声小等优点，使它在民用航空中仍占有一席之地，20世纪70年代后，不少国家又在开始发展飞艇，主要用于巡逻、摄影、吊装大型设备及空中广告等方面。1.3.滑翔机是没有动力驱动的带有固定机翼的重于空气的航空器，它的起飞要靠其他动力器械(飞机、汽车或绞盘等)的拖曳或是靠从高地下滑来实现，在空中靠下滑时与空气的相对运动得到空气动力或是依靠上升气流在空中飞行。滑翔机是在飞机出现前惟一可操纵的重于空气的飞行器，航空界的先驱像英国的凯利和德国的里林塔尔都是利用滑翔机奠定了现代飞机的飞行和操纵的理论和实际构造的基础。现代的滑翔机主要用于体育运动，可用于训练竞赛及普及航空知识，70年代之后出现了柔性机翼的伞翼滑翔机
5、，由于造价低廉使滑翔运动更加普及。1.4.风筝这是最早出现的重于空气的飞行器，风筝的飞行向人类证明了重于空气的物体飞上天空的可能性，风筝也是航空发展初期重要的验证空气动力学的手段，目前只用做娱乐活动。1.5.飞机是最主要的航空器，它的诞生正式宣告了人类进人航空时代，飞机的特征是带有动力和有固定机翼。因而有的分类中也把飞机称为固定翼航空器。自从飞机出现以来，人类的航空事业大幅度地前进。在民用航空器中飞机的数量占到989毛以上，在航空运输中飞机的数量和完成的任务都占了绝大部分，因而在以下的章节中我们要详细讨论飞机的飞行原理、构造和使用等各个方面。飞机按用途分为民用飞机和军用飞机，民用飞机也称航飞机
6、，又分为客机、货机、公务机、农业飞机、运动飞机等。飞机按起降的场所分为陆上飞机、水上飞机和水陆两用飞机。水上飞机在水面上起降，也叫做飞船，在20世纪的前40年中水上飞机曾取得很大的进展，并创造了多项世界纪录，进行越洋和短途的旅客运输。但在二次世界大战后，陆上飞机迅速发展使水上飞机目前只有用于海上巡逻和救火。1.6.直升机是旋翼航空器的一种，以机身上的动力驱动旋翼旋转而取得升力，能垂直起飞和降落，它的航行方向由旋翼向某个方向的倾斜来控制。直升机的概念出现得比较早，我国的玩具竹蜻蜒可算作直升机的雏型，意大利的达芬奇在15世纪就设想并画出了直升机的设计草图，但真正投入实用的直升机出现在1936年的德
7、国，1942年在美国进行了批量生产。直升机可以垂直起飞降落，不需要很大的场地，并可在空中悬停，这种特有的灵活性使直升机在民用航空中得到了广泛的应用。直升机用于短距离的繁忙地区之间和无路到达地形险峻的地区之间的运输，用于医疗救护、地质勘探、农业飞行、森林防火、海上采油、吊装设备等方面。但和飞机相比，直升机航程较短，使用费用高，振动大，载荷小。因而它只能用于某些特定用途，作为飞机的补充而不能成为民用航空的主力机种。1.7.旋翼机它在机身上方也有一个巨大的旋翼，同时前方或后方装有螺旋桨，它和直升机最主要的区别在于它的旋翼不用动力驱动，它的动力驱动螺旋桨推动机身向前运动。由于旋翼和迎面来的气流的相互作
8、用使旋翼机产生了升力，升上天空，旋翼机出现在1923年，由于它不能垂直起落，在性能上又和有固定翼的飞机相距甚远。因而在却世纪30年代之后就没有什么发展，目前只用于体育活动。1.8.扑翼机扑翼机是人类模仿鸟类飞行而制造的机翼可以上下扑动的航空器，它只是在试验的样机中出现过，白于控制、材料、结构方面遇到的各种困难，目前扑翼机只能是一种处在研制试飞阶段的机种。从上面的叙述可以看出，航空器虽然有多种，但在民用航空中主要使用的是飞机，只有很小一部分使用直升机，其他种类的航空器可以略而不论，因而我们在以后民用航空器的讨论中主要针对民用飞机，也对民用直升机有所涉及，民用飞机和直升机统称为民用机。2、民用飞机
9、的分类民用飞机分为用于商业飞行的航线飞机和用于通用航空的通用航空飞机两大类。2.1.航线飞机也称为运输机，分为运送旅客的客机和专门运送货物的货机，还有由客机改装成的客货混装的运输飞机。全世界的航线飞机有13棚架(1994)以上，占全部民航飞机M万架的3.796左右。但航线飞机的吨位大，产值高，由航线飞机的飞行构成了一个世界范围的航空运输网，机群的价值和产值都占了民航飞机的大部分。因而航线飞机是民用航空运输的主体，而其中旅客机又占了大部分，以下对民用飞机的讨论主要以现代的旅客机为主。旅客机按航程的远近可以分为远程客机、中程客机和短程客机，按国际上通常的标准，航程在300公里以下者为短程客机，30
10、00至8000公里为中程客机，在8000公里以上为远程客机。由于这个界定并不明确，有时把航程在5000公里以内的飞机称为中短程客机，5000公里以上者称为中远程客机。一般来说飞机航程越远，起飞重量越大，设备也越先进。旅客机按发动机来分类可分为活塞式飞机和喷气式飞机，在1958年以前航线上主要使用的是活塞式飞机。自从1958年以后使用喷气发动机的客机大批量地投入使用之后，活塞式飞机由于速度慢，效益低，目前只在短航程上有少量使用。喷气客机投入使用后客流量持续增长。为了使载客量增加，却世纪70年代初出现了机身加宽、载量增大的客机。例如1970年投入使用的波音747机体宽5.96米，每排有10个座位，
11、中间为两条走道，载客量为352名。随后又出现了多种这类客机。和以前的机身直径小的客机相比，客机可分为宽体客机和窄体客机。目前对宽体客机的定义是机身直径在3.75米以上。机内有两条通道的客机；机内只有一条通道、直径在3.75米以内的称为窄体客机。我国使用的客机分类方法是把客机分为干线客机和支线客机。干线客机是指使用于国际航线和国内主要大城市之间主干航线上的客机；而支线客机是用于大城市和中小城市之间在一定区域内飞行的客机。由于支线客流量小，一般把100座以下、航程在3000公里以内的飞机划为支线客机，而100座以上飞机算做干线客机。干线飞机由于载客多，设备先进，是航空运输的主力，但它只能在设备齐全
12、、有足够强度和长度的跑道的大型机场起降，大城市和有小型机场的中小城市之间的航空运输只能靠支线飞机完成。2.2通用航空飞机通用航空包括除T进行运输运营外的所有非军事用途的航空活动，内容非常广泛。通用航空使用的全部是小型飞机，起飞重量不超过50吨，一般可分为:公务机、私人用飞机、农业用机、教练机、体育竞赛飞机等。(1)公务机:是指为政府的高级官员和企业的经理人员进行公务或商务活动使用的小型飞机，也称为行政用机或商务机。公务机的载客量一般不超过15人，起飞重量在10吨以下。近年来由于跨国公司和国际交往的发展，有些公司和政府要员要远距离旅行，目前豪华、远距公务机其起飞重量最大可达到30吨，最大航程在5
13、000公里以上，它的飞行性能和客机相近。有的可载客20人，也可做运输经营之用，这种公务机和客机间的界线就不很明显了。(2)农业机:专门为农、林、牧、渔业服务的飞机，这类飞机有些是专门设计的，还有一些是由多用途飞机经改装而成的，这类飞机一般是单发动机的小型飞机，飞行速度在400公里/小时以下，飞机的仪表设备比较简单，但结构强度较高，具有良好的低空飞行性能。(3)教练机:用于培养飞行人员。至少要有两个座位。初级教练机用于训练学员掌握初级飞行技术，这种飞机通常只有一个发动机，结构简单，易于操纵，学员经培训后，可到通用航空的小型飞机上做飞行员。高级教练机培训经初级教练机培训合格后进一步掌握航线飞机驾驶
14、技术的飞行人员，高级教练机一般是双发，机上的仪表设备和飞行性能和公务机相近。(4)多用途轻型飞机:这类飞机包括了用于空中游览、救护、短途运输、家庭使用、空中摄影、体育运动、个人娱乐等类飞机。起飞重量不超过5吨，最小的包括只有几百公斤的超轻型飞机。3、民用航空器的使用概况和使用要求目前在世界范围内民用航空器的98%以上是飞机，直升机在短途运输、农业航空、空中摄影等方面有着较广泛的用途，数量不足1万架，只占民用航空器总量的2%以下，其他类型的航空器使用的数量极少。民用飞机种类繁多，完成着各式各样的任务。各种航空最新技术首先使用在航线飞行的飞机上，因而航线飞机的水平代表了民用航空器的最高技术水平。对
15、民用航空器的要求主要是:安全、快速、经济、舒适及符合环境保护要求。(1)安全性:安全是航空运输的首要要求，保障飞行安全是民航整个系统的任务。民航飞机的安全程度在不断提高，其中提高最大的是飞机的通信导航、电子设备和动力系统的革命性改进，使飞机对大气的依赖状况有了极大的改善，但由气象引发的事故，仍占事故中的相当部分。飞机的操纵和数据处理已进人了自动化的阶段，由发动机和机体的故障而引起的飞行事故只占事故总数的很小部分，目前事故的很大部分是由人的因素造成的，解决飞行安全的主要研究集中在对人和飞机之间的界面及驾驶舱的设计和改进上，自动化使驾驶员的工作负荷大为降低，现在飞机的事故率已经降至汽车的1/20，
16、火车的1/10，但安全性始终是航空运输要处理的首要问题。(2)快速:自从喷气客机在20世纪50年代进入航空运输业以来，大型民航飞机的速度稳定在高亚速范围即800l000公里/小时的水平，进一步提高速度遇到了音速的限制。年代末英法联合研制了协和号飞机，苏联生产了图-144超音速客机，它们的速度都达到二倍音速(2200公里/小时)以上，这两种飞机在20世纪70年代初投入运营后，图-144因技术问题无法解决，停止王航行运输，协和号飞机一直使用到今天，但是，由于运行费用过高，环境污染问题解决不好，至今只有少量协和号飞机在使用，成为正在运行中的惟一的起音速客机。展望未来，超音速客机必将在经济性提高和环境污染减少之后大量进人航线百但最快也要到21世纪的20年代。(3)经济性:经济性是营业性飞机的主要要求，经济性不单单体现在耗油率上，而且要考虑飞机在整个使用寿命期间全部成本。最新投入航线使用的波音777飞机通过采用全新的大推力发动机，用计算机设计，大量使用复合材料，使飞机的飞行性能及经济性有了极大提高。(4)舒适程度:在激烈的空运市场竞争中，舒适性是重要的选择条件，目前飞机在使用空间、
