升力和阻力的产生

2．诱导阻力 当飞机飞行时，下翼面压
强大、上翼面压强小。 由于翼展的长度是有限的，所以上下翼面的压强
差使得气流从下翼面绕过两端翼尖，向上翼面流动。 当气流绕流过翼尖时，在翼尖那儿不断形成旋涡。旋 涡就是旋转的空气团。随着飞机向前方飞行，旋涡就 从翼尖向后方流动，并产生了向下的下洗速（w）。
下洗速在两个翼尖处最大，向中心逐渐减小，在 中心处减到最小。这是因为旋涡可以诱导四周的空气 随之旋转，而这又是由于空气粘性所起的作用。空气 在旋转时，越靠内圈，旋转得越快，越靠外圈，旋转 得越慢。因此，离翼尖越远，气流垂直向下的下洗速 就越小。
4．激波阻力 飞机在空气中飞行时，前端对空气产生扰动，
这个扰动以扰动波的形式以音速传播，当飞机的 速度小于音速时，扰动波的传播速度大于飞机前 进速度，因此它的传播方式为四面八方；而当物 体以音速或超音速运动时，扰动波的传播速度等 于或小于飞机前进速度，这样，后续时间的扰动 就会同已有的扰动波叠加在一起，形成较强的波， 空气遭到强烈的压缩、而形成了激波。
在飞行M数超过 1时，如果物体的头部尖削， 象矛头或刀刃似的，形成的是斜激波；如果物体 的头部是方楞的或圆钝的，在物体的前面形成的 则是正激波。
正激波沿着上下两端逐渐倾斜，而在远处成 为斜激波，最后逐渐减弱成为弱扰动的边界波。 斜激波的情况也是一样的，到末端也逐渐减弱而 转化为边界波。在正激波之后的一小块空间，气 流穿过正激波，消耗的动能很大，总是由超音速 降低到亚音速，在这里形成一个亚音速区。
（二）机翼的平面形状
机翼平面形状的几何参数
• 翼展（ l ）：机翼左右两
端之间的距离.
• 展弦比（λ）：翼展与机
翼的几何平均翼弦之比. λ ＝l/b平 b平＝s/l s为机翼面积
• 后掠角（x）：机翼前缘
和垂直机身对称面的直线 之间的夹角．
• 上反角（α）：飞机处于
水平状态时，机翼与水平 面的夹角．
升力和阻力的产生
主要内容
升力和阻力的产生 ★ 升力 ★ 阻力 ★ 影响升力和阻力的因素
第二节升力和阻力的产生
一.总空气动力
总空气动力：飞机各 部分在飞行中所受到 的空气动力总和，用R 表示。升力主要由机 翼产生。 升力：R在垂直与气流 方向上的分量。用Y表 示. 阻力：R在平行气流方 向的分量。用X表示．
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上反角与下反角
具有上反角布局的F-86
下反角布局的伊尔－76
可变后掠角飞机－F111
变后掠角飞机F－14
前掠角布局的苏－47
三。升力
任何航空器都必须产生大于 自身重力的升力才能升空飞行， 这是 航空器飞行的基本原理。前 面我们提到，航空器可分为轻于 空 的航空器和重于空气的航空器 两大类，轻于空气的航空器如气球、飞艇等，其主 要部分是一个大大的气囊，中间充以比空气密度小 的气体（如热空气、 氢气等），这样就如同我们小 时候的玩具氢气球一样，可以依靠空气的静浮力升 上空中。 然而，对于重于空气的航空器如飞机，又是靠 什么力量飞上天空的呢？
诱导阻力同机翼的平面形状，翼剖面形状，展 弦比，特别是同举力有关。
3．压差阻力 “压差阻力”的产生是由于运动
着的物体前后所形成的压强差所形 成的。压强差所产生的阻力、就是 “压差阻力”。
飞机在飞行中，空气在机翼前缘 处受到阻挡，速度减慢，压力增大； 在机翼后缘由于气体分离 形成涡流区，压力减小。
采用流线型布局是减 小压差阻力的方法
二．机翼的形状
• 机翼的几何参数 • 常见翼型形式 • 翼型的几何参数 • 机翼的平面形状 • 机翼平面形状的几何参数
（一）机翼的几何参数
• 翼型：机翼横向剖面的外形
常见翼型形式
翼型的几何参数
• 弦长b：连接前缘
与后缘的连线。
• 厚度C：上下翼面
垂直于翼弦的长度
• 弯度f：翼型厚度中点
连线与翼弦之间的最 大距离
相信大家小时候都玩过风筝或是竹蜻蜓，这 两种小小的玩意构造十分简单，但却蕴含着深刻 的飞行原理。
当飞机的机翼为对称形状，气流沿着 机翼对称轴流动时，由于机翼两个表面的 形状一样，因而气流速度一样，所产生的 压力也一样，此时机翼不产生升力。但是当对称机 翼以一定的倾斜角（称为攻角或迎角）在空气中运 动时，就会出现与非对称机翼类似的流动现象，使 得上下表 面的压力不一致，从而也会产生升力。
升力的产生
四.阻力
从产生阻力的不同原因来说，飞机所受的 阻力可以分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、 干扰阻力、激波阻力等。
1．摩擦阻力 当两个物体相互滑动的时候，在两个物体上
就会产生与运动方向相反的力，阻止两个物体的 运动，这就是物体之间的摩擦阻力。当飞机在空 气中飞行时，飞机也会受到空气的摩擦阻力，飞 机的摩擦阻力是因为空气的粘性造成的。
图示的就是某一个 翼剖面上的下洗速度。 它与原来相对速度v组 成了合速度u 。u与v的 夹角就是下洗角a1。
下洗角使得原来的冲角a减小了。它的方向与 飞机飞行方向相反，所起的作用是阻拦飞机的前 进。实际上是一种阻力。这种阻力是由举力的诱导 而产生的，因此叫做“诱导阻力”。它是由于气流 下洗使原来的举力偏转而引起的附加阻力，并不包 含在翼型阻力之内。
压差阻力同物体的迎风面积、形状和在气流 中的位置都有很大的关系。
形状相同的物体的最大迎风面积越大，压差 阻力也就越大。
物体形状对压差阻力也有很大的作用。 物体上的摩擦阻力和压差阻力合起来叫“迎 面阻力”. 一个物体，究竟哪一种阻力占主要部分，这 要取决于物体的形状和位置。如果是流线体，那 么它的迎面阻力中主要部分是摩擦阻力。如果形 状远离流线体的式样，那么压差阻力占主要部分， 摩擦阻力则居次要位置，而且总的迎面阻力也大。
阻力对于飞机的飞行性能有很大的影响，特 别是在高速飞行时，激波和波阻的产生，对飞机 的飞行性能的影响更大。这是因为波阻的数值很 大，能够消耗发动机一大部分动力。
波阻的大小同激波的形状有关，而激波的形状 在飞行M数不变的情况下；又主要决定于物体或飞 机的形状，特别是头部的形状。按相对于飞行速度 （或气流速度）成垂直或成偏斜的状态，有正激波 和斜激波两种不同的形状。成垂直的是正激波，成 偏斜的是斜激波。