空气动力学复习(1)

空气动力学复习

一.大气物理

构成成分：主要是氮气和氧气；

按体积计算：氮气约78％；氧气约21％；其它约1％。

物理参数：温度、压力、密度；

与飞行有关的其它参数：粘性、压缩性、湿度、音速；

1.密度单位：公斤/平方米;

大气密度随高度的变化规律:高度升高,密度下降;近似

指数变化;

2.温度单位：摄氏温度C、华氏温度F、绝对温度K;

不同温度单位的对应公式：

C=(F-32)*5/9; K=C+273.15

大气温度与高度的关系，对流层每上升1000M，温度下降

6.5摄氏度。

3.大气压力单位:毫米汞柱,帕,平方英寸磅,平方厘米千克,

国际计量单位:帕.

海平面15摄氏度时的大气压力:几种表示单位,数值;

29.92inHg,760mmHg,1013.25hPa,14.6959psi,1.03323k

g/cm2.

4.粘性：

特性;流体内两个流层接触面上或流体与物体接触面上产

生相互粘滞和牵扯的力。

大气粘性主要是由于大气中各种气体分子不规则运动造成

的.

气体的粘度系数随温度升高而增大；

没有粘性的流体称为理想流体。

5.可压缩性：一定量的空气在压力或温度变化时，其体积和

密度发生变化的特性；

6.湿度：

相对湿度：大气中所含水蒸汽的量与同温度下大气能含有的

水蒸气最大量之比。温度越高，能含有的最大量越大，

露点温度：大气中相对湿度为100%时的温度；

7.音速：在同一介质中，音速的速度只与介质的温度有关；

大气中的音速：V=20.1（T)1/2 M/S

从地球表面到外层空间。气层依次是：对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层；对流层的高度：极地8KM，中纬度11KM，赤道12KM.

二、空气动力学

1基本概念

1.1相对运动原理：

1.2.连续性假设：

1.3.流场、定流场、非定流场：

流场：流体流动所占据的空间；

定常流：流动微团流过时的流动参数（速度、压力、温度、密度等）不随时间变化的流动；

非定常流：流动微团流过时的流动参数（速度、压力、温度、密度等）随时间变化的流动；

与之对应的流场称为定流场和非定流场。

1.4.流线、流线谱、流管和流量

流线----在流场中用来描绘流体微团流动状态的曲线；

流线谱---流场中用流线组成的描绘微团流动情况的图画；

流管：

流量：体积流量质量流量

2.基本规律

2.1连续方程

在定常流中，流体连续并稳定的在流管中流动，通过流管各截面的质量流相等；

2.2伯努利方程

使用条件：不可压缩的、理想的流体；

数学表达式：

流管截面积、流速、静压的变化关系：

3.机体几何外形和参数

3.1机翼的几何外形和参数

机翼的翼型、平面形状、机翼相对机身的安装位置

翼型参数：弦线、弦长，厚度、相对厚度

描写翼型的重要参数：相对厚度、最大厚度的位置；翼型弯度和最大弯度位置；

翼型可以用弯度特征、厚度特征、前缘半径、后缘角等参数描写；

展弦比：

后掠角：

低亚音速飞机翼型：

目前民航运输飞机机翼翼型相对厚度以及最大厚度位置、展弦比、后掠角。

相对厚度:8%----16%;

最大厚度位置:35%-----50%;

展弦比:7---8；

后掠角：1/4弦线后掠角300

机翼的安装角：

机翼弦线与机身纵轴线之间所夹的锐角叫做机翼的安装

角；

纵向上反角：

机翼安装角与水平尾翼安装角之差

4.作用在飞机上的空气动力

描述飞机机翼产生升力的原理：上下翼面气流变化，压力变化，压力差。

总空气动力：飞机飞行时作用在飞机各部件上的空气动力的合力R；压力中心：总空气动力R的作用点；

升力：总空气动力在垂直来流方向上的分量L；

阻力：总空气动力平行来流方向上的分量D。

机翼上的空气动力：

机翼压力中心：的作用点；机翼上总空气动力作用线与翼弦的交点；阻力：与升力有关：诱导阻力；

废阻力：摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力；

驻点：机翼前缘，气流速度减小到0，正压达到最大值；

最低压力点：机翼上表面，气流速度最大，负压达到最大值；

气体在机体表面的流动状态：

附面层：在机体表面沿机体表面法线方向，流速由零逐渐增加到外界气流流速的薄薄的空气层；

沿机体表面到附面层边界的距离叫做附面层的厚度；

沿机体表面流动距离越长附面层厚度越厚；

附面层的两种流动状态：层流附面层、紊流附面层；

层流附面层：流体微团层次分明，上下各层之间微团相互不混淆；紊流附面层：流体微团层次不分明，上下乱串，互相掺和。

转捩：附面层由层流状态转变为紊流状态；

转变原因：距离长，附面层变厚，分层流动不稳定。机体表面干扰。

附面层分离：

顺压梯度：前面流体的压力的；后面的压力小；驻点到最低压力点之间；

逆压梯度：流体后面的压力大，前面的压力小，最低压力点之后；在逆压的作用下，阻止流体的向后移动，形成倒流，与顺流相撞，拱起顺流，脱离机体表面。

摩擦阻力：原因，流体粘性，

大小因素：附面层状态，紊流层大于层流层，流体与机体的接触面面积，机体表面的光洁程度；

方法(措施）：

1.翼型形状。层流翼型的特点；前缘半径小，最大厚度位置靠后，约50%的位置；气流流过这种翼型时，压力分布比较平坦，最低压力点位置后移，顺流区域扩大，在大范围内保持层流附面层，减小附面层增厚的趋势，延缓转捩。

2.机翼表面安装气动装置，加大附面层内流体速度，