飞行升力与阻力详解

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飞行器飞行原理

飞行器飞行原理

飞行器飞行原理
飞行器的飞行原理在于应用空气动力学原理。

当飞行器在空中时,它会受到两个主要的力的作用:升力和阻力。

升力是垂直向上的力,使飞行器能够克服重力并保持在空中。

升力产生的主要原因是飞行器的机翼形状和空气动力学设计。

当飞行器在空中运动时,机翼会将来流的空气分成上下两个部分,使上部空气流速增大,下部空气流速减小。

根据伯努利原理,流速较大的空气产生较低的气压,而流速较小的空气产生较高的气压,这就形成了一个向上的压力差。

这个压力差产生的力就是升力,使得飞行器能够飞行。

阻力是飞行器在空中运动时的阻碍力。

飞行器的阻力由多个因素组成,包括空气摩擦阻力、压力阻力和指示阻力等。

为了减小阻力,提高飞行器的飞行效率,飞行器通常会采用流线型设计和优化的空气动力学外形。

除了升力和阻力之外,飞行器还需要考虑其他一些力的影响,如重力和推力。

重力是往下的力,会使飞行器向下掉落,而推力则是往前的力,可以克服重力并使飞行器前进。

为了平衡这些力,飞行器需要在设计中考虑到重力和推力之间的平衡关系。

飞行器的飞行过程是一个动态的系统,需要考虑多个因素的相互作用。

通过对这些力的合理应用和平衡,飞行器才能够在空中稳定地飞行。

飞行原理简介

飞行原理简介

飞行原理简介(一)要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用,飞机的升力是如何产生的等问题。

这些问题将分成几个部分简要讲解。

一、飞行的主要组成部分及功用到目前为止,除了少数特殊形式的飞机外,大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成:1. 机翼——机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行,同时也起到一定的稳定和操作作用。

在机翼上一般安装有副翼和襟翼,操纵副翼可使飞机滚转,放下襟翼可使升力增大。

机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。

不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。

2. 机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,将飞机的其他部件如:机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。

3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。

水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成,有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。

垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。

尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转,保证飞机能平稳飞行。

4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成,作用是起飞、着陆滑跑,地面滑行和停放时支撑飞机。

5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力,使飞机前进。

其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。

现在飞机动力装置应用较广泛的有:航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。

除了发动机本身,动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。

飞机上除了这五个主要部分外,根据飞机操作和执行任务的需要,还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。

二、飞机的升力和阻力飞机是重于空气的飞行器,当飞机飞行在空中,就会产生作用于飞机的空气动力,飞机就是靠空气动力升空飞行的。

在了解飞机升力和阻力的产生之前,我们还要认识空气流动的特性,即空气流动的基本规律。

流动的空气就是气流,一种流体,这里我们要引用两个流体定理:连续性定理和伯努利定理:流体的连续性定理:当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时,由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来,因此在同一时间内,流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。

飞行原理(升力和阻力)

飞行原理(升力和阻力)

• John Gay拍摄
1999年7月7日
• F/A 18-C Hornet 在- 航母附近低高度(75英尺)超音速飞行的场面
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正激波和斜激波
Ma=1 Ma>1
正激波 钝头:正激波 尖头:斜激波
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正激波的波阻大, 空气被压缩很厉害, 激波后的空气压强、 温度和密度急剧上 升,气流通过时, 空气微团受到的阻 滞强烈,速度大大 降低,动能消耗很 大,这表明产生的 波阻很大。
翼型的下表面→流管变化不大→压强基本不变 上下表面产生了压强差→总空气动力R R的方向向后- 向上→分力:升力L、阻力D
不同迎角对应的压力分布
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失速
通常,机翼的升力与迎角成正比。迎角增加,升力随之 增大(图1、图2)。但是,当迎角增大到某一值时,则会 出现相反的情况,即迎角增加升力反而急剧下降。这个 迎角就称为临界迎角。
等音速点后面,由于翼型表面 的连续外凸,流管扩张,空气 膨胀加速,出现局部超音速区。
通常机翼上表面会首先达到当地音速, 局部激波首先出现在上翼面。随着速度 的增加,下翼面也会出现局部激波,而 且当速度进一步增加时,机翼上下表面 的局部激波还会向后移动,并且下翼面 的局部激波的移动速度比上翼面的大, 可能一直移到机翼后缘,同时激波的强 度也将增大,激波阻- 力将增大。
简单襟翼
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富勒襟翼
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Boeing 727 三缝襟翼
Boeing 727 Triple-Slotted Fowler Flap System -
F-14全翼展的前缘缝翼与后缘襟翼
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前缘缝翼
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缝翼和襟翼对升力系数的影响
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阻力
• 摩擦阻力 • 压差阻力 • 干扰阻力

飞行基本原理

飞行基本原理

飞行原理简介良好飞行的条件:升力部件(机翼升力占绝大部分)提供的总升力大于飞机总重量;发动机提供的动力大于飞机总阻力(压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干扰阻力);飞机具有良好的操纵稳定性能(各舵面的相互协调作用)。

升力原理:飞机是重于空气的飞行器,当飞机飞行在空中,就会产生作用于飞机的空气动力,飞机就是靠空气动力升空飞行的。

由伯努利原理:P=P0+12pv2由上式可知:流体的速度越大,其对应的静压力就越小。

在普通机翼扰流中,上翼面速度大于下翼面速度,则压强分布上大下小,上下翼面的压强差就产生了升力。

如果机翼有一定的迎角(小于临界角),则上下翼面压强差更大升力将更大。

具体的升力公式:F=C⋅1ρV2S l其中,C为升力系数,V为空速,S为机翼面积。

升力系数是迎角的函数,具体如右图。

可见,在机翼迎角不大于临界应交的情况下,升力随着迎角增大而增大,超过临界迎角后将出现失速,升力急剧下降。

机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正压力的作用,一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右,下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。

阻力:飞机飞行时机翼上不仅有升力产生,同时还会由于空气的粘性会产生阻力。

阻力可分为:压差阻力、诱导阻力、干扰阻力、摩擦阻力。

压差阻力:在物体扰流中,压强前大后小,这种由压强差造成的阻力为压差阻力,其大小与物体迎风面积及物体形状有关,迎风面积越小、物体外形越接近流线型压差阻力就越小。

D=C0⋅1ρV2S0诱导阻力:正常飞行中机翼压强上大下小,将在翼尖部位不断形成旋涡,气流下洗,由此影响产生的附加阻力为诱导阻力。

可以通过增加展弦比,选择适当平面形状,增加翼梢小翼来减小诱导阻力。

干扰阻力:飞机各种部件组合到一起后由于气流的相互干扰而产生的一种额外阻力。

摩擦阻力:当空气流过飞机表面的时候,由于空气的粘性作用,在空气和机翼表面之间会产生摩擦阻力。

其大小与空气粘性的大小、物体表面光滑程度以及物体与空气接触面积等因素有关。

飞行原理 2.3 阻力

飞行原理 2.3 阻力

分离点
●分离区的特点一 分离区的特点一 分离区内漩涡是一个个单独产生的, 分离区内漩涡是一个个单独产生的,它导致机翼 的振动。 的振动。
●分离区的特点二 分离区的特点二 分离区内压强几乎相等,并且等于分离点处的压强。 分离区内压强几乎相等,并且等于分离点处的压强。
P分离点 = P1 = P2 = P3 = P4
•诱导阻力 诱导阻力(Induced Drag) 诱导阻力
升力
粘性
2.3.1 低速附面层
① 附面层的形成
附面层, 附面层,是气流速度从物面处速度为零逐渐增加到 99%主流速度的很薄的空气流动层。 主流速度的很薄的空气流动层。 主流速度的很薄的空气流动层
速度 不受干扰的主流 附面层边界
物体表面
●附面层厚度较薄 附面层厚度较薄
升力 Lift
拉力
阻力
Pull
Drag
重力
Weight
●阻力的分类 阻力的分类
对于低速飞机,根据阻力的形成原因, 对于低速飞机,根据阻力的形成原因,可将阻力 分为: 分为: •摩擦阻力 摩擦阻力(Skin Friction Drag) 摩擦阻力 •压差阻力 压差阻力(Form Drag) 压差阻力 •干扰阻力 干扰阻力(Interference Drag) 干扰阻力 废阻力 (Parasite Drag)
●摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大 摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大 摩擦阻力占总阻力的比例 超音速战斗机 大型运输机 小型公务机 水下物体 船舶 25-30% 40% 50% 70% 90%
② 压差阻力
压差阻力是由处于流动空气中的物体的前后的压 力差,导致气流附面层分离,从而产生的阻力。 力差,导致气流附面层分离,从而产生的阻力。

客机飞行原理

客机飞行原理

客机飞行原理
客机的飞行原理是基于空气动力学原理的。

当机翼在飞行中受到空气的侧向流动时,会产生一个向上的升力。

这是由于机翼上下表面的气压差所引起的。

机翼的上表面相对扁平,下表面则相对凸起,当空气流过机翼时,流速在上表面比在下表面更高。

根据伯努利定律,气流速度越快,气压越低。

因此,机翼上表面的气压低于下表面,从而产生了一个向上的升力。

此外,机翼的形状也对升力的产生起着重要的作用。

机翼的横截面通常呈现翼型,翼型的上下表面所形成的曲率不对称。

这使得流过机翼上表面和下表面的流动路径长度不同。

在同样的时间内,上表面的气流需要更快地通过机翼,进一步降低了上表面的气压,从而增加了升力。

除升力外,机翼也会产生一定的阻力。

阻力是由空气对机翼的阻碍力造成的,它与气流的速度和机翼的形状有关。

为了减小阻力,现代客机的机翼通常采用较大的展弦比,在设计上更加流线型,以尽可能减小气流的阻碍。

在飞行过程中,推力也起到了至关重要的作用。

推力是由发动机产生的,用于克服阻力和提供动力。

推力的大小和方向可以通过改变引擎的喷出速度和方向来实现。

通过调整推力的大小和方向,飞行员可以操纵飞机的姿态、速度和高度。

综上所述,客机的飞行原理主要涉及升力、阻力和推力的相互作用。

机翼通过产生升力来支撑飞机的重量,但同时也会产生
阻力。

通过合理设计机翼的形状和流线型,可以减小阻力。

而推力则为飞机提供动力,使其能够飞行。

航模基础知识要点

航模基础知识要点

航模基础知识要点航模是指模仿真实飞机原理和结构,通过模型制作的飞行器。

它可以飞行、模拟飞行和进行相关实验,并在飞行过程中采集数据。

航模制作是一门综合性比较强的学科,需要涉及飞行原理、空气动力学、材料科学、机械工程等多个学科的知识。

下面是航模基础知识的要点介绍。

一、飞行原理:1.升力的产生:航模的飞行依靠翅膀产生的升力。

升力的产生与机翼的气动特性有关,如充气方式、翼型、机翼横断面、机翼悬挂方式等。

2.推力的产生:推力的产生与发动机和螺旋桨有关。

常见的推力方式有喷气推力和螺旋桨推力。

3.驱动方式:航模的驱动方式有遥控和自动驾驶两种。

遥控驱动需要通过遥控设备来控制航模的运动,而自动驾驶是指通过预设的程序或传感器来控制航模的运动。

二、材料科学:1.结构材料:航模的结构通常采用轻质材料,如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等,以实现轻量化和强度要求。

2.制造工艺:航模的制造工艺包括模具制作、材料选择、剪裁、分层和成型等。

模具的制作要求精度高,以保证航模的几何形状和表面光洁度。

3.节能材料:航模中还广泛应用了一些具有节能特性的材料,如空气动力学中的流线型设计、减阻材料等,以增加航模的飞行效率。

三、控制系统:1.操纵系统:航模的操纵系统包括遥控器、舵机、控制杆等。

通过操纵杆控制舵机的运动,进而控制航模的姿态。

2.自动控制系统:航模的自动控制系统通常包括航向控制、高度控制和速度控制等。

通过预设的程序或传感器来实现航模的自动控制。

四、空气动力学:1.升力与阻力:航模在飞行时会受到气流的作用,其中最重要的是升力和阻力。

升力使航模能够飞行,在设计航模时需要根据升力和重力平衡关系来确定机翼的形状和大小。

阻力会影响航模的速度和飞行续航能力,因此需要进行降低阻力的设计。

2.气动性能:航模的气动性能取决于机翼的几何形状、气动特性和航模的重量。

要提高航模的气动性能,需要注意机翼和机身的流线型设计,减小飞行阻力。

五、航模制作与调试:1.比例缩小:航模制作时需要考虑飞机模型与真实飞机的比例关系,以保证航模的结构和空气动力学特性与真实飞机相似。

飞机飞行的基本原理

飞机飞行的基本原理

飞机飞行的基本原理飞机飞行的基本原理主要包括三个方面:升力、阻力和重力。

1.升力:升力是由空气动力学原理产生的,它是由翼面上的气流产生的。

当翼面运动时,空气会在翼面上形成高压区和低压区,高压区下方产生升力,使飞机向上升。

2.阻力:阻力是飞机穿过空气时产生的阻碍力,包括空气阻力和摩擦阻力。

空气阻力是由飞机前进时空气对飞机表面的摩擦产生的,而摩擦阻力则是由飞机表面摩擦空气产生的。

3.重力:重力是由地球对物体产生的向下的引力。

飞机在飞行过程中需要不断产生升力来抵消重力的作用,以维持飞行。

当飞机的升力大于阻力和重力的总和时,飞机就会上升,而当升力小于阻力和重力的总和时,飞机就会下降。

飞机的驾驶员通过调整飞机的姿态和动力系统来控制飞机的升降和飞行速度。

除了升力、阻力和重力这三个基本原理之外,飞机飞行还需要考虑其他因素。

4.气流:空气的流动对飞机的飞行有重要影响。

飞机在飞行中会遇到不同类型的气流,如下推气流、上升气流和下沉气流等。

飞机的驾驶员需要根据气流的类型和强度来调整飞机的姿态和动力系统,以确保飞机的安全飞行。

5.气压: 气压的变化会对飞机的飞行产生影响。

飞机在飞行中会经历高气压和低气压,高气压会使飞机升高,而低气压则会降低飞机。

飞机的驾驶员需要根据气压的变化来调整飞机的姿态和动力系统。

6.温度:温度的变化也会对飞机的飞行产生影响。

高温会使飞机升高,而低温则会降低飞机。

飞机的驾驶员需要根据温度的变化来调整飞机的姿态和动力系统。

7.风:风的方向和强度会对飞机的飞行产生影响。

飞机的驾驶员需要根据风的方向和强度来调整飞机的姿态和动力系统,以确保飞机的安全飞行。

这些因素都需要飞行员经过严格的训练和经验积累来掌握,并在飞行过程中不断监测和调整,以确保飞机的安全飞行。

另外,飞机的结构和控制系统也对飞行有重要影响。

飞机的翼和机尾设计会影响飞机的升降和飞行速度,而飞机的动力系统会影响飞机的推进力和油耗。

总之,飞机飞行的基本原理需要结合空气动力学、气象学、航空工程等多个领域的知识来理解和掌握。

飞机性能——飞行的升阻力

飞机性能——飞行的升阻力

1.2 飞行的升阻力1.2.1机翼的形状机翼的平面形状机翼的几何参数翼展:左右两翼翼尖之间的距离。

平均几何弦长:机翼面积与翼展之比。

对于矩形机翼:是前缘到后缘的直线距离。

展弦比(aspect ratio):翼展与平均几何弦长之比,或翼展平方与翼面积之比。

根梢比(梯形比):翼根弦长和翼尖弦长之比。

前掠角、后掠角机翼前缘同垂直于机身中心线的直线之间所夹的角度。

是机翼与机身夹角的余角。

机翼前缘位于机身中心线垂直线前面,称为前掠角;机翼前缘位于机身中心线垂直线后面,称为后掠角。

在俯视图上,机翼有代表性的基准线(一般取25%等百分比弦线)与飞机对称面法线之间的夹角。

基准线向后折转时为后掠角。

后掠角是指从飞机的俯仰方向看,机翼平均气动弦长连线自翼根到翼尖向后歪斜的角度。

如果是机翼前缘线的歪斜角,则称前缘后掠角。

上反角、下反角机翼的底面同垂直于飞机立轴的平面之间的夹角。

从飞机侧面看,翼尖上翘是上反角;翼尖下垂是下反角。

机翼的铅垂剖面——翼型翼型的几何特征机翼的铅垂剖面又叫做翼型。

翼型的前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平,呈鱼侧形。

前缘和后缘翼型前端点叫做前缘,后端点叫做后缘。

翼弦和弦长前缘和后缘之间的连线称为翼弦。

翼弦的长度称为弦长。

翼型的弯度分布和厚度分布迎角对于翼型和固定翼飞机,来流方向和翼弦的夹角称为迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。

对于直升机和旋翼机,迎角的表示方法与固定翼飞机略有不同,它是指与前进方向垂直的轴和旋翼的控制轴之间的夹角。

1.2.2升力的产生气体的管流特性理想低速气体的管流特性——Bernoulli 定理气流流经光滑管路,不计摩擦及其它损失,满足理想流体的伯努利定理:气体总压保持不变:总压=静压+速压,并且:气流通过等截面管路,处处流速相等,静压相等;气流通过收敛管路,速度加大,静压下降;气流通过扩张管路,速度降低,静压提高;低速和亚声速气流在变截面管道中的流动低速气流在变截面管道中流动时,由于气流密度变化不大,可视为不可压缩流体:亚声速气流在变截面管道中流动超声速气流在变截面管道中的流动在低速飞行中,机翼周围的空气由于压力变化所引起的空气密度变化量很小,其影响可以略去不计;而在高速飞行中,气流速度变化所引121212121212;;;;P P A A P P A A <><><>υυυυ121212121212121212121212;;;;;;;;;;Ma Ma P P T T A A Ma Ma P P T T A A ><><<<<><>>>υυρρυυρρ起的空气密度变化,会引起空气动力发生很大的变化,甚至会引起空气流动规律的改变,因此它的影响就不能忽略了。

飞机升力与阻力详解(图文)

飞机升力与阻力详解(图文)

飞行基础知识①升力与阻力详解(图文)升力是怎样产生的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气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。

远在一千多年以前,我们的祖先便发明了孔明灯这种借助热气升空的精巧器具,可以算得上是轻于空气的航空器的鼻祖了。

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?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。

飞机的机翼包括固定翼和旋翼两种,风筝的升空原理与滑翔机有一些类似,都是靠迎面气流吹动而产生向上的升力,但与固定翼的飞机有一定的差别;而旋翼机与竹蜻蜓却有着异曲同工之妙,都是靠旋翼旋转产生向上的升力。

机翼是怎样产生升力的呢?让我们先来做一个小小的试验:手持一张白纸的一端,由于重力的作用,白纸的另一端会自然垂下,现在我们将白纸拿到嘴前,沿着水平方向吹气,看看会发生什么样的情况。

哈,白纸不但没有被吹开,垂下的一端反而飘了起来,这是什么原因呢?流体力学的基本原理告诉我们,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,白纸上面的空气被吹动,流动较快,压强比白纸下面不动的空气小,因此将白纸托了起来。

这一基本原理在足球运动中也得到了体现。

大家可能都听说过足球比赛中的“香蕉球”,在发角球时,脚法好的队员可以使足球绕过球门框和守门员,直接飞入球门,由于足球的飞行路线是弯曲的,形似一只香蕉,因此叫做“香蕉球”。

这股使足球偏转的神秘力量也来自于空气的压力差,由于足球在踢出后向前飞行的同时还绕自身的轴线旋转,因此在足球的两个侧面相对于空气的运动速度不同,所受到的空气的压力也不同,是空气的压力差蒙蔽了守门员。

升力系数和阻力系数公式

升力系数和阻力系数公式

升力系数和阻力系数公式升力系数(Coefficient of Lift,CL)是指单位翼展面积上产生的升力与气动力学特性参数之一、通常用Cl表示,其计算公式为:CL=L/(0.5*ρ*V^2*S)其中L是翼面上产生的升力,ρ是流体的密度,V是飞行速度,S是翼展。

升力系数的数值越大,说明翼型产生的升力越大。

阻力系数(Coefficient of Drag,CD)是指单位翼展面积上产生的阻力与气动力学特性参数之一、通常用Cd表示,其计算公式为:CD=D/(0.5*ρ*V^2*S)其中D是翼面上的阻力。

阻力系数的数值越小,说明翼型产生的阻力越小。

升力系数和阻力系数是通过实验或数值模拟进行测量和计算的。

常见的实验方法包括空气动力学隧道实验和风洞试验。

数值模拟方法主要有计算流体力学(CFD)方法,通过对流体的运动方程进行离散和求解,获取翼型的升力系数和阻力系数。

升力系数和阻力系数的数值会受到多种因素的影响,主要包括翼型的几何形状、攻角和翼型表面特性等。

攻角是指风的流动方向与翼面法线之间的夹角,它对翼型产生的升力和阻力有显著影响。

在较小的攻角范围内,升力系数随攻角的增加而增加,而阻力系数随攻角的增加而减小。

当攻角进一步增加时,升力系数会出现下降,阻力系数会急剧增加。

此时,发生失速现象,翼型不再产生升力,阻力急剧增加。

此外,翼型表面的湍流程度和粗糙度也会对升力系数和阻力系数产生影响。

通常情况下,翼型表面光滑并且湍流程度较小,可以减小阻力系数,提高升力系数。

升力系数和阻力系数是评估翼型气动性能的重要指标。

当前航空航天工程中使用的翼型都经过严格的测试和验证,以确保其升力系数和阻力系数符合设计要求。

在实际设计中,工程师会以升力系数为主要参考指标,通过优化翼型的几何形状和其他参数,实现期望的升力和阻力性能。

总之,升力系数和阻力系数是翼型气动性能的重要参数,通过实验或数值模拟可以测量和计算得到。

它们代表了翼型的升力和阻力水平,对航空航天工程的设计和优化具有重要意义。

升力公式和阻力公式

升力公式和阻力公式

升力公式和阻力公式升力公式和阻力公式•升力公式1.伯努利定律:P+12ρv2+ρgz=C,其中P为压力, ρ为流体密度, v为速度, g为重力加速度, z为高度差,C为常数。

2.理想气体状态方程:P=ρRT,其中R为气体常数,T为温度。

3.升力公式:L=12C Lρv2A,其中L为升力,C L为升力系数,ρ为空气密度,v为飞行速度,A为翼展面积。

例子:一架飞机在飞行过程中,速度为200 m/s,翼展面积为300 m2,空气密度为 kg/m3,则根据升力公式计算升力为:L=12C Lρv2A=12×1××2002×300= N因此,该飞机在飞行过程中产生的升力为 N。

•阻力公式1.阻力公式:D=12C Dρv2A,其中D为阻力,C D为阻力系数,ρ为空气密度,v为飞行速度,A为截面面积。

例子:一辆汽车在高速行驶过程中,速度为100 km/ℎ,车辆的截面面积为2 m2,空气密度为 kg/m3,则根据阻力公式计算阻力为:D=12C Dρv2A=12×××(100)2×2= N因此,该速度下汽车所受的阻力约为 N。

通过以上例子可以看出,升力公式和阻力公式在物体运动中起着重要作用,能够帮助我们计算物体所受的升力和阻力,为航空、汽车等行业的设计和研究提供基础。

•升力公式1.升力公式:L=12C Lρv2A,其中L为升力,C L为升力系数,ρ为空气密度,v为速度,A为物体的参考面积。

2.升力系数:升力系数是描述物体产生升力能力的无量纲数值。

它取决于物体的形状、角度、翼展面积等因素,并且会随着流体的速度而变化。

例子:一架飞机的升力系数C L为,速度v为 200 m/s,而翼展面积A为 300 m2,空气密度ρ为kg/m3,则根据升力公式计算该飞机产生的升力为:L=12C Lρv2A=12×××2002×300=3,240,000N因此,该飞机在此条件下产生的升力为 3,240,000 N。

升力系数曲线、阻力系数曲线和升阻比曲线、极曲线

升力系数曲线、阻力系数曲线和升阻比曲线、极曲线

3.4.5 升力系数曲线、阻力系数曲线和升阻比曲线、极曲线升阻比和升力系数、阻力系数一样都是无量纲参数,在飞行马赫小于一定值时,只与机翼的形状(机翼翼型、机翼平面形状)和迎角的大小有关。

当迎角改变时,气流在机翼表面的流动情况和机翼表面的压力分布(见图3-26)都会随之变化,结果导致了机翼升力和阻力的变化,压力中心位置的前后移动。

1、 升力系数随迎角的变化图3-27 升力系数曲线从图3-27中升力系数曲线L C 的变化情况可以看到,在迎角小于一定值时(小于最大升力系数对应的迎角,max αα<),升力系数与迎角近似成线性关系,随着迎角的增加而增加,由负值增大到零到正值再到最大值max L C ,然后又转折开始下降。

升力系数曲线的斜率L L C C αα∆=∆表示了升力系数L C α随着迎角变化的快慢。

升力系数为零时,机翼的升力为零,对应的迎角叫做零升力迎角(0α)(见图3-27)。

对于大多数民用运输机机翼采用的具有一定弯曲的非对称翼型,零升力迎角是一个较小的负值(见图3-28(d )):对于对称翼型,零升力迎角为零(见图3-28(e ))。

迎角小于升力迎角(0αα<)时,升力系数为负值,飞机的升力方向指向机翼下表面(见图3-28(d )):迎角大于零升力迎角时(0αα>),升力系数为正值,飞机的升力方向指向机翼上表面(见图3-28(a )(c))。

图3-28 不同迎角下的不同升力2.机翼压力中心位置随迎角变化正如前面已讲述的:机翼气动力合力的作用点叫做机翼的压力中心。

随着迎角的改变,机翼压心的位置会沿飞机纵向前后移动(对称翼型除外)。

当迎角比较小时,机翼前缘上表面还没有形成很细的流管,气流在机翼前缘的加速比较缓慢,并没有在机翼前缘形成吸力区,机翼上表面的最低压力点靠后(见图3-29(a)),这是机翼的升力系数比较小,压力中心也比较靠后。

随着迎角的逐渐增加,机翼前缘上表面的流管逐渐变细,气流在机翼前缘上表面加速的速度加快,机翼上表面的最低压力点向前移,机翼的升力系数增大,压力中心也向前移(见图3-29(b))。

V1VRV2飞机起飞速度与飞机升力和阻力详解

V1VRV2飞机起飞速度与飞机升力和阻力详解

V1VRV2飞机起飞速度与飞机升力和阻力详解V1 VR V2飞机起飞速度详解V1 VR V2的概念:首先捡容易的来说。

Vr,这个r就是rotate的缩写,因此Vr能够叫做抬前轮速度或者者抬头速度。

只有当飞机加速到Vr的时候,飞行员才能够带杆让飞机抬头离地,假如小于这个速度,很容易造成擦机尾。

再说V1。

这个速度,我们通常称其为决断速度。

我们明白,飞机发生机械故障是不可能分时候的,任何状态下都可能出现某个部件失效的情况。

假如故障发生在天上,那么就靠机组的处理;假如发生在地面上,那就比较简单了,干脆不起飞了,滑回去,让机务人员来处理。

但是,假如这个故障发生在起飞滑跑这个“地面——空中”的临界状态下呢?这就比较难办了。

显然,这时候我们有两种选择——不起飞了,让飞机继续留在地面上,或者者继续起飞,让飞机到空中去再说。

事实上不管是否继续起飞,我们都不能一概而论。

由于假如这时候飞机速度已经很大,很接近抬前轮的速度了,尽管还没有离地,但如今刹车可能已经无法确保飞机能在剩余的跑道上停住了。

假如在这种大速度下贸然中断起飞,从而导致飞机冲出跑道,也许造成的缺失比那个故障本身造成的缺失会大得多。

反过来说,假如这时候速度并不是很大,我们只要及时采取必要的措施,完全能够让飞机在跑道上安全得停下来,我们依然决定继续起飞的话,那显然也不合适,由于毕竟在地面上处理故障要比在空中处理故障更安全更有效。

这时候大家应该差不多有了这么个印象——假如在滑跑速度比较小的时候出问题了,我们就停下来;假如在滑跑速度很大的时候出问题了,我们就继续起飞。

但是,到底多大算是“大”速度,多小算是“小”速度呢?V1的出现就解决了这个问题。

我们在每次飞行前,都要确定一个V1速度,假如问题出现在V1之前,我们就停下来(这时候是完全能够停下来的);假如问题出现在V1之后,那就说明现在刹车已经来不及了,只能继续起飞。

因此,这个V1我们叫决断速度——在这个速度我们要做决断——起飞,还是不起飞!再说V2。

飞机飞行的基本原理

飞机飞行的基本原理

飞机飞行的基本原理首先是升力。

升力是飞机能够在空中飞行的基础,它是通过机翼产生的。

机翼上方的气流速度比下方快,根据伯努利原理,快速流动的气体会产生低压,而慢速流动的气体会产生高压。

当机翼下方气压高于上方时,就形成了一个向上的压力差,从而产生了升力。

升力的大小取决于多个因素,例如机翼的几何形状、角度、气流速度和密度等。

通过调整这些因素,飞机可以控制升力的大小,从而保持飞行高度。

其次是阻力。

阻力是指飞机在飞行过程中要克服的空气阻力。

阻力主要分为四种类型:气动阻力、重力阻力、轮滚阻力和推进器推力所产生的阻力。

气动阻力是指空气对飞机运动造成的摩擦阻力,它与飞机速度的平方成正比。

重力阻力是由于飞机质量存在而产生的向下阻力,可以通过升力来克服。

轮滚阻力是起飞和着陆时由于飞机与地面接触而产生的摩擦阻力,可以通过使用起落架来减少。

推进器推力所产生的阻力是由于推进器的喷射速度产生的反作用力,可以通过减小喷射速度和提高推力效率来减少。

最后是推力。

推力是指飞机向前移动所需的力量。

推力主要由发动机提供,发动机通过燃烧燃料产生高温高压的气体,然后通过喷射出来,产生一个向后的反作用力,从而推动飞机向前飞行。

推力的大小取决于发动机的设计和性能以及飞机的速度和负载。

总结起来,飞机飞行的基本原理就是通过机翼产生升力,克服阻力,利用推力推动飞机向前飞行。

当升力大于或等于阻力时,飞机就可以保持在空中飞行。

不同类型的飞机在设计上会有所不同,但这个基本原理是通用的。

飞机如何在空中飞行解密飞行器的原理

飞机如何在空中飞行解密飞行器的原理

飞机如何在空中飞行解密飞行器的原理飞机如何在空中飞行:解密飞行器的原理近一个世纪以来,飞机一直是人类最受欢迎的交通工具之一。

它能够快速、高效地将人们从一个地方运送到另一个地方,极大地改变了人们的生活方式。

那么,飞机是如何在空中飞行的呢?本文将解密飞行器的原理,揭示飞机如何实现令人惊叹的飞行能力。

一、升力的产生飞机在空中飞行时,必须产生升力来抵消其重力。

而升力的产生与翼面的设计有关。

飞机的翼面通常呈扁平状,上表面比下表面稍微凸起。

当飞机以一定速度移动时,空气分子会在上表面和下表面之间产生差异的压力分布。

上表面的低压和下表面的高压之间形成一个压力梯度,这个压力梯度会产生一个向上的力,也就是升力。

升力的大小取决于翼面的形状、面积以及飞机的速度。

二、空气动力学除了翼面的设计外,空气动力学也是飞机能够在空中飞行的重要原理之一。

空气动力学研究的是空气在物体表面产生的力和气流的行为。

飞机在飞行过程中,空气会分别流过翼面、机身以及其他部件,产生各种力的作用。

1. 升力与阻力:升力已经在前面介绍过,它是飞机在空中飞行时必须产生的力。

而阻力则是飞机在空气中前进时所受到的阻碍力。

阻力的大小取决于飞机速度、空气密度以及飞机形状。

为了减小阻力,飞机通常采用流线型的设计,减少空气的阻碍作用。

2. 推力与重力:除了升力和阻力外,飞机还需要克服重力的作用才能保持飞行。

为了克服重力,飞机必须产生足够的推力。

推力通常由发动机提供,通过推进剂的燃烧产生高温高压气体,推动发动机喷出气流,产生向后的推力。

推力的大小取决于发动机的性能以及飞机的重量。

三、控制系统飞机在空中飞行时,需要通过控制系统来保持平衡、改变方向、调整姿态等。

飞机的控制系统通常包括操纵面、操纵杆、操纵系统等。

1. 操纵面:操纵面是指安装在飞机上并能通过操纵系统控制的可动零件。

常见的操纵面有副翼、方向舵和升降舵。

副翼主要用于改变飞机的滚转状态,方向舵用于改变飞机的偏航状态,而升降舵则用于改变飞机的俯仰状态。

飞机升力和阻力的产生

飞机升力和阻力的产生

飞机在空气中运动或者空气流过飞机时,就会产生作用于飞机的空气动力,飞机各部分所受到的空气动力的总和,叫总空气动力,通常用R表示。

一般情况,这个力是向上并向后倾斜的,根据它所起的作用,可将它分解为垂直于相对气流方向和平等于相对气流方向的两个分力。

垂直方向的力叫升力,用Y表示。

升力通常是起支托飞机的作用。

平等方向阻碍飞机前进的力叫阴力,用X表示。

飞机的升力绝大部份是机翼产生的,尾翼通常产生负升力,飞机其它部份产生的升力很小,一般都不考虑。

至于飞机的阻力,只要是暴露在相对气流中的任何部件,都是要产生的。

一、升力的产生从流线谱可以看出:空气流到机翼前缘,分成上、下两股,分别沿机翼上、下表面流过,而在机翼后缘重新汇合向后流去。

在机翼上表面,由于比较凸出,流管变细,说明流速加快,压力降低。

在机翼下表面,气流受到阻挡作用,流管变粗,流速减慢,压力增大。

于是,机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和,就是机翼的升力。

机翼升力的着力点,即升力作用线和翼弦的交点,叫压力中心。

机翼各部位升力的大小是不同的,要想了解机翼各个部位升力的大小,就需知道机翼表面压力分布的情形。

机翼表面压力的颁可通过实验来测定。

凡是比大气压力低的叫吸力(负压力),凡是比大气压力高的叫压力(正压力)。

机翼表面各点的吸力和正压力都可用向量表示。

向量的长短表示吸力或正压力的大小。

向量的方向同机翼表面垂直,箭头方向朝外,表示吸力;箭头指向机翼表面,表示正压力。

将各个向量的外端用平滑的曲线连接起来。

压力最低(即吸力最大)的一点,叫最低压力点。

在前缘附近,流速为零,压力最高的一点,叫驻点。

机翼压力分布并不是一成不变的。

如果机翼在相对气流中的关系位置改变了,流线谱就会改变,机翼的压力分布也就随之而变。

机翼升力的产生主要是靠上表面吸力的作用,而不是主要靠下表面的压力高于大气压的情况下,由上表面吸力所形成的升力,一般占总升力的60%到80%左右,而下表面的正压力所形成的升力只不过占总升力的20%到40%左右。

无人机应用技术专业《(3.3)升力与阻力》

无人机应用技术专业《(3.3)升力与阻力》

飞机的升力〔视频1〕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,这是航空器飞行的根本原理。

前面我们提到,航空器可分为轻于空气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,其主要局部是一个大大的气囊,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?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。

飞机的机翼包括固定翼和旋翼两种,风筝的升空原理与滑翔机有一些类似,都是靠迎面气流吹动而产生向上的升力,但与固定翼的飞机有一定的差异;而旋翼机与竹蜻蜓却有着异曲同工之妙,都是靠旋翼旋转产生向上的升力。

那么机翼是怎样产生升力的呢?让我们先来做一个小小的试验:手持一张白纸的一端,由于重力的作用,白纸的另一端会自然垂下,现在我们将白纸拿到嘴前,沿着水平方向吹气,看看会发生什么样的情况。

哈,白纸不但没有被吹开,垂下的一端反而飘了起来,这是什么原因呢?伯努利定律告诉我们,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,白纸上面的空气被吹动,流动较快,压强比白纸下面不动的空气小,因此将白纸托了起来。

这一根本原理在足球运动中也得到了表达。

大家可能都听说过足球比赛中的“香蕉球〞,在发角球时,脚法好的队员可以使足球绕过球门框和守门员,直接飞入球门,这股使足球偏转的神秘力量也来自于空气的压力差,由于足球在踢出后向前飞行的同时还绕自身的轴线旋转,因此在足球的两个侧面相对于空气的运动速度不同,所受到的空气的压力也不同,是空气的压力差改变了足球的运动轨迹。

对于固定翼的飞机,当它在空气中以一定的速度飞行时,根据相对运动的原理,机翼相对于空气的运动可以看作是机翼不动,而空气气流以一定的速度流过机翼。

由于机翼一般是不对称的,上外表比拟凸,而下外表比拟平,流过机翼上外表的气流流速较快,而流过机翼下外表的气流正好相反。

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1. 升力是怎样产生的: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气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。

远在一千多年以前,我们的祖先便发明了孔明灯这种借助热气升空的精巧器具,可以算得上是轻于空气的航空器的鼻祖了。

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?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。

飞机的机翼包括固定翼和旋翼两种,风筝的升空原理与滑翔机有一些类似,都是靠迎面气流吹动而产生向上的升力,但与固定翼的飞机有一定的差别;而旋翼机与竹蜻蜓却有着异曲同工之妙,都是靠旋翼旋转产生向上的升力。

2. 机翼是怎样产生升力的呢?让我们先来做一个小小的试验:手持一张白纸的一端,由于重力的作用,白纸的另一端会自然垂下,现在我们将白纸拿到嘴前,沿着水平方向吹气,看看会发生什么样的情况。

哈,白纸不但没有被吹开,垂下的一端反而飘了起来,这是什么原因呢?流体力学的基本原理告诉我们,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,白纸上面的空气被吹动,流动较快,压强比白纸下面不动的空气小,因此将白纸托了起来。

这一基本原理在足球运动中也得到了体现。

大家可能都听说过足球比赛中的“香蕉球”,在发角球时,脚法好的队员可以使足球绕过球门框和守门员,直接飞入球门,由于足球的飞行路线是弯曲的,形似一只香蕉,因此叫做“香蕉球”。

这股使足球偏转的神秘力量也来自于空气的压力差,由于足球在踢出后向前飞行的同时还绕自身的轴线旋转,因此在足球的两个侧面相对于空气的运动速度不同,所受到的空气的压力也不同,是空气的压力差蒙蔽了守门员。

对于固定翼的飞机,当它在空气中以一定的速度飞行时,根据相对运动的原理,机翼相对于空气的运动可以看作是机翼不动,而空气气流以一定的速度流过机翼。

空气的流动在日常生活中是看不见的,但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。

日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相对稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。

流过机翼的气流与河床中的流水类似,由于机翼一般是不对称的,上表面比较凸,而下表面比较平,流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水,流速较快,而流过机翼下表面的气流正好相反,类似于较宽地方的流水,流速较上表面的气流慢。

根据流体力学的基本原理,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高,换一句话说,就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。

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。

3. 飞机的阻力:凡是懂得物理知识的人都知道,飞机在飞行的过程中,机体上所受的力是平衡的。

飞机的重力与飞机产生的升力平衡,而飞机的发动机的作用则是克服飞机所受的阻力,推动飞机前进,使得飞机相对于空气运动,从而产生升力。

大家肯定要想,飞机发动机的功率那么大,难道飞机上所受的阻力有那么大吗?的确,飞机在高速飞行的同时,会因为不同原因受到非常大的阻力。

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。

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。

当气流流过物体时,由于粘性,空气微团与物体表面发生摩擦,阻滞了气流的流动,这就是物体对空气的摩擦阻力,反之,空气对物体也给予了摩擦阻力。

摩擦阻力是在边界层中产生的。

所谓边界层就是紧贴物体表面,流速由外部流体的自由流速逐渐降低到零的那一层薄薄的空气层。

边界层中气流的流动情况是不同的。

一般机翼大约在最大厚度之前,边界层的气流各层不相混杂而成层地流动,这部分叫做“层流边界层”。

在这之后,气流的活动转变为杂乱无章,并且出现了漩涡和横向流动,这部分叫做“紊流边界层”。

从“层流边界层”转变为“紊流边界层”的那一点叫做“转捩点”。

边界层中的摩擦阻力大小与流动情况有很大关系,从大量的实践证明,对于层流流动,物体表面受到的摩擦阻力小,而紊流流动对物面的摩擦阻力大的多。

在普通的机翼表面,既有层流边界层,又有紊流边界层,所以为了减小摩擦阻力,人们就千方百计地使物体表面的流动保持层流状态,例如通过在机翼表面上钻孔,吸除紊流边界层,这样就可以达到减阻的目的。

另外,提高加工精度,使层流边界层尽量的长,延缓转捩点的出现,甚至抑制它的出现,也可以起到很好的效果。

这些都是飞机设计中的层流机翼的概念。

物体表面受到的摩擦阻力还跟物体的表面积有关系,面积越大,阻力也越大。

因此在人们试图减小飞行阻力的时候,减小飞机的尾翼或者机翼的面积也是一个有效的方法。

当然前提条件是保证产生足够的升力和控制力。

例如使用推力矢量技术的飞机,由于有了发动机推力直接用于飞行控制,这样飞机的尾翼就可以减小或者去除,这样就可以大大的减小摩擦阻力。

诱导阻力机翼同一般物体相似,也有摩擦阻力和压差阻力。

对于机翼而言,这二者合称“翼型阻力”。

机翼上除翼型阻力外,还有“诱导阻力”(又叫“感应阻力”)。

这是机翼所独有的一种阻力。

因为这种阻力是伴随着机翼上举力的产生而产生的。

也许可以说它是为了产生举力而付出的一种代价。

如果有一架飞机以某一正迎角a作水平飞行,它的机翼上面的压强将降低,而下面的压强将增高,加上空气摩擦力,于是产生了举力Y。

这是气流作用到机翼上的力,根据作用和反作用定律,必然有一个反作用力即负举刀力(-Y),由机翼作用到气流上,它的方向向下,所以使气流向下转折一个角度a,这一角度叫“下洗角”。

随着下洗角的出现,同时出现了气流向下的速度。

这一速度叫做“下洗速(w)”。

下洗的存在还可由风洞实验观察出来。

由实验可知: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。

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。

根据举力Y原来的函义,它应与相对速度v垂直,可是气流流过机翼以后,由于下洗速w的作用,使v的方向改变,向下转折一个下洗角a1,而成为u。

因此,举力Y也应当偏转一角度a1,而与u垂直成为y 1。

此处下洗角很小,因而y与y1一般可看成相等。

回这时飞机仍沿原来v的方向前进。

y1既不同原来的速度v垂直,必然在其上有一投影为Q;。

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。

图中机翼前面的一排小箭头表示原来的流速,后面的一排小箭头则表示流过机翼后偏转一个角度的流速。

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。

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”。

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。

用刀把一个物体从当中剖开,正对着迎风吹来的气流的那块面积就叫做“迎风面积”。

如果这块面积是从物体最粗的地方剖开的,这就是最大迎风面积。

从经验和实验都不难证明: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。

把一块圆形的平板,垂直地放在气流中。

它的前后会形成很大的压差阻力。

平板后面会产生大量的涡流,而造成气流分离现象。

如果在圆形平板的前面加上一个圆锥体,它的迎风面积并没有改变,但形状却变了。

平板前面的高压区,这时被圆锥体填满了。

气流可以平滑地流过,压强不会急剧升高,显然这时平板后面仍有气流分离,低压区仍然存在,但是前后的压强差却大为减少,因而压差阻力降低到原来平板压差阻力的大约五分之一。

如果在平板后面再加上一个细长的圆锥体,把充满旋涡的低压区也填满,使得物体后面只出现很少的旋涡,那么实验证明压差阻力将会进一步降低到原来平板的大约二十到二十五分之象这样前端圆纯、后面尖细,象水滴或雨点似的物体,叫做“流线形物体”,简称“流线体”。

在迎风面积相同的条件下,它的压差阻力最小。

这时阻力的大部分是摩擦阻力。

除了物体的迎风面积和形状外,物体在气流中的位置也影响到压差阻力的大小。

物体上的摩擦阻力和压差阻力合起来叫做“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较大。

干扰阻力飞机上除了摩擦阻力,压差阻力和诱导阻力以外,还有一种“干扰阻力”值得我们注意,实践表明,飞机的各个部件,如机翼、机身、尾翼等,单独放在气流中所产生的阻力的总和并不等于、而是往往小于把它们组成一个整体时所产生的阻力。

所谓“干扰阻力”就是飞机各部分之间由于气流相互干扰而产生的一种额外阻力。

如图所示,气流流过机翼和机身的连接处,由于机翼和机身二者形状的关系,在这里形成了一个气流的通道。

在A处气流通道的截面积比较大,到C点翼面最圆拱的地方,气流通道收缩到最小,随后到B处又逐渐扩大。

根据流体的连续性定理和伯努利定理,C处的速度大而压强小,B处的速度小而压强大,所以在CB一段通道中,气流有从高压区B回流到低压区 C的趋势。

这就形成了一股逆流。

但飞机前进不断有气流沿通道向后流,遇到了后面的这股逆流就形成了气流的阻塞现象,使得气流开始分离,而产生了很多旋涡。

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