飞行原理课件：02.4_低速空气动力特性
合集下载
飞行原理 第二章飞机的低速空气动力2.3 阻力
第二章
飞机的低速空气动力
飞行原理/CAFUC
本章主要内容
2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理
第二章 第 2 页
飞行原理/CAFUC
2.3 阻力
飞行原理/CAFUC
阻力是与飞机运动轨迹平行，与飞行速度方向相反 的力。阻力阻碍飞机的飞行，但没有阻力飞机又无法 稳定飞行。
第二章 第 44 页
●展弦比对诱导阻力的影响
升力系数不变
诱导阻力系数减少的百分比
第二章 第 45 页
机翼展弦比倒数
●高展弦比飞机
第二章 第 46 页
●空速大小对诱导阻力大小的影响
空速小，下洗角 大，诱导阻力大
阻力
诱导阻力
空速
空速大，下洗角 小，诱导阻力小
第二章 第 47 页
●翼梢小翼
第二章 第 48 页
无粘流动 沿物面法线方向速度一致
第二章 第 8 页
“附面层”
粘性流动 沿物面法线方向速度不一致
② 附面层的特点
I. 附面层内沿物面法向方向压强不变且等于法线主 流压强。
P1
P2
只要测出附面层边界主流的静压，便可得到物面各点的静 压，它使理想流体的结论有了现实意义。
第二章 第 9 页
II. 附面层厚度随气流流经物面的距离增长而增厚。
PB PC ' PC
B C’ C
A
第二章 第 28 页
●影响压差阻力的因素
总的来说，飞机压差阻力与迎风面积、形状和迎角有关。迎风面 积大，压差阻力大。迎角越大，压差阻力也越大。
压差阻力在飞机总阻力构成中所占比例较小。
第二章 第 29 页
飞机的低速空气动力
飞行原理/CAFUC
本章主要内容
2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理
第二章 第 2 页
飞行原理/CAFUC
2.3 阻力
飞行原理/CAFUC
阻力是与飞机运动轨迹平行，与飞行速度方向相反 的力。阻力阻碍飞机的飞行，但没有阻力飞机又无法 稳定飞行。
第二章 第 44 页
●展弦比对诱导阻力的影响
升力系数不变
诱导阻力系数减少的百分比
第二章 第 45 页
机翼展弦比倒数
●高展弦比飞机
第二章 第 46 页
●空速大小对诱导阻力大小的影响
空速小，下洗角 大，诱导阻力大
阻力
诱导阻力
空速
空速大，下洗角 小，诱导阻力小
第二章 第 47 页
●翼梢小翼
第二章 第 48 页
无粘流动 沿物面法线方向速度一致
第二章 第 8 页
“附面层”
粘性流动 沿物面法线方向速度不一致
② 附面层的特点
I. 附面层内沿物面法向方向压强不变且等于法线主 流压强。
P1
P2
只要测出附面层边界主流的静压，便可得到物面各点的静 压，它使理想流体的结论有了现实意义。
第二章 第 9 页
II. 附面层厚度随气流流经物面的距离增长而增厚。
PB PC ' PC
B C’ C
A
第二章 第 28 页
●影响压差阻力的因素
总的来说，飞机压差阻力与迎风面积、形状和迎角有关。迎风面 积大，压差阻力大。迎角越大，压差阻力也越大。
压差阻力在飞机总阻力构成中所占比例较小。
第二章 第 29 页
低速空气动力学
●翼型在零升迎角下的压强分布
后半部分合力 压强低于 环境气压 压强高于 环境气压
气动中心
压强低于 环境气压
前半部分合力
第二章 第 12 页
II. 升力系数曲线斜率
CL CL ( 0 )
CL
第二章 第 13 页
III. 临界迎角和最大升力系数
CL max
lj
第二章 第 14 页
较大迎角
大迎角
第二章 第 6 页
●翼型在不同迎角下的压强分布
第二章 第 7 页
●翼型在不同迎角下的压强分布
第二章 第 8 页
●压力中心（CP）位置随迎角改变的变化
第二章 第 9 页
●压力中心（CP）位置随迎角改变的变化
第二章 第 10 页
② 升力特性参数
I. 零升迎角 0
0
第二章 第 11 页
●相对厚度对升力特性的影响
相对厚度增加，最大升力系数增加，临界迎角减小。
相型前缘半径对升力特性的影响
前缘半径增加，临界迎角增加。
半径小 半径大
第二章 第 16 页
●展弦比对升力特性的影响
展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎角越小。
展弦比高
展弦比低
第二章 第 17 页
第二章 第 23 页
2.4.3 升阻比特性
① 升阻比
升阻比是相同迎角下，升力系数与阻力系数之比，用K 表示。 升阻比的大小主要随迎角变化而变化。 升阻比越大，飞机的空气动力性能越好。
L CL K D CD
第二章 第 24 页
② 升阻比曲线
K MAX
L CL K D CD
临界迎角
最小阻力 迎角
第二章 第 37 页
2.4 飞机的低速空气动力特性
第二章 第 32 页
② 不同滑流状态的极曲线
滑流 向右上偏移。
第二章 第 33 页
③ 不同展弦比机翼的极曲线
展弦比越大，低速空气动力性能越好。
第二章 第 34 页
●飞机的低速空气动力性能曲线总结
第二章 第 35 页
2.4.5 地面效应
飞机在起飞和着陆贴近地面时，由于流过飞机的气 流受地面的影响，使飞机的空气动力和力矩发生变化。 这种效应称为地面效应。
lj
●阻力系数随迎角的变化规律
在中小迎角范围，阻力系数随迎角增大而缓慢增大，飞机阻 力主要为摩擦阻力。
在迎角较大时，阻力系数随迎角增大而较快增大，飞机阻力 主要为压差阻力和诱导阻力。
在接近或超过临近迎角时，阻力系数随迎角的增大而急剧增 大，飞机阻力主要为压差阻力。
第二章 第 22 页
② 阻力特性参数
第二章 第 26 页
迎角
●升阻比随迎角的变化规律
从零升迎角到最小阻力迎角，升力增加较快，阻力增加缓慢， 因此升阻比增大。在最小阻力迎角处，升阻比最大。
从最小阻力迎角到临界迎角，升力增加缓慢，阻力增加较快， 因此升阻比减小。
超过临近迎角，压差阻力急剧增大，升阻比急剧减小。
第二章 第 27 页
③ 性质角
.
第二章 第 29 页
●极曲线的深入理解
从坐标原点向曲线引切线，切点对应最小阻力迎角和最大升阻比。
0
第二章 第 30 页
CD 0
●极曲线的深入理解
从原点所引直线与极曲线交于两点，则两点的升阻比相同，较 高者的迎角较大，较高者的平飞速度较小。
第二章 第 31 页
② 不同滑流状态的极曲线
模块2 飞机的低速空气动力《飞行原理》教学课件
升力与来流动压成正比。
2.3 飞行阻力
2.3.1 低速附面层
1 . 附面层的形成 附面层：就是指在紧贴物体表面，气流速度从物面速度为零处逐渐增大到 99%主
流 速度的很薄的空气流动层。沿物面法向的速度分布称为附面层的速度型。
平板表面的附面层
2.3.1 低速附面层
2. 附面层的特点 （1）附面层内沿物面法线方向压强不变且等于法
《飞行原理》
✩精品课件合集
第 2章
飞机的低速空气动力
目录
CONTENTS
01 2.1空气流动的描述 02 2.2升力 03 2.3飞行阻力 04 2.4飞机的低速空气动力性能 05 2.5增升装置的增升原理
2.1 空气流动的描述
2.1.1 流体模型化
1.理想流体 忽略流体黏性作用的流体，称为理想流体。空气流过飞机时，一般只在贴近飞机
附面 层的厚度
2.3.1 低速附面层
3. 层流附面层和紊流附面层 所谓层流，就是气体微团沿物面法向分层流动，互不混淆。 所谓紊流，就是气体微团除了沿物面流动外，还有明显地沿物面法向上下乱动的现象，
使各层之间有强烈的混合，形成紊乱的流动。 气流沿物面流动时，在物面的前段一 般是层流，后段是紊流，层流与紊流之间的过渡区，
附面层的速度梯度
2.3.2 阻力的产生
1. 摩擦阻力 由附面层理论可知，空气流过机翼时，紧贴机翼表面的一层空气，其速度恒等
表面的地方（附面层）考虑空气黏性的影响，其他地方则按理想流体处理。 2.不可压流体
忽略流体密度的变化，认为其密度为常量的流体，称为不可压流体。空气流过飞 机时，密度要发生变化，其变化量的大小取决于 M 的大小。 3.绝热流体
不考虑热传导性的流体，称为绝热流体。
2.3 飞行阻力
2.3.1 低速附面层
1 . 附面层的形成 附面层：就是指在紧贴物体表面，气流速度从物面速度为零处逐渐增大到 99%主
流 速度的很薄的空气流动层。沿物面法向的速度分布称为附面层的速度型。
平板表面的附面层
2.3.1 低速附面层
2. 附面层的特点 （1）附面层内沿物面法线方向压强不变且等于法
《飞行原理》
✩精品课件合集
第 2章
飞机的低速空气动力
目录
CONTENTS
01 2.1空气流动的描述 02 2.2升力 03 2.3飞行阻力 04 2.4飞机的低速空气动力性能 05 2.5增升装置的增升原理
2.1 空气流动的描述
2.1.1 流体模型化
1.理想流体 忽略流体黏性作用的流体，称为理想流体。空气流过飞机时，一般只在贴近飞机
附面 层的厚度
2.3.1 低速附面层
3. 层流附面层和紊流附面层 所谓层流，就是气体微团沿物面法向分层流动，互不混淆。 所谓紊流，就是气体微团除了沿物面流动外，还有明显地沿物面法向上下乱动的现象，
使各层之间有强烈的混合，形成紊乱的流动。 气流沿物面流动时，在物面的前段一 般是层流，后段是紊流，层流与紊流之间的过渡区，
附面层的速度梯度
2.3.2 阻力的产生
1. 摩擦阻力 由附面层理论可知，空气流过机翼时，紧贴机翼表面的一层空气，其速度恒等
表面的地方（附面层）考虑空气黏性的影响，其他地方则按理想流体处理。 2.不可压流体
忽略流体密度的变化，认为其密度为常量的流体，称为不可压流体。空气流过飞 机时，密度要发生变化，其变化量的大小取决于 M 的大小。 3.绝热流体
不考虑热传导性的流体，称为绝热流体。
飞行原理——空气流动的描述
2.1.7 连续性定理和伯努利定理的应用
① 用文邱利管测流量
1 A1, v1 ,P1 2 A2, v2 ,P2
A2 v1 v2 文邱利管测流量 A1 2 2 v 2 P P / 1 A / A 2 1 2 2 1 1 v2 P 1 v2 P 1 1 2 2 2 2
② 空速管测飞行速度的原理
1 2
v P P0
2
v
2( P0 P )
③ 与动压、静压相关的仪表
空速表 高度表
升降速度表
●空速表
●升降速度表
●高度表
2
上式中第一项称为动压，第二项称为静压，第三项称为总压。
●伯努利定理
1 2
1 2
v P P0
2
v 2—动压，单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压
力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。
P
P0
—静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压等于当时当地的大气压。 —总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 气流速度减小到零之点的静压。
(a) 流线 1—流速 2—流线 3—翼剖面
(b) 流线谱
●流线和流线谱的实例
●流线的特点
该曲线上每一点的流体微团速度与曲线在该点的切线 重合。 流线每点上的流体微团只有一个运动方向。
流线不可能相交，不可能分叉。
●流线谱的特点
流线谱的形状与流动速度无关。 物体形状不同，空气流过物体的流线谱不同。 物体与相对气流的相对位置（迎角）不同，空气流 过物体的流线谱不同。 气流受阻，流管扩张变粗，气流流过物体外凸处或 受挤压 ，流管收缩变细。 气流流过物体时，在物体的后部都要形成涡流区。
空气动力学基础 ppt课件
① 理想流体，不考虑流体粘性的影响。 ② 不可压流体，不考虑流体密度的变化，Ma<0.4。 ③ 绝热流体，不考虑流体温度的变化，Ma<0.4。
第二章 第 5 页
空气动力学基础
相对气流方向
自然风方向
运动方向
第二章 第 6 页
●空气动力学基础
只要相对气流速度相同，飞机产生的空气动力就相同。
第二章 第 7 页
●空气动力学基础
直流式风洞
第二章 第 8 页
回流式风洞
●空气动力学基础
第二章 第 9 页
●空气动力学基础
第二章 第 10 页
空气动力学基础
迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角。
第二章 第 11 页
●空气动力学基础
第二章 第 12 页
●空气动力学基础
平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。而其他飞 行状态中，则不可以采用这种判断方式。
第二章 第 21 页
空气动力学基础
流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的 流体质量相等。
质量守恒定律是连续性定理的基础。
第二章 第 22 页
●空气动力学基 础
1
A1,v1
2 A2,v2
单位时间内流过截面1的流体体积为 v 1 A 1
单位时间内流过截面1的流体质量为1 v1 A1
同理，单位时间内流过截面2的流体质量为 2 v2 A2
P0
—总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 气流速度减小到零之点的静压。
第二章 第 27 页
●空气动力学基础 同一流线： 总压保持不变。 动压越大，静压越小。 流速为零的静压即为总压。
第二章 第 28 页
●空气动力学基础 同一流管： 截面积大，流速小，压力大。 截面积小，流速大，压力小。
第二章 第 5 页
空气动力学基础
相对气流方向
自然风方向
运动方向
第二章 第 6 页
●空气动力学基础
只要相对气流速度相同，飞机产生的空气动力就相同。
第二章 第 7 页
●空气动力学基础
直流式风洞
第二章 第 8 页
回流式风洞
●空气动力学基础
第二章 第 9 页
●空气动力学基础
第二章 第 10 页
空气动力学基础
迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角。
第二章 第 11 页
●空气动力学基础
第二章 第 12 页
●空气动力学基础
平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。而其他飞 行状态中，则不可以采用这种判断方式。
第二章 第 21 页
空气动力学基础
流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的 流体质量相等。
质量守恒定律是连续性定理的基础。
第二章 第 22 页
●空气动力学基 础
1
A1,v1
2 A2,v2
单位时间内流过截面1的流体体积为 v 1 A 1
单位时间内流过截面1的流体质量为1 v1 A1
同理，单位时间内流过截面2的流体质量为 2 v2 A2
P0
—总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 气流速度减小到零之点的静压。
第二章 第 27 页
●空气动力学基础 同一流线： 总压保持不变。 动压越大，静压越小。 流速为零的静压即为总压。
第二章 第 28 页
●空气动力学基础 同一流管： 截面积大，流速小，压力大。 截面积小，流速大，压力小。
空气流动的描述
第二章 第 21 页
2.1.5 连续性定理
流体流过流管时， 流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的 流体质量相等。 流体质量相等。 质量守恒定律是连续性定理的基础。 质量守恒定律是连续性定理的基础。
第二章 第 22 页
●连续性定理 连续性定理
1 A1,v1 2 A2,v2
单位时间内流过截面1的流体体积为 单位时间内流过截面 的流体体积为 v1 ⋅ A1 单位时间内流过截面1的流体质量为 单位时间内流过截面 的流体质量为ρ1 ⋅ v1 ⋅ A1 同理，单位时间内流过截面 的流体质量为 同理，单位时间内流过截面2的流体质量为 ρ 2 ⋅ v2 ⋅ A2 则根据质量守恒定律可得： 则根据质量守恒定律可得：
第二章
飞机的低速空气动力
飞行原理/CAFUC
本章主要内容
2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理
第二章 第 2 页
飞行原理/CAFUC
2.1 空气流动的描述 空气流动的描述
飞行原理/CAFUC
空气动力是空气相对于飞机运动时产生的， 空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习 和研究飞机的升力和阻力， 和研究飞机的升力和阻力，首先要研究空气流动的基 本规律。 本规律。
P
P0
第二章 第 27 页
—静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压 静压等于当时当地的大气压。 静压等于当时当地的大气压。 —总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 总压 ），它是动压和静压之和 气流速度减小到零之点的静压。 气流速度减小到零之点的静压。
2.1.5 连续性定理
流体流过流管时， 流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的 流体质量相等。 流体质量相等。 质量守恒定律是连续性定理的基础。 质量守恒定律是连续性定理的基础。
第二章 第 22 页
●连续性定理 连续性定理
1 A1,v1 2 A2,v2
单位时间内流过截面1的流体体积为 单位时间内流过截面 的流体体积为 v1 ⋅ A1 单位时间内流过截面1的流体质量为 单位时间内流过截面 的流体质量为ρ1 ⋅ v1 ⋅ A1 同理，单位时间内流过截面 的流体质量为 同理，单位时间内流过截面2的流体质量为 ρ 2 ⋅ v2 ⋅ A2 则根据质量守恒定律可得： 则根据质量守恒定律可得：
第二章
飞机的低速空气动力
飞行原理/CAFUC
本章主要内容
2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理
第二章 第 2 页
飞行原理/CAFUC
2.1 空气流动的描述 空气流动的描述
飞行原理/CAFUC
空气动力是空气相对于飞机运动时产生的， 空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习 和研究飞机的升力和阻力， 和研究飞机的升力和阻力，首先要研究空气流动的基 本规律。 本规律。
P
P0
第二章 第 27 页
—静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压 静压等于当时当地的大气压。 静压等于当时当地的大气压。 —总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 总压 ），它是动压和静压之和 气流速度减小到零之点的静压。 气流速度减小到零之点的静压。
飞机的飞行原理--空气动力学基本知识 ppt课件
PPT课件 21
4、电离层（暖层、热层）
电离层位于中间层之上，顶界离地面大约 800公里。 电离层的特点： 1）空气温度随着高度的增加而急剧增加， 气温可以增加到400 ℃以上（最高可达1000 ℃ 以上）。 2）空气具有很大的导电性，空气已经被 电离，主要是带负电的电离子。 3）空气可以吸收、反射或折射无线电波。 4）空气极为稀薄，占整个大气的1/亿. 这层空气主要有人造卫星、宇宙飞船飞行。
PPT课件 16
对流层的特点： 1）气流随高度升高而降低 在对流层中．由于空气受热的直接来源不是太阳，而 是地面，太阳放射出的能量，大部分被地面吸收，空气是 被太阳晒热的地面而烤热的，所以越靠近地面，空气温度 就越高。在中纬度地区，随着高度的增加，空气温度从15 ℃降低到11公里高时的－56.5 ℃。 2）风向、风速经常变化 由于太阳对地面的照射程度不一，加之地球表面地形、 地貌的不同，地面各地区空气气温和密度不相同，气压也 不相等，即使同一地区，气温、气压也常会发生变化，使 大气产生对流现象，形成风，且风向、风速也会经常变化。 3）空气上下对流激烈 地面各处的温度不同，受热多的空气膨胀而上升，受 热少的空气冷却而下降，就形成了空气的上下对流。
PPT课件 17
4）有云、雨、雾、雪等天气现象 地球表面的海洋、江河中的水由于太阳照射而不断蒸 发，使大气中常常聚集着各种形态的水蒸气，在空中形成 了“积雨云”，随着季节的变化，就会形成云、雨、雾、 雪、雹和打雷、闪电等天气现象。 5）空气的组成成分一定 对流层中几乎包含了全部大气质量的3/4，主要是由于 地球引力作用的结果。 由于对流层具有以上特点，会给飞机的飞行带来很大 影响。在高空飞行时，气温低，容易引起飞机结冰，温度 变化还会引起飞机各金属部件收缩，改变机件间隙，甚至 影响飞机正常工作。上下对流空气会使飞机颠簸，既不便 于操纵，又使飞机受力增大。
4、电离层（暖层、热层）
电离层位于中间层之上，顶界离地面大约 800公里。 电离层的特点： 1）空气温度随着高度的增加而急剧增加， 气温可以增加到400 ℃以上（最高可达1000 ℃ 以上）。 2）空气具有很大的导电性，空气已经被 电离，主要是带负电的电离子。 3）空气可以吸收、反射或折射无线电波。 4）空气极为稀薄，占整个大气的1/亿. 这层空气主要有人造卫星、宇宙飞船飞行。
PPT课件 16
对流层的特点： 1）气流随高度升高而降低 在对流层中．由于空气受热的直接来源不是太阳，而 是地面，太阳放射出的能量，大部分被地面吸收，空气是 被太阳晒热的地面而烤热的，所以越靠近地面，空气温度 就越高。在中纬度地区，随着高度的增加，空气温度从15 ℃降低到11公里高时的－56.5 ℃。 2）风向、风速经常变化 由于太阳对地面的照射程度不一，加之地球表面地形、 地貌的不同，地面各地区空气气温和密度不相同，气压也 不相等，即使同一地区，气温、气压也常会发生变化，使 大气产生对流现象，形成风，且风向、风速也会经常变化。 3）空气上下对流激烈 地面各处的温度不同，受热多的空气膨胀而上升，受 热少的空气冷却而下降，就形成了空气的上下对流。
PPT课件 17
4）有云、雨、雾、雪等天气现象 地球表面的海洋、江河中的水由于太阳照射而不断蒸 发，使大气中常常聚集着各种形态的水蒸气，在空中形成 了“积雨云”，随着季节的变化，就会形成云、雨、雾、 雪、雹和打雷、闪电等天气现象。 5）空气的组成成分一定 对流层中几乎包含了全部大气质量的3/4，主要是由于 地球引力作用的结果。 由于对流层具有以上特点，会给飞机的飞行带来很大 影响。在高空飞行时，气温低，容易引起飞机结冰，温度 变化还会引起飞机各金属部件收缩，改变机件间隙，甚至 影响飞机正常工作。上下对流空气会使飞机颠簸，既不便 于操纵，又使飞机受力增大。
9 .低速空气动力特性
影响升力特性的因素
翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临界迎角越大。
光滑 粗糙
PART ONE
02
阻力特性（阻力系数的变化）
CD min
阻力系数的变化规律
lj
➢ 在中小迎角范围，阻力系数随迎角 增大而缓慢增大，飞机阻力主要为 摩擦阻力，迎角对其影响很小。
➢ 在迎角较大时，阻力系数随迎角增 大而较快增大，飞机阻力主要为压 差阻力和诱导阻力。
升阻比最大。
➢ 从最小阻力迎角到临界迎角，升
力增加缓慢，阻力增加较快，因
此升阻比减小。
➢ 超过临近迎角，压差阻力急剧增
最小阻力迎角 （有利迎角）
大，升阻比急剧减小。
空气动力特性曲线
极曲线
极曲线将飞机的升力系数、阻 力系数、升阻比随迎角变化的 关系综合起来用一条曲线表示 出来，以便于综合衡量飞机的 空气动力性能。
L = CL = K D CD
◎ 升阻比的大小主要随迎角变化而变化，与空气密度、 飞行速度、机翼面积的大小无关。 ◎ 升阻比越大，说明同一升力的情况下，阻力比较小。 升阻比越大，飞机的空气动力性能越好。
升阻比曲线
升阻比曲线
➢ 从零升迎角到最小阻力迎角，升
力增加较快，阻力增缓慢，因此
升阻比增大。在最小阻力迎角处，
低速空气动力特性
飞机的主要空气动力性能
阻力特性
升力特性 升阻比特性
主要空气动力性能参数
最大升力系数
最小阻力系数
最大升阻比
PART ONE
01
升力特性（升力系数的变化）
第5 二章 第 页
升力系数的变化规律
α临界
➢ 当α<α临界，升力系数随 迎角增大而增大。
飞机低速空气动力
• 按机翼和机身连接的相互位置分为： 按机翼弦平面有无上反角分为：
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
• 按立尾的数量分为： 按机翼与平尾的相对纵向位置分为：
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
2、机翼的形状 机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有 后掠的，也有前掠的等等。然而，不论采用什么样的形状， 设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使结构重量 尽可能的轻。所谓良好的气动外形，是指升力大、阻力小、 稳定操纵性好。
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
• 1、飞机的气动布局 不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的 气动布局是不同的。 何为飞机的气动布局？ 广义而言：指飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相 互位置。 飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身 、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
第5章低速机翼及其气动特性
2.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
• 人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。但是由于鸟
类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。 而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发 ，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面 分开考虑，而发明了固定翼飞机。 飞机是二十世纪人 类史最伟大的科学成就。是人类最快捷、舒适、高效、 安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的 发展中占有极其重要的地位。
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数 • B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒） 上单翼、8发翼下吊、后掠翼、正常式布局
• B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒） 上单翼、8发翼下吊、后掠翼、正常式布局
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
• 按立尾的数量分为： 按机翼与平尾的相对纵向位置分为：
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
2、机翼的形状 机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有 后掠的，也有前掠的等等。然而，不论采用什么样的形状， 设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使结构重量 尽可能的轻。所谓良好的气动外形，是指升力大、阻力小、 稳定操纵性好。
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
• 1、飞机的气动布局 不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的 气动布局是不同的。 何为飞机的气动布局？ 广义而言：指飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相 互位置。 飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身 、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
第5章低速机翼及其气动特性
2.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
• 人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。但是由于鸟
类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。 而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发 ，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面 分开考虑，而发明了固定翼飞机。 飞机是二十世纪人 类史最伟大的科学成就。是人类最快捷、舒适、高效、 安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的 发展中占有极其重要的地位。
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数 • B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒） 上单翼、8发翼下吊、后掠翼、正常式布局
• B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒） 上单翼、8发翼下吊、后掠翼、正常式布局
5.1 飞机的气动布局与机翼的几何参数
飞行原理-增升装置的增升原理-PPT
第二章 1第7 页
⑤后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）
后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最 好，结构最复杂。
大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。
双开缝
三开缝
第二章 1第8 页
●747的后退开缝襟翼
第二章 1第9 页
2.5.3 前缘襟翼
前缘襟翼位于机翼前缘。前缘襟翼放下后能延缓上表面 气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角 得到提高。
增升装置用于增大飞机 的最大升力系数，从而缩 短飞机在起飞着陆阶段的 地面滑跑距离。
CL max
lj
第二章 第5 页
主要增升装置包括： • 前缘缝翼 • 后缘襟翼 • 前缘襟翼
第二章 第6 页
2.5.1 前缘缝翼
前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延 缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。在 中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。
第二章 第7 页
●前缘缝翼
下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯 度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。另一方面，减 小了上下翼面的压强差，减小升力系数。
第二章 第8 页
●前缘缝翼对压强分布的影响
较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。
第二章 第9 页
2.5.2 后缘襟翼
前缘襟翼广泛应用于高亚音速飞机和超音速飞机。
第二章 2第0 页
●B737-800的前缘襟翼
第二章 2第1 页
●增升装置的原理总结
第二章 2第2 页
●增升装置的原理总结
增升装置的目的是增大最大升力系数。
增升装置主要是通过三个方面实现增升： • 增大翼型的弯度，提高上下翼面压强差。 • 延缓上表面气流分离，提高临界迎角和最大升力系数。 • 增大机翼面积。
⑤后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）
后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最 好，结构最复杂。
大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。
双开缝
三开缝
第二章 1第8 页
●747的后退开缝襟翼
第二章 1第9 页
2.5.3 前缘襟翼
前缘襟翼位于机翼前缘。前缘襟翼放下后能延缓上表面 气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角 得到提高。
增升装置用于增大飞机 的最大升力系数，从而缩 短飞机在起飞着陆阶段的 地面滑跑距离。
CL max
lj
第二章 第5 页
主要增升装置包括： • 前缘缝翼 • 后缘襟翼 • 前缘襟翼
第二章 第6 页
2.5.1 前缘缝翼
前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延 缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。在 中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。
第二章 第7 页
●前缘缝翼
下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯 度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。另一方面，减 小了上下翼面的压强差，减小升力系数。
第二章 第8 页
●前缘缝翼对压强分布的影响
较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。
第二章 第9 页
2.5.2 后缘襟翼
前缘襟翼广泛应用于高亚音速飞机和超音速飞机。
第二章 2第0 页
●B737-800的前缘襟翼
第二章 2第1 页
●增升装置的原理总结
第二章 2第2 页
●增升装置的原理总结
增升装置的目的是增大最大升力系数。
增升装置主要是通过三个方面实现增升： • 增大翼型的弯度，提高上下翼面压强差。 • 延缓上表面气流分离，提高临界迎角和最大升力系数。 • 增大机翼面积。
《飞行原理空气动力》PPT课件
航程
飞机在无风和不加油的条件下，连续飞行耗尽 可用燃油时飞行的水平距离
航时
飞机耗尽可用燃油时能持续飞行的时间。
28
起飞
起飞定义：从起飞线开始，经过滑跑-离地爬升到安全高度（飞机高于起飞表面10.7 米—CCAR-25）为止的全过程。
主要性能指标：地面滑跑距离、离地速度和 起飞距离。
影响起飞性能的主要因素：起飞重量、大气 条件（密度、风向等）、离地时的迎角、增 升装置的使用、发动机的推力及爬升阶段爬 升角的选择等。
18
3.4 巡航飞行
飞机巡航飞行应满足的平衡条件：升力等 于重力、推力等于阻力。
平飞所需速度：飞机在某高度上保持平飞 所需的升力（等于重量）对应的飞行速度。
平飞速度
1
平飞 （2W / CL S）2
19
影响平飞所需速度的因素： 飞机重量：重量愈大所需速度愈高。 升力系数：取决于飞机的迎角，迎角减小
如果着陆重量过大或机场温度较高或在海拔较高 的机场着陆，都会造成接地速度过大，使飞机接 地时受到较大的地面撞击力，损坏起落架和机体 受力结构；也会使着陆滑跑距离过长，导致飞机 冲出跑道的事故发生。
着陆时的重量不能超过规定的着陆重量。 在不超过临界迎角和护尾迎角的条件下，接地迎
角应取最大值，增升增阻的后缘襟翼在着陆时要 放下最大的角度，以最大限度的增加升力系数减 小接地速度
最大正过载表示飞机承受的气动升力指向 机体立轴的正向并达到最大；
最大最负过载表示飞机承受的气动升力指 向机体立轴的反向并达到最大；
最大速度表示此时飞机的载荷或升力不一 定最大，但机翼表面的局部气动载荷很大， 压力中心靠后，考验机翼结构局部强度的 严重受载情况。
27
巡航飞行
巡航速度
飞机在无风和不加油的条件下，连续飞行耗尽 可用燃油时飞行的水平距离
航时
飞机耗尽可用燃油时能持续飞行的时间。
28
起飞
起飞定义：从起飞线开始，经过滑跑-离地爬升到安全高度（飞机高于起飞表面10.7 米—CCAR-25）为止的全过程。
主要性能指标：地面滑跑距离、离地速度和 起飞距离。
影响起飞性能的主要因素：起飞重量、大气 条件（密度、风向等）、离地时的迎角、增 升装置的使用、发动机的推力及爬升阶段爬 升角的选择等。
18
3.4 巡航飞行
飞机巡航飞行应满足的平衡条件：升力等 于重力、推力等于阻力。
平飞所需速度：飞机在某高度上保持平飞 所需的升力（等于重量）对应的飞行速度。
平飞速度
1
平飞 （2W / CL S）2
19
影响平飞所需速度的因素： 飞机重量：重量愈大所需速度愈高。 升力系数：取决于飞机的迎角，迎角减小
如果着陆重量过大或机场温度较高或在海拔较高 的机场着陆，都会造成接地速度过大，使飞机接 地时受到较大的地面撞击力，损坏起落架和机体 受力结构；也会使着陆滑跑距离过长，导致飞机 冲出跑道的事故发生。
着陆时的重量不能超过规定的着陆重量。 在不超过临界迎角和护尾迎角的条件下，接地迎
角应取最大值，增升增阻的后缘襟翼在着陆时要 放下最大的角度，以最大限度的增加升力系数减 小接地速度
最大正过载表示飞机承受的气动升力指向 机体立轴的正向并达到最大；
最大最负过载表示飞机承受的气动升力指 向机体立轴的反向并达到最大；
最大速度表示此时飞机的载荷或升力不一 定最大，但机翼表面的局部气动载荷很大， 压力中心靠后，考验机翼结构局部强度的 严重受载情况。
27
巡航飞行
巡航速度
《飞行原理空气动力》课件
04
飞行器阻力来源与减小方法
飞行器阻力来源
01
压差阻力
由于飞行器表面压
力分布不均匀所产
02
生的阻力。
摩擦阻力
由于空气与飞行器 表面之间的摩擦力 所产生的阻力。
04
干扰阻力
由于飞行器各部件
03
之间的相互干扰所
产生的阻力。
诱导阻力
由于升力产生时所 伴随的阻力。
减小飞行器阻力的方法
优化飞行器外形设计
1 2
3
密度和压力
空气的密度和压力随高度和温度的变化而变化，对飞行器的 性能和稳定性产生影响。
粘性和摩擦力
空气的粘性对飞行器表面的气流产生摩擦力，影响飞行器的 升力和阻力。
压缩性和膨胀性
空气在压缩和膨胀时会产生温度变化，对飞行器的推进系统 和发动机性能产生影响。
流体静力学基础
流体静压力
流体静压力与重力方向相反，对飞行器产生下压力，保持飞行器的稳定。
横向稳定性
保持飞行器偏航平衡的能力，通过调 节方向舵来实现。
纵向稳定性
保持飞行器俯仰平衡的能力，通过调 节升降舵来实现。
方向稳定性
保持飞行器滚转平衡的能力，通过调 节副翼来实现。
飞行器控制原理
飞行器控制系统组成
执行机构
包括传感器、控制器和执行 机构等部分。
01
02
接收控制指令并驱动飞行器 的操纵面，以改变飞行器的
优化螺旋桨的设计和制造工艺、提高转速 、合理选择桨叶角度等都是提高螺旋桨效 率的有效途径。
火箭升力的产生
火箭推进原理
火箭升力的特点
火箭与飞机升力的比较
火箭升力的局限性
火箭通过燃烧燃料产生高速气 体，高速气体从尾部喷出产生 反作用力，推动火箭向前运动 。同时，喷出的气体也产生一 定的升力使火箭离地升空。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 第 39 页
地效飞机是介于船和普通飞机之间的新型水上快速交 通工具 。地效飞机在民用方面使用前景也十分广阔，如可 用于海上和内河快速运输，海情侦察，水上救生等。
第二章 第 40 页
第二章 第 41 页
我国科学家也早已关注到地效飞行器的研制，发起人 便是原国家科委常务副主任、航天专家李绪鄂。1995年， 他领导的中国科技开发院联合湖北水上飞机研究所、北京 空气动力学研究所成立了中国地效飞行器开发中心，经过4 年的努力，第一架中国的地效飞行器诞生了。
展弦比低
第二章 第 18 页
平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线 斜率越大，临界迎角越小。
平直机翼 后掠翼
第二章 第 19 页
翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临 界迎角越大。
光滑 粗糙
第二章 第 20 页
① 阻力系数的变化规律
CD min
第二章 第 21 页
lj
➢ ➢ ➢
第二章 第 22 页
飞机脱离地 面效应区
第二章 第 37 页
飞机处于地 面效应区
●
①上下翼面压差增加，从而使升力系数增加。 ②地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。 ③下洗角减小，使平尾迎角减小，出现附加下俯力矩（低头
力矩）。
第二章 第 38 页
●
飞机距地面高度在一个翼展以内，地面效 应对飞机有影响，距地面越近地面效应越强。
C
L
第二章 第 14 页
CL max
第二章 第 15 页
lj
相对厚度增加，最大升力系数增加，临界 迎角减小。
相对厚度增加
第二章 第 16 页
*相对厚度较小时，升力线斜率与翼型无关
前缘半径增加，临界迎角增加。
半径小 半径大
第二章 第 17 页
展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎 角越小。
展弦比高
α临界
小迎角
较大迎角
第二章 第 7 页
大迎角
第二章 第 8 页
第二章 第 9 页
第二章 第 10 页
第二章 第 11 页
升力特性参数
0
0
第二章 第 12 页
压强高于 环境气压
后半部分合力
压强低于环 境气压
第二章 第 13 页
压强低于环 气动中心 境气压
前半部分合力
CL CL ( 0 )
飞 2.2 升力 2.3 阻力
第二章 第 2 页
2.4 飞机的低速空气动力性能
飞机的主要空气动力性能包括：
主要空气动力性能参数包括：
第二章 第 4 页
升力系数的变化规律
第二章 第 5 页
第二章 第 6 页
➢ α<α临界 ➢ α=α临界 ➢ α>α临界
第二章 第 33 页
不同展弦比机翼的极曲线
展弦比越大，低速空气动力性能越好。
展弦比AR
第二章 第 34 页
第二章 第 35 页
飞机在起飞和着陆贴近地面时，由于流过 飞机的气流受地面的影响，使飞机的空气动力 和力矩发生变化。这种效应称为地面效应。
第二章 第 36 页
●
①上下翼面压差增加 ②地面阻碍使下洗流减小 ③下洗角减小，使平尾迎角减小
第二章 第 42 页
●地效飞机（我国的发展情况）
6座地效翼飞机：天使鸟
第二章 第 43 页
8座的地效翼飞行器：翔州
第二章 第 44 页
.
第二章 第 29 页
从坐标原点向曲线引切线，切点对应最小 阻力迎角和最大升阻比。
第二章 第 30 页
0
CD0
从原点所引直线与极曲线交于两点，则两 点的升阻比相同，较高者的迎角较大，较高者 的平飞速度较小。
第二章 第 31 页
不同滑流状态的极曲线
●螺旋桨滑流
第二章 第 32 页
滑流使得升力系数和最大升力系数增大， 最大升阻比增大，极曲线向右上偏移。
② 阻力特性参数
飞机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般 认为二者为同一个值。
第二章 第 23 页
CD min
在中小迎角时，阻力公式可以表示为：
CD CD0 A CL2
A是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。
第二章 第 24 页
2.4.3 升阻比特性
① 升阻比 升阻比是相同迎角下，升力系数与阻
力系数之比，用 表示。
L = CL = K D CD
第二章 第 25 页
① 升阻比曲线
K MAX
L CL K D CD
临界迎角
第二章 第 26 页
最小阻 力迎角
迎角
➢ ➢ ➢
第二章 第 27 页
③ 性质角
ctg L CL
D CD
第二章 第 28 页
① 极曲线
极曲线将飞 机的升力系数、 阻力系数、升阻 比随迎角变化的 关系综合起来, 用一条曲线表示 出来，以便于综 合衡量飞机的空 气动力性能。
地效飞机是介于船和普通飞机之间的新型水上快速交 通工具 。地效飞机在民用方面使用前景也十分广阔，如可 用于海上和内河快速运输，海情侦察，水上救生等。
第二章 第 40 页
第二章 第 41 页
我国科学家也早已关注到地效飞行器的研制，发起人 便是原国家科委常务副主任、航天专家李绪鄂。1995年， 他领导的中国科技开发院联合湖北水上飞机研究所、北京 空气动力学研究所成立了中国地效飞行器开发中心，经过4 年的努力，第一架中国的地效飞行器诞生了。
展弦比低
第二章 第 18 页
平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线 斜率越大，临界迎角越小。
平直机翼 后掠翼
第二章 第 19 页
翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临 界迎角越大。
光滑 粗糙
第二章 第 20 页
① 阻力系数的变化规律
CD min
第二章 第 21 页
lj
➢ ➢ ➢
第二章 第 22 页
飞机脱离地 面效应区
第二章 第 37 页
飞机处于地 面效应区
●
①上下翼面压差增加，从而使升力系数增加。 ②地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。 ③下洗角减小，使平尾迎角减小，出现附加下俯力矩（低头
力矩）。
第二章 第 38 页
●
飞机距地面高度在一个翼展以内，地面效 应对飞机有影响，距地面越近地面效应越强。
C
L
第二章 第 14 页
CL max
第二章 第 15 页
lj
相对厚度增加，最大升力系数增加，临界 迎角减小。
相对厚度增加
第二章 第 16 页
*相对厚度较小时，升力线斜率与翼型无关
前缘半径增加，临界迎角增加。
半径小 半径大
第二章 第 17 页
展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎 角越小。
展弦比高
α临界
小迎角
较大迎角
第二章 第 7 页
大迎角
第二章 第 8 页
第二章 第 9 页
第二章 第 10 页
第二章 第 11 页
升力特性参数
0
0
第二章 第 12 页
压强高于 环境气压
后半部分合力
压强低于环 境气压
第二章 第 13 页
压强低于环 气动中心 境气压
前半部分合力
CL CL ( 0 )
飞 2.2 升力 2.3 阻力
第二章 第 2 页
2.4 飞机的低速空气动力性能
飞机的主要空气动力性能包括：
主要空气动力性能参数包括：
第二章 第 4 页
升力系数的变化规律
第二章 第 5 页
第二章 第 6 页
➢ α<α临界 ➢ α=α临界 ➢ α>α临界
第二章 第 33 页
不同展弦比机翼的极曲线
展弦比越大，低速空气动力性能越好。
展弦比AR
第二章 第 34 页
第二章 第 35 页
飞机在起飞和着陆贴近地面时，由于流过 飞机的气流受地面的影响，使飞机的空气动力 和力矩发生变化。这种效应称为地面效应。
第二章 第 36 页
●
①上下翼面压差增加 ②地面阻碍使下洗流减小 ③下洗角减小，使平尾迎角减小
第二章 第 42 页
●地效飞机（我国的发展情况）
6座地效翼飞机：天使鸟
第二章 第 43 页
8座的地效翼飞行器：翔州
第二章 第 44 页
.
第二章 第 29 页
从坐标原点向曲线引切线，切点对应最小 阻力迎角和最大升阻比。
第二章 第 30 页
0
CD0
从原点所引直线与极曲线交于两点，则两 点的升阻比相同，较高者的迎角较大，较高者 的平飞速度较小。
第二章 第 31 页
不同滑流状态的极曲线
●螺旋桨滑流
第二章 第 32 页
滑流使得升力系数和最大升力系数增大， 最大升阻比增大，极曲线向右上偏移。
② 阻力特性参数
飞机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般 认为二者为同一个值。
第二章 第 23 页
CD min
在中小迎角时，阻力公式可以表示为：
CD CD0 A CL2
A是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。
第二章 第 24 页
2.4.3 升阻比特性
① 升阻比 升阻比是相同迎角下，升力系数与阻
力系数之比，用 表示。
L = CL = K D CD
第二章 第 25 页
① 升阻比曲线
K MAX
L CL K D CD
临界迎角
第二章 第 26 页
最小阻 力迎角
迎角
➢ ➢ ➢
第二章 第 27 页
③ 性质角
ctg L CL
D CD
第二章 第 28 页
① 极曲线
极曲线将飞 机的升力系数、 阻力系数、升阻 比随迎角变化的 关系综合起来, 用一条曲线表示 出来，以便于综 合衡量飞机的空 气动力性能。