飞机原理与构造第三讲低速空气动力学基础
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2基1础
翼型的升力和阻力 压力中心：
升力作用线与翼弦的交点。
吸力
2021/2/19
压力
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
2基础
阻力
Drag
翼型的升力和阻力
飞机的升力
飞机升力产生的原理——机翼上下表面的压力差
机翼上、下表面 出现了压力差。并将 垂直于相对气流方向 （或垂直于飞机运动 方向）压力差的总和 （集合），叫做机翼 的升力。
ps1
V1
S1
ps2 V2 S2
机翼翼型的流线普
ps2> ps1
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
3基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
飞机升力产生的原理——机翼上下表面的压力差
2021/2/19
飞机升力的形成
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
4基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
增加升力↔增加机翼上、下表面压力差：
L
主要有两条途径:
ps1 S1
V1
——增大上缘(上弧线)曲率；
——飞机以一定的迎角飞行。 ps2
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
9基础
翼型的升力和阻力
失速
机翼的迎角大到了 一定程度，会发生附 面层分离，同时受外 层气流的带动，向后 下方流动，最后就会 卷成一个封闭的涡流， 叫做分离涡。
分离涡内气流压强增加,从而使得机翼上下表面压力差 “反向”,升力急剧下降、“反向”。导致飞机“掉高度”。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基0础
翼型的升力和阻力
失速
事实上，飞机在 任何情况下都可能失 速，例如对正在高速 飞行的特技飞机用机， 突然猛拉操纵杆就很 容易失速。或进入风 切变区的飞机，由于 气流作垂直运动，也 可能导致迎角突然增 大至超过“临界点” 而失速。
F22飞行失速训练
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基1础
翼型的升力和阻力
升力计算
翼型和迎角对升力的
影响可以通过升力 系数Cy表现出来。升
力公式可以写为
Y
1 2
Cy V 2S
Y
C y 1 V 2S
2
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基2础
翼型的升力和阻力
升力公式的物理意义：
翼型的压力分布
矢量表示法
当机翼表面压强低于大气压，称为吸力。 当机翼表面压强高于大气压，称为压力。 用矢量来表示压力或吸力，矢量线段长 度为力的大小，方向为力的方向。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基8础
翼型的升力和阻力
翼型的压力分布
驻点和最低压力点
A点，称为驻点，是正压最大的点，位于机翼前缘附 近，该处气流流速为零。
2021/2/19
不同于飞机的姿态
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
7基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
负的迎角
迎角有正迎角和负迎角， 气流的方向指向机翼的下翼 面，这时的迎角为正迎角， 飞机的平飞和飞机的爬升飞 行一般为正迎角飞行；
气流的方向指向机翼的 上翼面，这时的迎角为负迎 角，飞机低头飞行和飞机的 倒飞都是负迎角飞行。
升力曲线:
升力系数Cy与机翼迎角α的关系曲线 Cy
Cymax
一般当飞机的飞行高度和速度（马 赫数）一定时，升力系数随迎角的变化 如图所示，当迎角较小时可以写作.
Cymax C y(0)
V
00
V
0
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基6础
V
cr
cr
cr
V
翼型的升力和阻力
Cy-α曲线的特点:
较大迎角
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基4础
大迎角
翼型的升力和阻力
升力系数随迎角的变化规律：
➢当α<α临界，升力系数随迎 角增大而增大。
➢当α=α临界，升力系数为最 大。
➢当α>α临界，升力系数随迎 角的增大而减小，进入失速 区。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基5础
翼型的升力和阻力
Cy
Cy=0 的迎角(用α0表示)一
Cymax
般为负值(0º~4º)；
Cy-α 曲线在一个较大的范 围内是直线段；
Cy有一个最大值Cy max，而
V
在接近最大值Cy max前曲线上升 的趋势就已减缓
00
V
0
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基7础
V
cr
cr
cr
V
翼型的升力和阻力
正的迎角
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
8基础
迎角
翼型的升力和阻力 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、2)。当 迎角增大到某一值时，则相反，迎角增加升力反而急剧下降。这个迎角称 为临界迎角。
当机翼迎角超过临界点时，流经上翼面的气流会出现严重分离，形成大量 涡流，升力下降，阻力急剧增加。飞机减速并抖动，各操纵面传到杆、舵 上的外力变轻，随后飞机下坠，机头下俯，这种现象称为失速。
Cy
—飞机的升力系数
YCy12V2S
V 1
2
2 —飞机的飞行动压
S
—机翼的面积
飞机的升力与升力系数、来流动压和机翼面积成正 比。升力系数综合的表达了机翼形状、迎角等对飞机升 力的影响。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基3础
Fra Baidu bibliotek
翼型的升力和阻力 烟风洞翼型绕流实验
小迎角
2021/2/19
飞机原理与构造 第三讲
第二章 低速空气动力学基础（续）
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
升力垂直于飞行速度方向，它将飞机支托在空中，克 服飞机受到的重力影响，使其自由翱翔。
升力 Lift
拉力
Pull
2021/2/19
重力
Weight
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
S2
V2
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
5基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
迎角: 定义为气流速度矢量与翼弦之间的夹角，当气
流吹向下翼面时为正，如图所示。
L
R
V
D
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
6基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
迎角: 定义为气流速度
矢量与翼弦之间的夹 角，当气流吹向下翼 面时为正，如图所示。
B点，称为最低压力点，是机翼上表面负压最大的点。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基9础
翼型的升力和阻力
翼型在不同迎角下的压强分布
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
2基0础
翼型的升力和阻力
翼型在不同迎角下的压强分布
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
翼型的升力和阻力 压力中心：
升力作用线与翼弦的交点。
吸力
2021/2/19
压力
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
2基础
阻力
Drag
翼型的升力和阻力
飞机的升力
飞机升力产生的原理——机翼上下表面的压力差
机翼上、下表面 出现了压力差。并将 垂直于相对气流方向 （或垂直于飞机运动 方向）压力差的总和 （集合），叫做机翼 的升力。
ps1
V1
S1
ps2 V2 S2
机翼翼型的流线普
ps2> ps1
2021/2/19
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3基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
飞机升力产生的原理——机翼上下表面的压力差
2021/2/19
飞机升力的形成
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
4基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
增加升力↔增加机翼上、下表面压力差：
L
主要有两条途径:
ps1 S1
V1
——增大上缘(上弧线)曲率；
——飞机以一定的迎角飞行。 ps2
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
9基础
翼型的升力和阻力
失速
机翼的迎角大到了 一定程度，会发生附 面层分离，同时受外 层气流的带动，向后 下方流动，最后就会 卷成一个封闭的涡流， 叫做分离涡。
分离涡内气流压强增加,从而使得机翼上下表面压力差 “反向”,升力急剧下降、“反向”。导致飞机“掉高度”。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基0础
翼型的升力和阻力
失速
事实上，飞机在 任何情况下都可能失 速，例如对正在高速 飞行的特技飞机用机， 突然猛拉操纵杆就很 容易失速。或进入风 切变区的飞机，由于 气流作垂直运动，也 可能导致迎角突然增 大至超过“临界点” 而失速。
F22飞行失速训练
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基1础
翼型的升力和阻力
升力计算
翼型和迎角对升力的
影响可以通过升力 系数Cy表现出来。升
力公式可以写为
Y
1 2
Cy V 2S
Y
C y 1 V 2S
2
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基2础
翼型的升力和阻力
升力公式的物理意义：
翼型的压力分布
矢量表示法
当机翼表面压强低于大气压，称为吸力。 当机翼表面压强高于大气压，称为压力。 用矢量来表示压力或吸力，矢量线段长 度为力的大小，方向为力的方向。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基8础
翼型的升力和阻力
翼型的压力分布
驻点和最低压力点
A点，称为驻点，是正压最大的点，位于机翼前缘附 近，该处气流流速为零。
2021/2/19
不同于飞机的姿态
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
7基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
负的迎角
迎角有正迎角和负迎角， 气流的方向指向机翼的下翼 面，这时的迎角为正迎角， 飞机的平飞和飞机的爬升飞 行一般为正迎角飞行；
气流的方向指向机翼的 上翼面，这时的迎角为负迎 角，飞机低头飞行和飞机的 倒飞都是负迎角飞行。
升力曲线:
升力系数Cy与机翼迎角α的关系曲线 Cy
Cymax
一般当飞机的飞行高度和速度（马 赫数）一定时，升力系数随迎角的变化 如图所示，当迎角较小时可以写作.
Cymax C y(0)
V
00
V
0
2021/2/19
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1基6础
V
cr
cr
cr
V
翼型的升力和阻力
Cy-α曲线的特点:
较大迎角
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基4础
大迎角
翼型的升力和阻力
升力系数随迎角的变化规律：
➢当α<α临界，升力系数随迎 角增大而增大。
➢当α=α临界，升力系数为最 大。
➢当α>α临界，升力系数随迎 角的增大而减小，进入失速 区。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基5础
翼型的升力和阻力
Cy
Cy=0 的迎角(用α0表示)一
Cymax
般为负值(0º~4º)；
Cy-α 曲线在一个较大的范 围内是直线段；
Cy有一个最大值Cy max，而
V
在接近最大值Cy max前曲线上升 的趋势就已减缓
00
V
0
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基7础
V
cr
cr
cr
V
翼型的升力和阻力
正的迎角
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
8基础
迎角
翼型的升力和阻力 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、2)。当 迎角增大到某一值时，则相反，迎角增加升力反而急剧下降。这个迎角称 为临界迎角。
当机翼迎角超过临界点时，流经上翼面的气流会出现严重分离，形成大量 涡流，升力下降，阻力急剧增加。飞机减速并抖动，各操纵面传到杆、舵 上的外力变轻，随后飞机下坠，机头下俯，这种现象称为失速。
Cy
—飞机的升力系数
YCy12V2S
V 1
2
2 —飞机的飞行动压
S
—机翼的面积
飞机的升力与升力系数、来流动压和机翼面积成正 比。升力系数综合的表达了机翼形状、迎角等对飞机升 力的影响。
2021/2/19
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1基3础
Fra Baidu bibliotek
翼型的升力和阻力 烟风洞翼型绕流实验
小迎角
2021/2/19
飞机原理与构造 第三讲
第二章 低速空气动力学基础（续）
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
升力垂直于飞行速度方向，它将飞机支托在空中，克 服飞机受到的重力影响，使其自由翱翔。
升力 Lift
拉力
Pull
2021/2/19
重力
Weight
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
S2
V2
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
5基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
迎角: 定义为气流速度矢量与翼弦之间的夹角，当气
流吹向下翼面时为正，如图所示。
L
R
V
D
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
6基础
翼型的升力和阻力
飞机的升力
迎角: 定义为气流速度
矢量与翼弦之间的夹 角，当气流吹向下翼 面时为正，如图所示。
B点，称为最低压力点，是机翼上表面负压最大的点。
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
1基9础
翼型的升力和阻力
翼型在不同迎角下的压强分布
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学
2基0础
翼型的升力和阻力
翼型在不同迎角下的压强分布
2021/2/19
飞机原理与构造第三讲低速空气动力学