升力和阻力的产生
飞机飞行原理和安全常识简介
飞机飞行原理和安全常识简介飞机飞行原理简介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。
空气动力学探索飞机在空气中的飞行原理
空气动力学探索飞机在空气中的飞行原理飞机的飞行原理是基于空气动力学的研究，它涉及到空气的流动、力的作用和物体的运动。
通过了解空气动力学的基本概念和原理，可以更好地理解飞机在空中的飞行过程。
一、空气的流动空气动力学研究的基础是空气的流动。
空气是由大量分子组成的，分子之间存在着运动和撞击。
当空气受到外力的作用时，它会产生流动。
在飞机飞行过程中，空气的流动十分重要。
在飞机飞行时，机翼上方的气流速度较快，而下方的气流速度较慢。
这是由于机翼上方的气流被弯曲并加速，而下方的气流则被挡住减速。
这种气流的流动差异产生了升力，是飞机能够在空中飞行的重要原理之一。
二、升力的产生升力是飞机在空中得以飞行的重要力量。
它是垂直方向上的力量，支持着飞机的重量，使得飞机能够克服重力并保持稳定的飞行。
在空气动力学中，升力的产生主要与机翼的设计有关。
机翼的上表面相对平坦，而下表面则更为曲线。
当空气流经机翼时，上表面的气流速度较快，下表面的气流速度较慢，同时由于曲率的存在，气流的压力也不同。
根据伯努利定律，速度较快的气流具有较低的压力，速度较慢的气流则具有较高的压力。
而机翼上下表面气流的差异产生的压力差，就形成了升力。
这个升力可以用来克服飞机的重力，使得飞机能够悬浮在空中。
三、阻力的产生在空气动力学中，阻力是飞机飞行中必然要面对的一种力量。
阻力产生的原因有很多，如空气的摩擦、飞机表面的阻力和空气的压力阻力等。
为了减少阻力，飞机在设计上需要尽量降低阻力产生的因素。
例如，飞机的机身通常呈流线型，这样可以减少空气摩擦的阻力。
而飞机的机翼也会采用相对平坦的上表面设计和流线型的下表面设计，来减少气流的阻力。
此外，飞行速度的选择也会影响到阻力的大小。
一般来说，低速飞行时，阻力较小；而高速飞行时，阻力则较大。
因此，飞机在飞行时需要根据实际需求和飞行条件选择合适的速度，以降低阻力的影响。
四、操纵飞行姿态除了了解升力和阻力的产生原理，还需要了解如何操纵飞机的飞行姿态。
飞行器的滑翔原理：空气动力学与重力平衡
飞行器的滑翔原理：空气动力学与重力平衡飞行器的滑翔原理涉及空气动力学和重力平衡的相互作用。
以下是滑翔原理的关键概念：1. 空气动力学升力和阻力：升力（Lift）：由于翅膀或机翼形状的设计，飞行器在飞行时可以产生升力。
升力是空气动力学中垂直方向上的力，使飞行器能够克服重力。
阻力（Drag）：飞行器在空气中飞行时会遇到阻力，这是与飞行速度和飞行器形状有关的空气阻力。
阻力是飞行器前进方向上的反向力，需要被克服。
控制面：副翼（Aileron）、方向舵（Rudder）、升降舵（Elevator）：这些是飞行器上的控制面，通过改变它们的位置，飞行员可以控制飞行器的姿态和方向。
2. 重力平衡重力和滑翔比：重力：是向下的力，始终作用在飞行器的质心。
它是飞行器需要克服的主要力。
滑翔比（Glide Ratio）：表示飞行器在垂直方向上的性能。
滑翔比越高，飞行器在下滑时失去的高度越小，滑翔距离越远。
3. 滑翔过程起飞：飞行器通过引擎或其他推进装置获得足够的速度，以产生升力，并克服重力，实现起飞。
滑翔：一旦飞行器达到足够的高度和速度，引擎关闭，进入滑翔状态。
在这个阶段，飞行器以一定的滑翔比保持平衡，通过调整控制面来保持姿态和方向。
降落：飞行器在目标区域附近选择着陆点，通过调整控制面和姿态来实现平稳降落。
4. 稳定性与控制稳定性：飞行器的稳定性是指在各种飞行条件下维持平衡的能力。
良好设计的飞行器能够在受到外部扰动时迅速回到平衡状态。
控制：飞行器通过控制面实现横滚、俯仰和偏航的调整。
飞行员通过操纵操纵杆和脚踏板来调整这些控制面，以保持飞行器的稳定性和控制方向。
飞行器的滑翔原理基于平衡空气动力学产生的升力与阻力，以及重力在垂直方向上的作用。
这些原理的理解对于设计和操纵飞行器至关重要。
升力公式和阻力公式(一)
升力公式和阻力公式(一)
升力公式和阻力公式
1. 升力公式
升力是指物体在流体中所受到的向上的力，通常用公式表示为：ρv2SCL。
L=1
2
•L：升力，单位为牛顿（N）；
•ρ：流体密度，单位为千克/立方米（kg/m^3）；
•v：物体相对于流体的速度，单位为米/秒（m/s）；
•S：物体与流体接触的面积，单位为平方米（m^2）；
•C：升力系数，无单位；
•L：雷诺数，无单位。
例如，当一架飞机在高空飞行时，其速度较大，空气密度较小，那么飞机的升力将会增加。
而升力系数则与飞机的形状、机翼倾角等因素相关。
2. 阻力公式
阻力是指物体在流体中所受到的向相反方向的力，通常用公式表ρv2SCD。
示为：D=1
2
•D：阻力，单位为牛顿（N）；
•ρ：流体密度，单位为千克/立方米（kg/m^3）；
•v：物体相对于流体的速度，单位为米/秒（m/s）；
•S：物体与流体接触的面积，单位为平方米（m^2）；
•C：阻力系数，无单位。
例如，当一个汽车在高速行驶时，它所受到的空气阻力将会增加。
而阻力系数则与汽车的形状、流体的黏性等因素相关。
总结
升力和阻力是物体在流体中受到的两种力，它们的大小与流体的
密度、物体的速度、接触面积以及相应的系数相关。
通过升力公式和
阻力公式，我们可以计算出物体在流体中所受到的升力和阻力的大小。
这些公式在航空、汽车工程等领域具有重要的应用价值。
汽车空气动力学六分力
汽车空气动力学六分力
汽车空气动力学是研究汽车在空气中运动时所受到的力学效应及其
影响的学科。
其中的六分力是指汽车在空气中运动时所受到的六种力
学效应，它们分别是：
1. 阻力力：汽车行驶在空气中时，空气对汽车的阻力会产生摩擦作用，阻力力会使汽车的速度减慢或者保持恒定。
降低汽车的阻力力就能提
高汽车的速度和燃油经济性。
2. 升力力：当汽车在空气中行驶时，车体会对空气产生波动，这些波
动会形成气流，气流会产生向上的力量，也就是升力力。
升力力的大
小取决于汽车的速度、形状、车身倾斜角等因素。
3. 重力力：汽车在地球引力的作用下，受到的向下的力量就是重力力，它是使汽车沿着地面行驶的主要力量。
4. 侧向力：当汽车在高速行驶时，风力会对车身施加侧向切向力，这
个力量被称为侧向力。
侧向力的产生是由于车身的横向移动和风的侧
向作用力相互作用。
侧向力的大小取决于车速和侧向风的作用角度。
5. 即时力：即时力是汽车在高速行驶时所受到的一种向前的推力，它
的大小取决于汽车速度和空气密度。
6. 附着力：汽车在行驶时，轮胎需要与地面保持一定的接触力，这个
力被称为附着力。
附着力的大小与轮胎的材料、大小、胎压以及路面情况等因素有关。
以上就是汽车在空气动力学中的六个重要的力学效应。
研究这些效应可以帮助向我们更好地了解汽车在空气中的行驶原理和提高汽车的燃油经济性。
飞机阻力的产生及减阻措施
飞机阻力的产生及减阻措施一、飞机阻力的产生飞机在飞行过程中会受到多种阻力的作用，主要包括以下几种：1. 气动阻力：飞机在空气中飞行时，由于空气的阻力而产生的阻力称为气动阻力。
气动阻力主要包括两个部分：摩擦阻力和压力阻力。
摩擦阻力是指空气与飞机表面的摩擦所产生的阻力，而压力阻力是由于空气在飞机前进方向上的压力差所产生的阻力。
2. 重力阻力：重力阻力是飞机受到重力作用产生的阻力。
飞机在飞行过程中需要克服重力的作用，因此会产生阻力。
3. 升力阻力：升力阻力是由于飞机产生升力所产生的阻力。
升力是飞机在飞行过程中产生的垂直向上的力，而升力阻力则是垂直向上的力所产生的阻力。
4. 推力阻力：推力阻力是由于飞机产生推力所产生的阻力。
推力是飞机在飞行过程中产生的向前推进的力，而推力阻力则是向前推进的力所产生的阻力。
二、飞机阻力的减少措施为了减少飞机的阻力，提高飞机的飞行效率，航空工程师们采取了多种措施：1. 优化飞机外形设计：通过改进飞机的外形设计，减小飞机表面与空气接触的面积，减少摩擦阻力和压力阻力的产生。
例如，采用流线型的机身设计，减少气动阻力。
2. 使用先进的材料：使用轻量化、高强度的材料，降低飞机的重量，减小重力阻力的产生。
例如，采用复合材料制造飞机的机身和翼面，可以减轻飞机的重量，降低重力阻力。
3. 提高发动机效率：提高发动机的推力和燃烧效率，减小推力阻力的产生。
例如，采用高涵道比的涡扇发动机，可以提高发动机的推力效率，减少推力阻力。
4. 优化机翼设计：通过改进机翼的形状和结构，提高飞机的升力效率，减小升力阻力的产生。
例如，采用翼型设计和翼尖小翼等措施，可以减小气动阻力，提高升力效率。
5. 使用辅助设备：使用辅助设备来减小飞机的阻力。
例如，采用缝翼和襟翼等可变几何翼面，可以在起飞和着陆时增加升力，减小阻力；同时也可以采用襟翼和刹车板等装置，在飞机下降和减速时增加阻力，实现精确的速度控制。
6. 精确的飞行控制：通过精确的飞行控制，减小飞机的阻力。
流体的阻力和升力
流体的阻力和升力在物理学中，流体力学是研究流体运动的科学。
流体是指气体和液体，而流体力学研究的重点是涉及流体运动的力和作用。
在流体运动中，阻力和升力是两个重要的力，对流体的运动和物体的运动产生重要影响。
一、流体的阻力1. 定义阻力是流体对物体运动所产生的阻碍力，其方向与物体运动方向相反。
在流体中，当物体移动或流体流动时，会产生摩擦力和压力的作用，使物体受到阻碍。
2. 阻力的大小和计算方法阻力的大小与物体的形状、速度和流体的性质有关。
通常情况下，可以使用以下公式来计算物体在流体中的阻力：阻力= (1/2) * ρ * v^2 * S * Cd其中，ρ表示流体的密度，v表示物体的速度，S表示物体在流体中的横截面积，Cd表示物体的阻力系数。
3. 流体阻力的影响因素流体阻力的大小受到以下因素的影响：- 物体速度：阻力与速度的平方成正比，速度越大，阻力越大。
- 物体形状：不同形状的物体在相同速度下，阻力大小不同。
一般来说，流线型的物体阻力较小，而粗糙的物体阻力较大。
- 流体性质：不同流体的密度和黏度不同，阻力大小也会有所差异。
- 液体中的物体大小：大体积的物体受到的阻力较大。
二、流体的升力1. 定义升力是流体对物体垂直运动所产生的上升力，其方向垂直于物体运动方向，向上。
升力对物体的运动和浮力产生重要影响。
2. 升力产生的原因升力产生的原因有两个主要因素：- 流体的运动速度不一致：根据伯努利原理，当流体在物体的两侧运动速度不同时，流体的压力也不同，产生一个向上的压力差，从而形成升力。
- 物体和流体之间的黏性：流体黏性导致流体在物体表面附近产生一个黏滞层，黏滞应力产生升力。
3. 升力的大小和计算方法升力的大小与物体的形状、速度和流体的性质有关。
通常情况下，可以使用以下公式来计算物体在流体中的升力：升力= (1/2) * ρ * v^2 * S * Cl其中，ρ表示流体的密度，v表示物体的速度，S表示物体在流体中的横截面积，Cl表示物体的升力系数。
飞行器力学与飞行控制
飞行器力学与飞行控制飞行器力学与飞行控制是航空学中的重要领域，它涉及着飞行器在空中运动的物理原理和如何通过控制手段来实现飞行器的稳定和操控。
本文将介绍飞行器力学的基本概念和飞行控制的技术原理。
一、飞行器力学飞行器力学是研究飞行器在空中受到的力和力的作用下产生的运动的学科。
对于飞行器来说，有三个基础力，即重力、升力和阻力。
1. 重力：飞行器受到地球引力的作用，重力是垂直向下的力，可以用质量乘以重力加速度来表示。
2. 升力：飞行器在飞行过程中产生的垂直向上的力，由机翼产生。
升力的大小与机翼的形状、面积和飞行器的速度有关。
3. 阻力：飞行器在空气中移动时受到的阻碍力，阻力的大小和飞行器的速度、形状以及空气密度有关。
飞行器力学还包括其他一些重要概念，如迎角、侧滑角等。
迎角是机翼与飞行方向之间的夹角，它决定着升力和阻力的大小。
侧滑角是飞行器在水平面上的滑移角度，它涉及到飞行器的侧向稳定性和操控。
二、飞行控制飞行控制是指通过各种控制手段来实现飞行器的稳定和操控。
飞行控制系统主要包括飞行器姿态控制和飞行轨迹控制两个方面。
1. 飞行器姿态控制：姿态控制是指控制飞行器的方向、姿态和稳定状态。
飞行器姿态的变化主要由飞行器的控制面（如副翼、升降舵等）的运动引起。
通过控制这些控制面的运动，可以实现飞行器的横滚、俯仰和偏航控制。
2. 飞行轨迹控制：轨迹控制是指控制飞行器的飞行路径和终点。
飞行轨迹的控制主要依靠发动机推力和飞行器的机动性能。
通过控制发动机的推力和调整姿态，可以改变飞行器的速度、高度和飞行方向。
飞行控制还涉及到飞行器的自动控制系统和人工操纵。
自动控制系统能够根据预设的参数和算法来实现飞行器的自主飞行。
而人工操纵则是指由飞行员通过操纵杆、脚蹬等手动控制装置来操作飞行器。
三、结语飞行器力学与飞行控制是航空学中不可或缺的重要内容。
了解飞行器力学和掌握飞行控制技术对于飞行器设计、飞行操作和飞行安全都具有重要意义。
在未来的航空发展中，随着技术的进步和需求的变化，飞行器力学与飞行控制也将不断地发展和创新，为航空事业的发展做出更大的贡献。
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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。
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。
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。
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
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。
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？
（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．
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
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。
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。
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。
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。