飞行升力与阻力详解
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(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)

• 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

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。
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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。