空气动力学基础知识PPT课件

与这三个参数有关。
1、空气的密度
空气的密度是指单位体积内空气的质量，取决于空气
分子数的多少。即：ρ＝m/V
公式中：ρ为空气的密度，单位是“ 千克/米3 ”；m为
空气的质量，单位是“ 千克 ”；V为空气的体积，单位
是“ 米3 ”。
空气的密度大，说明单位体积内空气的分子数多，我
们称为空气稠密；空气的密度小，说明单位体积内空气的
飞机的飞行原理
第一章 空气动力学基础知识
一、空气的物理参数 二、空气的物理性质 三、大气分层 四、国际标准大气 五、气流特性
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总体概述
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空气也叫“大气”，包围地球的空 气层也叫大气层。空气是一种无色、无 味、无臭的混合性气体，是由不同成分 的气体分子所组成的，主要成分为氮、 氧、二氧化碳、氢、氩、氖、氦等，其 中主要为氮和氧。
绝对温度（T）与摄氏温度（ t ）之间的关 系可以用下列公式进行换算：
T ＝ t ＋ 273
绝对温度的0 ºK等于摄氏温度－273 ℃
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3、空气的压力 空气的压力（也称气压）是指空气的压强， 即单位面积上所承受空气垂直方向的作用力。 压力的单位： 1）工程单位：公斤/米2或公斤/厘米2 2）国际单位：帕斯卡(Pa：牛顿/米2)、大气 压：
就是这个道理。
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3）空气密度与压力的关系
用力压皮球，皮球会瘪下去，这表明一定质量的
空气，如果保持温度不变，当压力增大时，会使体积
缩小，密度就会增大；相反，当压力减少时，密度也
随之减少。
4）气体状态方程式
气体压力、密度、温度三者间的变化关系，可以用 气体状态方程式(简称气态方程式)表示：
P = RρT
空气的湿度是指大气的潮湿程度，通常用相对 湿度来表示。
相对湿度是指大气中所含水蒸气的量与同温度 下大气能含有的水蒸气最大量之比，当相对湿度为
100％时，说明大气中含有的水蒸气量达到了最大值， 处于饱和状态。
不同温度下大气所含有的水蒸气最大量是不同
的，温度越高大气所含有的水蒸气最大量最大。随
着温度的降低，大气的相对湿度会增加。
1大气压 ＝ 10.13 x 104 Pa 3）水银柱高：毫米水银柱高（mmHg） 在海平面上（H＝0）： 1大气压＝760 mmHg＝ 10.13牛顿/厘米2
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4、空气的密度、温度、压力之间的关系
1)空气密度与温度的关系
瘪了的兵兵球放在热水里一烫，又会鼓圆起来，
这表明一定质量的空气，如果保持压力不变，当温度
增高对，会引起空气膨胀，体积变大，使密度减小；
相反，温度降低时，空气体积变小，密度增大。物质
的“热胀冷缩”就是这个原理。
2）空气压力和温度的关系
一定质量的气体，如保持体积(或密度)不变，温
度升高时，压力会增大，比如炎热的夏天，打足了气
的自行车车胎容易爆破；又如机务维修外场规定，冷
气瓶充满压缩空气后，不能在外场爆晒，以防止爆炸，
公式中： R为气体常数，是一个有量刚的常数，
其含义是指在等压的情况下，温度每升高1ºK时，1千
克的气体膨胀所做的功。在海平面上，空气的气体常
数 R＝287．06 (焦尔／千克·ºK)。
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二、空气的物理性质
1、空气的粘性
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空气粘性的物理实质，是空气分子作无规则运 动的结果，当相邻两层空气具有不同流速时，流得 快的那层空气分子的动量大，它作无规则运动而进 入小速度层，通过分子间的掺和碰撞，会增加该层 分子的能量，从而牵动该层空气加速；速度小的那 一层空气分子，会碰入大速度层面，使该层速度减 小。这种相邻两层空气的相互牵扯的特性，就是空 气的粘性。而这种层与层之间的作体积的 78％，氧约占总体积的21％。空气按质 量计算，氮约占总质量的76.5％，氧约占 总质量的23.1％。
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空气是飞机的飞行介质。随着高度的增加， 空气的密度、温度、压力、音速和空气的物理 参数和性质也随着变化，影响着飞机飞行中的 空气动力性能、发动机的工作状态、飞机的机 体结构连接间隙的变化和飞机的座舱环境的控 制等。
大气的相对湿度达到100%时的温度被称为露点 温度。这个时候空气的密度约等于干空气密度的5/8。
粘性力（也叫空气的内摩擦力），用下列公式表示：
F ＝ μ ·Δv/ΔY·S
μ为粘性系数，气体的粘性系数随温度的升高而增 大，液体的粘性系数随温度的升高而降低，没有粘 性的流体被称为理想流体；Δv/ΔY为速度梯度，S 为接触面积。
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2、空气的压缩性
一定质量的空气，当压力或温度改变时， 引起空气密度变化的性质，叫做空气的压缩性。
影响空气压缩性的主要因素： 1）气流的流动速度（v）。气流的流动速
度越大，空气密度的变化显著增大（或密度减 小的越多），空气易压缩（或空气的压缩性增 大）。 2） 空气的温度（t）。空气的温度越高， 空气的密度变化越小（或密度减小的越少） ， 空气不易压缩（或空气的压缩性减小）。
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3、空气的湿度
位用华氏度（℉）表示。摄氏温度（℃）和华氏温度
（℉）可以用下式进行换算：
℉＝9 / 5 ℃十32
℃＝(℉—32)5/9
例如：0 ℃为32 ℉；15 ℃为59 ℉。
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工程计算中经常采用“绝对温度”的概念， 用“ T ”表示，单位用开氏度（ºK）表示。当空 气分子停止不规则的热运动时，即分子的运动速 度为零时，我们把这时的温度作为绝对温度的零 度。
分子数少，我们称为空气稀薄。大气的密度随高度的
增加而减小。
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2、空气的温度
空气的温度是指空气的冷热程度。空气温度的高
低表明空气分子作不规则热运动平均速度的大小。
空气温度的高低可以用温度表（计）来测量。
空气的温度一般用“ t ”来表示。我国和世界上大
多数国家通常采用的是摄氏温度，单位用摄氏度（℃）
表示。西方的一些国家和地区采用的是华氏温度，单
基于上述原因，在讨论飞机的飞行原理之 前，首先要对空气的物理参数和基本性质、大 气的分层和国际标准大气、气流特性及气流流 动的基本规律、附面层等有所了解，作为了解 和掌握飞机飞行原理的基础。
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一、空气的物理参数
空气的密度、温度和压力是确定空气状态的三个主
要参数，飞机空气动力的大小和飞机飞行性能的好坏，都