飞机飞行的原理

飞机飞行的原理（一）2009-04-28 13:13分类：飞机 字号： 大大 中中 小小 升 力 1、升力的产生机翼升力的产生从空气流过机翼的流线谱可以看出：相对气流流过机翼时，分成上下两股，分别沿机翼上表面流过，而在机翼的后缘重新汇合向后流去。因机翼表面突起的影响，上表面流线密集，流管细，其气流流速快、压力小；而下表面流线较稀疏，流管粗， 其气流流速慢，压力较大。因此，产生了上下压力差。这个压力差就是空气动力(R)， 它垂直流速方向的分力就是升力(Y)。升力维持飞机在空中飞行。机翼升力的着力点，即升力作用线与翼弦的交点叫压力中心。2、机翼表面的压力分布用向量法表示机翼压力分布机翼表面上各点的压力大小，用箭头长短表示，凡是箭头方向朝外，表示比大气压力低的吸力（负压力）；凡是箭头方向指向机翼表面的，表示比大气压力高的正压。从图可以看出，由于机翼上表面的压力所形成的升力在总升力中占60-80%，而下表面的压力所形成的升力，只占总升力的20-40%。所以不能认为：飞机被支托在空中，主要是空气从机翼下面冲击机翼的结果。阻力的产生 空气动力沿气流方向的分力阻碍飞机在空气中前进的力称为阻力，机翼的阻力包括压差阻力、摩擦阻力和诱导阻力。1压差阻力相对气流流过机翼时，机翼前缘的气流受阻，流速减慢，压力增大；而机翼后缘气流分离，形成涡流区，压力减小。这样，机翼前后产生压力差形成阻力。这个阻力称为 压差阻力。这点可以作如下理解：高速行驶的汽车后面时常扬起尘土，就是由于车后涡流区的空气压力小，吸起灰尘的缘故。2摩擦阻力在飞行中，空气贴着飞机表面流过，由于空气具有粘性，与飞机表面发生摩擦，产 生了阻止飞机前进的摩擦阻力。3诱导阻力伴随升力的产生而产生的阻力称为诱导阻力。诱导阻力主要来自机翼。当机翼产生升力时，下表面的压力比上表面的压力大，下表面的空气会绕过翼尖向上表面流去，使翼尖气流发生扭转而形成翼尖涡流。翼尖气流扭转，产生下洗速度，气流方向向下倾斜，形成洗流升力亦随之向后倾斜。日常生活中，我们有时可以看到，飞行中的飞机翼尖处拖着两条白雾状的涡流索。这是因为旋转着的翼尖涡流内压力很低，空气中的水蒸汽因膨胀冷却，凝结成水珠，显示出了翼尖涡流的轨迹。4.干扰阻力飞机飞行中各部分气流互相干扰所引起的阻力称之为干扰阻力。影响升，阻力的因素1机翼迎角的影响(1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后，机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差更大。(2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差(阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。2速度的影响相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速度的平方成正比。(1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下压力差则越大，升力就越大。(2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就越大，前后压力差也越大。压差阻力越大另外由于相对速度大摩擦阻力也随之增大。3空气密度的影响空气密度越大，升力和阻力越大。升力、阻力的大小与空气密度成正比。根据动压公式(g=1/2v,2)，空气密度增大后，气流流过机翼时的动压变化大。所以机翼上下的压力差和机翼前后的压力差变化也大。4机真的影响(1)面积：升力和阻力与面积成正比。(2)平面形状：机翼产生升力后出现涡流，使上翼面压强增加，下翼面压强减小，机翼升力受到损失，并产生诱导阻力。当机翼平面形状接近椭圆形时，升力损失最小，诱导阻力也较小，平面形状为矩形的机翼升力损失较大，诱导阻力也较大。而梯形机翼居 两者之间，因此椭圆形机翼空气动力性能最好。(3)展弦比：展弦比越大涡流影响所占的比例越小，升力损失和诱导阻力也越小。5翼型的影响相对厚度：翼型的最大厚度(c)占翼弦(b)的百分比，称作相对厚度(C-)，表示翼型的厚薄程度。公式：s-=c/b100%中弧线弯度：翼型中线与冀弦之间的最大距离(f)占翼弦(b)的百分比，叫做中弧 线相对弯度(f-)，表示翼型的弯曲程度。公式：f-=f/b100%在一定范围内，翼型的相对厚度、中弧线弯度越大，机翼上表面的流线越密，流速越快，压力越小，因而上下压力差越大，升力也越大，阻力也随之增大。6表面质量的影响飞机表面越光滑，摩擦阻力越小；表面越粗糙，摩擦阻力则越大。飞机各部外形的流线型越好，则阻力越小。