低速、亚音速飞机的空气动力环境c091 飞机上的空气动力学和现在的流体力学有着相同的特点,研究空气动力学可以间接的学习流体力学,而空气动学上的最突出的应用就是飞机,所以现在着重讲述下飞机的空气学特点, 翼型的升力和阻力 飞机之所以能在空中飞行,最基本的事实是,有一股力量克服了它的重量把它托举在空 中。而这种力量主要是靠飞机的机翼与空气的相对运动产生的。 迎角的概念 飞行速度(飞机质心相对于未受飞机流场影响的空气的速度)在飞机参考 平面上的投影与某一固定基准线(一般取机翼翼根弦线或机身轴线)之间的夹角,称为迎角 (图2.3.5(a)),用α 表示。当飞行速度沿机体坐标系(见2.4.1 节)竖轴的分量为正时,迎角 如果按照相对气流(未受飞机流场影响的气流)方向,则相对气流速度(未受飞机流场影响的空气相对于飞机质心的运动速度)在飞机参考平面上的投影与某一固定基准线之间的 夹角就是迎角,且当相对速度沿机体坐标系竖轴的分量为负时,迎角为正(图2.3.5(b))。 2.3.5迎角 2.3.6小迎角α 下翼剖面上的空气动力 1—压力中心 2—前缘 3—后缘 升力和阻力的产生根据我们已经讨论过的运动的转换原理,可以认为在空中飞行的飞 机是不动的,而空气以同样的速度流过飞机。如图2.3.6 所示,当气流流过翼型时,由于翼 型的上表面凸些,这里的流线变密,流管变细,相反翼型的下表面平坦些,这里的流线变化 不大(与远前方流线相比)。根据连续性定理和伯努利定理可知,在翼型的上表面,由于流管 变细,即流管截面积减小,气流速度增大,故压强减小;而翼型的下表面,由于流管变化不 大使压强基本不变。这样,翼型上下表面产生了压强差,形成了总空气动力R,R 的方向向 后向上。根据它们实际所起的作用,可把 垂直,起支托飞机重量的作用,就是升力L;另一个与流速v 平行,起阻碍飞机前进的作用,就是阻力 D。此时产生的阻力除了摩擦阻力外,还有一部分是由于翼型前后压强不等引起的,称之为 压差阻力。