大气物理状态对飞行的影响.pptx

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飞机的空气动力
P
R
Y
X
G
飞机与空气相对运动时作用在飞机表面的压力差(升力)、切向力(阻力)的合力称为飞机的空气动力。
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飞机的空气动力
一、升力和阻力的产生
(一)升力
飞机的升力主要是由机翼产生的。机翼之所以能产生升力,是由于空气流过不对称的机翼后,使机翼上、下表面出现压力差的缘故。
在低速飞行时,空气可以看为不可压缩的流体。根据不可压流体的伯努利方程,速度大处压力小,速度小处压力大。当气流流过机翼上表面时,因上表面凸出的影响,使流管变细,流速加快,因而压力降低。在机翼下表面,因机翼不对称和气流受到阻挡作用,使流管变粗,流速减慢,压力增大。这样,机翼上、下表面出现了压力差,形成升力。
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飞机的空气动力
P、v
P’、v’
气流流过机翼
(二)阻力
低速飞行时,飞机的阻力主要有摩擦阻力、压差阻力和诱导阻力。

摩擦阻力是飞行中,空气沿着飞机表面流过,由于其粘性作用,产生阻止飞机前进的力。
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飞机的空气动力

气流脱离表面的位置
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3、诱导阻力
诱导阻力是伴随升力的产生而产生的,即由升力“诱导”而产生的阻力,称为诱导阻力。飞机的诱导阻力主要来自机翼。
飞机的空气动力
当机翼产生升力时,下表面的压力比上表面大,使得下表面的气流绕过翼尖流向上表面,翼尖部分的空气因发生扭转而形成翼尖涡流。翼尖涡流使流过机翼的空气产生下洗速度,而向下倾斜形成下洗流()。
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升力是和相对气流方向垂直的。既然流过机翼的流动方向整个向下倾斜了,机翼升力也随之向后倾斜。这时,实际升力()垂直于飞行速度方向的分力(图中的Y)仍然起着升力的作用,但其平行于飞行速度方向的分力(图中的X诱导)则起着阻力的作用。这个附加阻力就是诱导阻力。
飞机的空气动力
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飞机的空气动力
三、影响升力和阻力的因素
从()式可知,影响升力和阻力的因素有飞行速度、机翼面积、空气密度及升力、阻力系数。升力系数主要取决予迎角(相对气流方向与翼弦的夹角)和机翼形状,阻力系数主要取决于迎角、机翼形状和飞机表面质量(粗糙度)。
这些因素,在飞行中经常变化的有飞行速度、空气密度和迎角;一般不能改变的有:机翼形状、机翼面积和飞机表面质量。
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飞机的空气动力
1、飞行速度
在其它因素不变的情况下,升力和阻力与飞行速度的平方成正比。飞行速度越大,机翼上表面的气流速度将增大得越多,压力也降低得越多。与此同时,机翼下表面的气流速度将减小得越多,压力也提高越多。于是,机翼上、下表面的压力差增大,总空气动力以及其垂直和平行于飞行速度方向的分力(即升力和阻力)随之增大。
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飞机的空气动力
2、空气密度
空气密度大,升力和阻力也大。因为空气密度增大,则当空气流过机翼速度发生变化时,动压变化也大,作用在机翼上表面的吸力和下表面的正压力都增大。所以,升力和阻力随空气密度的增大而增大。
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