《空气动力学基础.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气动力学基础.pptx（126页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1空气空气(kngq)动力学基础动力学基础第一页，共126页。第二章 第 页2本章本章(bn zhn)主要内容主要内容2.1 低速(d s)空气动力学2.2 升力2.3 阻力2.4 增升装置的增升原理第1页/共126页第二页，共126页。2.1 空气流动(lidng)的描述第2页/共126页第三页，共126页。第二章 第 页4 空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习和研究飞机的升力(shn l)和阻力，首先要研究空气流动的基本规律。第3页/共126页第四页，共126页。第二章 第 页5 流体(lit)模型化理想流体(lit)，不考虑流体(lit)粘性的影响。不可压流体(lit)，不
2、考虑流体(lit)密度的变化，Ma0.4。绝热流体(lit)，不考虑流体(lit)温度的变化，Ma0.4。第4页/共126页第五页，共126页。第二章 第 页6 相对相对相对相对(xingdu)(xingdu)(xingdu)(xingdu)气流气流气流气流运动(yndng)方向相对气流(qli)方向自然风方向第5页/共126页第六页，共126页。第二章 第 页7飞机的相对飞机的相对飞机的相对飞机的相对(xingdu)(xingdu)气流方向与飞行速气流方向与飞行速气流方向与飞行速气流方向与飞行速度方向相反度方向相反度方向相反度方向相反只要(zhyo)相对气流速度相同，飞机产生的空气动力就相同
3、。第6页/共126页第七页，共126页。第二章 第 页8对相对气流的现实对相对气流的现实对相对气流的现实对相对气流的现实(xinsh)(xinsh)应用应用应用应用直流式风洞(fn dn)回流(hu li)式风洞第7页/共126页第八页，共126页。第二章 第 页9风洞风洞风洞风洞(fn(fn dn dn)实验段及实验模型实验段及实验模型实验段及实验模型实验段及实验模型第8页/共126页第九页，共126页。第二章 第 页10风洞的其它风洞的其它风洞的其它风洞的其它(qt)(qt)功用功用功用功用第9页/共126页第十页，共126页。第二章 第 页11 迎角迎角迎角迎角(yn jio)(yn j
4、io)(yn jio)(yn jio)迎角就是相对(xingdu)气流方向与翼弦之间的夹角。第10页/共126页第十一页，共126页。第二章 第 页12相对气流方向就是相对气流方向就是相对气流方向就是相对气流方向就是(jish)(jish)飞机速度的反飞机速度的反飞机速度的反飞机速度的反方向方向方向方向第11页/共126页第十二页，共126页。第二章 第 页13相对相对相对相对(xingdu)(xingdu)气流方向是判断迎角大气流方向是判断迎角大气流方向是判断迎角大气流方向是判断迎角大小的依据小的依据小的依据小的依据 平飞中，可以通过(tnggu)机头高低判断迎角大小。而其他飞行状态中，则不
5、可以采用这种判断方式。第12页/共126页第十三页，共126页。第二章 第 页14水平水平水平水平(shu(shu png)png)飞行、上升、下降时的迎角飞行、上升、下降时的迎角飞行、上升、下降时的迎角飞行、上升、下降时的迎角上升(shngshng)平飞下降(xijing)第13页/共126页第十四页，共126页。第二章 第 页15迎角探测迎角探测迎角探测迎角探测(tnc)(tnc)装置装置装置装置第14页/共126页第十五页，共126页。第二章 第 页16流线和流线谱流线和流线谱流线和流线谱流线和流线谱空气流动的情形(qng xing)一般用流线、流管和流线谱来描述。流线：流场中一条空间曲
6、线，在该曲线上流体微团的速度与曲线在该点的切线重合。对于(duy)定常流，流线是流体微团流动的路线。第15页/共126页第十六页，共126页。第二章 第 页17流管：由许多(xdu)流线所围成的管状曲面。第16页/共126页第十七页，共126页。第二章 第 页18流线和流线谱流线和流线谱流线和流线谱流线和流线谱流线谱是所有(suyu)流线的集合。第17页/共126页第十八页，共126页。第二章 第 页19流线和流线谱的实例(shl)第18页/共126页第十九页，共126页。第二章 第 页20流线的特点流线的特点流线的特点流线的特点(tdin)(tdin)(tdin)(tdin)该曲线(qxin
7、)上每一点的流体微团速度与曲线(qxin)在该点的切线重合。流线每点上的流体微团只有一个(y)运动方向。流线不可能相交，不可能分叉。第19页/共126页第二十页，共126页。第二章 第 页21流线谱的特点流线谱的特点流线谱的特点流线谱的特点(tdi(tdi n)n)流线谱的形状与流动速度(sd)无关。物体(wt)形状不同，空气流过物体(wt)的流线谱不同。物体与相对气流的相对位置（迎角）不同，空气流过物体的流线谱不同。气流受阻，流管扩张变粗，气流流过物体外凸处或受挤压，流管收缩变细。气流流过物体时，在物体的后部都要形成涡流区。第20页/共126页第二十一页，共126页。第二章 第 页22 连续
8、性定理连续性定理连续性定理连续性定理(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)流体流过流管时，在同一时间流过流管任意(rny)截面的流体质量相等。质量(zhling)守恒定律是连续性定理的基础。第21页/共126页第二十二页，共126页。第二章 第 页23连续性定理连续性定理连续性定理连续性定理(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)12A1,v1A2,v2单位时间内流过截面1的流体体积为单位时间内流过截面1的流体质量为同理，单位时间内流过截面2的流体质量为则根据(gnj)质量守恒定律可得：即结论(jiln)：空气流过一流管时，流速大小与截面积成反比。第22页/共126页第二十三
9、页，共126页。第二章 第 页24山谷里的风通常比平原大河水在河道窄的地方流得快，河道宽的地方流得慢日常的生活日常的生活日常的生活日常的生活(shnghu)(shnghu)(shnghu)(shnghu)中的连续性定理中的连续性定理中的连续性定理中的连续性定理高楼大厦之间的对流通常(tngchng)比空旷地带大第23页/共126页第二十四页，共126页。第二章 第 页25伯努利定理伯努利定理伯努利定理伯努利定理(dngl(dngl)同一流管的任意(rny)截面上，流体的静压与动压之和保持不变。能量(nngling)守恒定律是伯努力定理的基础。第24页/共126页第二十五页，共126页。第二章
10、第 页26伯努利定理伯努利定理伯努利定理伯努利定理(dngl(dngl)空气能量主要有四种：动能(dngnng)、压力能、热能、重力势能。低速流动，热能可忽略不计；空气密度小，重力势能可忽略不计。因此，沿流管任意(rny)截面能量守恒，即为：动能+压力能=常值。公式表述为：上式中第一项称为动压，第二项称为静压，第三项称为总压。第25页/共126页第二十六页，共126页。第二章 第 页27伯努利定理伯努利定理伯努利定理伯努利定理(dngl(dngl)动压，单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中，静压
11、等于当时当地的大气压。总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为，气流速度减小到零之点的静压。第26页/共126页第二十七页，共126页。第二章 第 页28深入深入深入深入(shnr)(shnr)理解动压、静压和总压理解动压、静压和总压理解动压、静压和总压理解动压、静压和总压同一(tngy)流线：总压保持不变。动压越大，静压越小。流速为零的静压即为总压。第27页/共126页第二十八页，共126页。第二章 第 页29同一(tngy)流管：截面积大，流速小，压力大。截面积小，流速大，压力小。深入深入深入深入(shnr)(shnr)理解动压、静压和总压理解动压、静压和总压理解动压、静压和总压理
12、解动压、静压和总压第28页/共126页第二十九页，共126页。第二章 第 页30伯努利定理伯努利定理伯努利定理伯努利定理(dngl(dngl)适用条件适用条件适用条件适用条件气流是连续、稳定(wndng)的，即流动是定常的。流动的空气与外界没有(mi yu)能量交换，即空气是绝热的。空气没有粘性，即空气为理想流体。空气密度是不变，即空气为不可压流。在同一条流线或同一条流管上。第29页/共126页第三十页，共126页。第二章 第 页31连续性定理连续性定理连续性定理连续性定理(dngl(dngl)和伯努利定理和伯努利定理和伯努利定理和伯努利定理(dngl(dngl)的应用的应用的应用的应用用文邱
13、利管测流量(liling)2A1,v1,P1A2,v2,P21文邱利管测流量(liling)第30页/共126页第三十一页，共126页。第二章 第 页32空速(kn s)管测飞行速度的原理第31页/共126页第三十二页，共126页。第二章 第 页33与动压、静压相关(xinggun)的仪表空速表高度表升降速度表第32页/共126页第三十三页，共126页。第二章 第 页34空速表第33页/共126页第三十四页，共126页。第二章 第 页35升降(shngjing)速度表第34页/共126页第三十五页，共126页。第二章 第 页36高度表第35页/共126页第三十六页，共126页。第二章 第 页3
14、7本章主要本章主要(zhyo)内容内容2.1 空气流动的描述2.2 升力2.3 阻力2.4 飞机的低速空气动力特性2.5 增升装置(zhungzh)的增升原理第36页/共126页第三十七页，共126页。2.2 升力(shn l)第37页/共126页第三十八页，共126页。第二章 第 页39升力重力拉力阻力LiftPullWeightDrag 升力垂直于飞行速度方向，它将飞机(fij)支托在空中，克服飞机(fij)受到的重力影响，使其自由翱翔。第38页/共126页第三十九页，共126页。第二章 第 页40升力的产生升力的产生升力的产生升力的产生(ch(ch nshng)nshng)原原原原理理理
15、理起点终点 相同的时间，相同的起点和终点，小狗的速度(sd)和人的速度(sd)哪一个更快？第39页/共126页第四十页，共126页。第二章 第 页41升力的产生升力的产生升力的产生升力的产生(ch(ch nshng)nshng)原原原原理理理理前方来流被机翼分为(fn wi)了两部分，一部分从上表面流过，一部分从下表面流过。由连续性定理或小狗与人速度对比(dub)分析可知，流过机翼上表面的气流，比流过下表面的气流的速度更快。第40页/共126页第四十一页，共126页。第二章 第 页42P1 v1P2 v2升力的产生升力的产生升力的产生升力的产生(ch(ch nshng)nshng)原原原原理理
16、理理第41页/共126页第四十二页，共126页。第二章 第 页43 上下(shngxi)表面出现的压力差，在垂直于（远前方）相对气流方向的分量，就是升力。机翼升力的着力点，称为压力(yl)中心(Center of Pressure)升力升力升力升力(shn(shn l)l)的产生原理的产生原理的产生原理的产生原理第42页/共126页第四十三页，共126页。第二章 第 页44翼型的压力翼型的压力翼型的压力翼型的压力(yl)(yl)分布分布分布分布当机翼表面(biomin)压强低于大气压，称为吸力。当机翼表面(biomin)压强高于大气压，称为压力。用矢量来表示(biosh)压力或吸力，矢量线段长
17、度为力的大小，方向为力的方向。矢量表示法第43页/共126页第四十四页，共126页。第二章 第 页45驻点驻点驻点驻点(zh di(zh di n)n)和最低压力点和最低压力点和最低压力点和最低压力点 B点，称为最低压力点，是机翼上表面(biomin)负压最大的点。A点，称为驻点(zh din)，是正压最大的点，位于机翼前缘附近，该处气流流速为零。第44页/共126页第四十五页，共126页。第二章 第 页46坐标坐标坐标坐标(zubio)(zubio)表示法表示法表示法表示法 从右图可以看出，机翼升力的产生主要是靠机翼上表面吸力的作用(zuyng)，尤其是上表面的前段，而不是主要靠下表面正压的
18、作用(zuyng)。第45页/共126页第四十六页，共126页。第二章 第 页47升力升力升力升力(shn(shn l)l)公式公式公式公式飞机的升力(shn l)系数飞机(fij)的飞行动压机翼的面积。第46页/共126页第四十七页，共126页。第二章 第 页48升力升力升力升力(shn(shn l)l)公式的物理意公式的物理意公式的物理意公式的物理意义义义义飞机的升力与升力系数、来流动(lidng)压和机翼面积成正比。升力系数综合的表达了机翼(j y)形状、迎角等对飞机升力的影响。第47页/共126页第四十八页，共126页。第二章 第 页49本章本章(bn zhn)主要内容主要内容2.1
19、空气流动(lidng)的描述2.2 升力2.3 阻力2.4 增升装置的增升原理第48页/共126页第四十九页，共126页。2.3 阻力(zl)第49页/共126页第五十页，共126页。第二章 第 页51 阻力是与飞机运动轨迹平行(pngxng)，与飞行速度方向相反的力。阻力阻碍飞机的飞行，但没有阻力飞机又无法稳定飞行。升力重力拉力阻力LiftPullWeightDrag第50页/共126页第五十一页，共126页。第二章 第 页52阻力阻力阻力阻力(z(z l)l)的分类的分类的分类的分类 对于低速飞机，根据阻力的形成(xngchng)原因，可将阻力分为：摩擦阻力(Skin Friction D
20、rag)压差(y ch)阻力(Form Drag)干扰阻力(Interference Drag)诱导阻力(Induced Drag)废阻力(Parasite Drag)升力粘性第51页/共126页第五十二页，共126页。第二章 第 页53低速低速低速低速(d s)(d s)附面层附面层附面层附面层 附面层，是气流速度从物面处速度为零逐渐增加到99%主流(zhli)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的形成(xngchng)第52页/共126页第五十三页，共126页。第二章 第 页54附面层厚度附面层厚度附面层厚度附面层厚度(hud)(hud)较薄较薄较薄较薄第53
21、页/共126页第五十四页，共126页。第二章 第 页55无粘流动沿物面法线方向速度一致粘性流动沿物面法线方向速度不一致“附面层”无粘流动无粘流动无粘流动无粘流动(lidng)(lidng)和粘性流动和粘性流动和粘性流动和粘性流动(lidng)(lidng)附面层的形成是受到粘性(zhn xn)的影响。第54页/共126页第五十五页，共126页。第二章 第 页56附面层的特点附面层的特点附面层的特点附面层的特点(tdi(tdi n)n)I.附面层内沿物面法向方向压强不变且等于(dngy)法线主流压强。P1P2 只要(zhyo)测出附面层边界主流的静压，便可得到物面各点的静压，它使理想流体的结论有
22、了现实意义。第55页/共126页第五十六页，共126页。第二章 第 页57II.附面层厚度随气流(qli)流经物面的距离增长而增厚。l第56页/共126页第五十七页，共126页。第二章 第 页58II.附面层厚度随气流流经物面的距离(jl)增长而增厚。l第57页/共126页第五十八页，共126页。第二章 第 页59III.III.附面层的特点附面层的特点附面层的特点附面层的特点(tdi(tdi n)n)三三三三 附面层分为层流附面层和紊流附面层，层流在前，紊流在后。层流与紊流之间的过渡(gud)区称为转捩点。转捩点层流附面层紊流附面层第58页/共126页第五十九页，共126页。第二章 第 页6
23、0层流层流层流层流(cn(cn li)li)的不稳定性的不稳定性的不稳定性的不稳定性123abc第59页/共126页第六十页，共126页。第二章 第 页61层流层流层流层流(cn(cn li)li)附面层和紊流附面层的速度型附面层和紊流附面层的速度型附面层和紊流附面层的速度型附面层和紊流附面层的速度型第60页/共126页第六十一页，共126页。第二章 第 页62阻力阻力阻力阻力(z(z l)l)的产生的产生的产生的产生摩擦阻力(Skin Friction Drag)压差(y ch)阻力(Form Drag)干扰阻力(Interference Drag)诱导阻力(Induced Drag)废阻力
24、(zl)(Parasite Drag)升力粘性第61页/共126页第六十二页，共126页。第二章 第 页63摩擦阻力摩擦阻力摩擦阻力摩擦阻力 由于紧贴飞机表面的空气受到阻碍作用而流速降低到零，根据作用力与反作用力定律，飞机必然受到空气的反作用。这个反作用力与飞行方向(fngxing)相反，称为摩擦阻力。第62页/共126页第六十三页，共126页。第二章 第 页64影响影响影响影响(y(y ngxingxi ng)ng)摩擦阻力的因素摩擦阻力的因素摩擦阻力的因素摩擦阻力的因素紊流附面层的摩擦阻力比层流附面层的大。飞机的表面(biomin)积越大，摩擦阻力越大。飞机表面(biomin)越粗糙，摩擦
25、阻力越大。摩擦阻力的大小与附面层的类型密切相关，此外还取决于空气(kngq)与飞机的接触面积和飞机的表面状况。第63页/共126页第六十四页，共126页。第二章 第 页65摩擦阻力在飞机摩擦阻力在飞机摩擦阻力在飞机摩擦阻力在飞机(fij)(fij)总阻力构成中占的比例较大总阻力构成中占的比例较大总阻力构成中占的比例较大总阻力构成中占的比例较大摩擦阻力占总阻力的比例摩擦阻力占总阻力的比例超音速战斗机超音速战斗机25-30%大型运输机大型运输机40%小型公务机小型公务机50%水下物体水下物体70%船舶船舶90%第64页/共126页第六十五页，共126页。第二章 第 页66压差压差压差压差(y ch
26、)(y ch)阻力阻力阻力阻力 压差(y ch)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。第65页/共126页第六十六页，共126页。第二章 第 页67I.I.顺压梯度顺压梯度顺压梯度顺压梯度(t d)(t d)与逆压梯度与逆压梯度与逆压梯度与逆压梯度(t d)(t d)顺压：A到B，沿流向压力(yl)逐渐减小，如机翼上表面前段。逆压：B到C，沿流向压力(yl)逐渐增加，如机翼上表面后段。ABC第66页/共126页第六十七页，共126页。第二章 第 页68II.II.附面层分离附面层分离附面层分离附面层分离(fnl)(fnl)在逆压梯度作用下，附面层底层出
27、现倒流(doli)，与上层顺流 相互作用，形成漩涡脱离物体表面的现象。分离点第67页/共126页第六十八页，共126页。第二章 第 页69分离分离分离分离(fnl)(fnl)区的特点一区的特点一区的特点一区的特点一 分离区内漩涡(xun w)是一个个单独产生的，它导致机翼的振动。第68页/共126页第六十九页，共126页。第二章 第 页70分离分离分离分离(fnl)(fnl)区的特点二区的特点二区的特点二区的特点二分离(fnl)区内压强几乎相等，并且等于分离(fnl)点处的压强。P分离点P1P2P3P4P分离点=P1=P2=P3=P4第69页/共126页第七十页，共126页。第二章 第 页71
28、分离分离分离分离(fnl)(fnl)区的特点三区的特点三区的特点三区的特点三 附面层分离的内因是空气的粘性，外因是因物体表面(biomin)弯曲而出现的逆压梯度。ABC第70页/共126页第七十一页，共126页。第二章 第 页72分离点与最小压力分离点与最小压力分离点与最小压力分离点与最小压力(yl)(yl)点的位置点的位置点的位置点的位置ABC最小压力(yl)点分离点第71页/共126页第七十二页，共126页。第二章 第 页73分离点与转捩点的区别分离点与转捩点的区别分离点与转捩点的区别分离点与转捩点的区别(qbi)(qbi)层流变为紊流（转捩），顺流变为倒流（分离(fnl)）。分离(fnl
29、)可以发生在层流区，也可发生在紊流区。转捩和分离(fnl)的物理含义完全不同。第72页/共126页第七十三页，共126页。第二章 第 页74III.压差阻力(zl)的产生 气流流过机翼后，在机翼的后缘部分产生附面层分离形成涡流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样(zhyng)机翼前后缘就产生了压力差，从而使机翼产生压差阻力。第73页/共126页第七十四页，共126页。第二章 第 页75分离点位置分离点位置分离点位置分离点位置(wi zhi)(wi zhi)与压差阻力大小的关系与压差阻力大小的关系与压差阻力大小的关系与压差阻力大小的关系分离点靠前，压差(y ch)阻力大。分离点
30、靠后，压差(y ch)阻力小。ABCC第74页/共126页第七十五页，共126页。第二章 第 页76影响影响影响影响(y(y ngxingxi ng)ng)压差阻力的因素压差阻力的因素压差阻力的因素压差阻力的因素 总的来说，飞机压差阻力与迎风面积、形状和迎角有关(yugun)。迎风面积大，压差阻力大。迎角越大，压差阻力也越大。压差阻力在飞机总阻力构成中所占比例较小。第75页/共126页第七十六页，共126页。第二章 第 页77干扰干扰干扰干扰(gnr(gnr o)o)阻阻阻阻力力力力 飞机(fij)的各个部件，如机翼、机身、尾翼的单独阻力之和小于把它们组合成一个整体所产生的阻力，这种由于各部件
31、气流之间的相互干扰而产生的额外阻力，称为干扰阻力。第76页/共126页第七十七页，共126页。第二章 第 页78干扰干扰干扰干扰(gnr(gnr o)o)阻力的消除阻力的消除阻力的消除阻力的消除干扰阻力在飞机(fij)总阻力中所占比例较小。飞机各部件(bjin)之间的平滑过渡和整流包皮，可以有效地减小干扰阻力的大小。第77页/共126页第七十八页，共126页。第二章 第 页79诱导诱导诱导诱导(yud(yud o)o)阻力阻力阻力阻力 由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机(fij)前进的力，这就是诱导阻力。第78页/共126页第七十九页，共126页。第二章 第 页8
32、0I.I.翼尖涡的形成翼尖涡的形成翼尖涡的形成翼尖涡的形成(xngchng)(xngchng)正常飞行时，下翼面的压强比上翼面高，在上下翼面压强差的作用(zuyng)下，下翼面的气流就会绕过翼尖流向上翼面。这样(zhyng)形成的漩涡流称为翼尖涡。（注意旋转方向）第79页/共126页第八十页，共126页。第二章 第 页81 正常飞行时，下翼面的压强比上翼面高，在上下翼面压强差的作用(zuyng)下，下翼面的气流就会绕过翼尖流向上翼面，就使下翼面的流线由机翼的翼根向翼尖倾斜，上翼面反之。I.翼尖涡的形成(xngchng)第80页/共126页第八十一页，共126页。第二章 第 页82I.翼尖涡的形
33、成(xngchng)由于上、下翼面气流在后缘处具有不同的流向，于是(ysh)就形成旋涡，并在翼尖卷成翼尖涡，翼尖涡向后流即形成翼尖涡流。第81页/共126页第八十二页，共126页。第二章 第 页83翼尖涡形成翼尖涡形成翼尖涡形成翼尖涡形成(xngchng)(xngchng)的进一步分析的进一步分析的进一步分析的进一步分析注意(zh y)旋转方向第82页/共126页第八十三页，共126页。第二章 第 页84翼尖涡的立体翼尖涡的立体翼尖涡的立体翼尖涡的立体(lt(lt)形态形态形态形态第83页/共126页第八十四页，共126页。第二章 第 页85翼尖涡的形态(xngti)第84页/共126页第八十
34、五页，共126页。第二章 第 页86II.II.下洗流（下洗流（下洗流（下洗流（DownWashDownWash）和下洗角）和下洗角）和下洗角）和下洗角 由于两个翼尖涡的存在(cnzi)，会导致在翼展范围内出现一个向下的诱导速度场，称为下洗。在亚音速范围内，这下洗速度场会覆盖整个飞机所处空间范围。第85页/共126页第八十六页，共126页。第二章 第 页87下洗角下洗角下洗角下洗角 下洗速度的存在(cnzi)，改变了翼型的气流方向，使流过翼型的气流向下倾斜，这个向下倾斜的气流称为下洗流，下洗流与相对气流之间的夹角称为下洗角。第86页/共126页第八十七页，共126页。第二章 第 页88下洗速度
35、下洗速度下洗速度下洗速度(sd)(sd)沿翼展分布沿翼展分布沿翼展分布沿翼展分布 不同平面形状(xngzhun)的机翼，沿展向下洗速度的分布是不一样的。第87页/共126页第八十八页，共126页。第二章 第 页89III.III.诱导诱导诱导诱导(yud(yud o)o)阻力的产生阻力的产生阻力的产生阻力的产生 有限展长机翼与无限展长机翼相比，由于前者存在(cnzi)翼尖涡和下洗速度场，导致前者的总空气动力较后者更加后斜，即前者总空气动力沿飞行速度方向（即远前方相对气流方向）的分量较后者更大。这一增加的阻力即为诱导阻力。LLD第88页/共126页第八十九页，共126页。第二章 第 页90影响诱
36、导阻力影响诱导阻力影响诱导阻力影响诱导阻力(z(z l)l)的因素的因素的因素的因素机翼平面(pngmin)形状：椭圆形机翼的诱导阻力最小。展弦比越大，诱导阻力越小升力(shn l)越大，诱导阻力越大平直飞行中，诱导阻力与飞行速度平方成反比翼梢小翼可以减小诱导阻力第89页/共126页第九十页，共126页。第二章 第 页91低展弦比使翼尖涡变强，诱导阻力增加。高展弦比使翼尖涡减弱，诱导阻力变小。展弦比对诱导(yudo)阻力的影响第90页/共126页第九十一页，共126页。第二章 第 页92展弦比对诱导(yudo)阻力的影响机翼展弦比倒数诱导阻力系数减少的百分比升力系数不变第91页/共126页第九
37、十二页，共126页。第二章 第 页93高展弦比飞机(fij)第92页/共126页第九十三页，共126页。第二章 第 页94空速大小对诱导空速大小对诱导空速大小对诱导空速大小对诱导(yud(yud o)o)阻力大小的阻力大小的阻力大小的阻力大小的影响影响影响影响阻力诱导阻力空速空速小，下洗角大，诱导阻力大空速大，下洗角小，诱导阻力小第93页/共126页第九十四页，共126页。第二章 第 页95翼梢小翼(xio y)第94页/共126页第九十五页，共126页。第二章 第 页96翼梢小翼可以减小诱导(yudo)阻力第95页/共126页第九十六页，共126页。第二章 第 页97翼梢小翼可以(ky)减小
38、诱导阻力 翼梢小翼改变(gibin)了机翼沿展向分布的翼载荷。第96页/共126页第九十七页，共126页。第二章 第 页98翼梢小翼可以(ky)减小总阻力第97页/共126页第九十八页，共126页。第二章 第 页99阻力阻力阻力阻力(z(z l)l)公式公式公式公式飞机(fij)的阻力系数飞机(fij)的飞行动压机翼的面积。第98页/共126页第九十九页，共126页。第二章 第 页100回顾阻力回顾阻力回顾阻力回顾阻力(z(z l)l)组成组成组成组成摩擦阻力(zl)(Skin Friction Drag)压差阻力(zl)(Form Drag)干扰阻力(zl)(Interference Dra
39、g)诱导阻力(zl)(Induced Drag)废阻力(zl)(Parasite Drag)第99页/共126页第一百页，共126页。第二章 第 页101阻力阻力阻力阻力(z(z l)l)相关资料相关资料相关资料相关资料典型飞机阻力构成典型飞机阻力构成阻力名称阻力名称亚音速运输亚音速运输机机超音速战斗超音速战斗机机单旋翼直升单旋翼直升机机摩擦阻力摩擦阻力45%23%25%诱导阻力诱导阻力40%29%25%干扰阻力干扰阻力7%6%40%激波阻力激波阻力3%35%5%其他阻力其他阻力5%7%5%第100页/共126页第一百零一页，共126页。第二章 第 页102总空气(kngq)动力 升力(shn
40、 l)和阻力之和称为总空气动力。第101页/共126页第一百零二页，共126页。第二章 第 页103本章主要本章主要(zhyo)内容内容2.1 空气流动的描述2.2 升力(shn l)2.3 阻力2.4 增升装置的增升原理第102页/共126页第一百零三页，共126页。2.5 增升装置(zhungzh)的增升原理第103页/共126页第一百零四页，共126页。第二章 第 页105迎角与速度迎角与速度迎角与速度迎角与速度(sd)(sd)的关系的关系的关系的关系速度迎角 飞机的升力主要随飞行(fixng)速度和迎角变化。在大速度飞行(fixng)时，只要求较小迎角，机翼就可以产生足够的升力维持飞行
41、(fixng)。在小速度飞行(fixng)时，则要求较大的迎角，机翼才能产生足够的升力来维持飞行(fixng)。第104页/共126页第一百零五页，共126页。第二章 第 页106为什么要使用为什么要使用为什么要使用为什么要使用(sh(sh yng)yng)增升装置增升装置增升装置增升装置 用增大迎角的方法来增大升力系数从而减小速度是有限的，飞机的迎角最多只能增大到临界迎角。因此，为了保证飞机在起飞和着陆时，仍能产生足够的升力，有必要在机翼(j y)上装设增大升力系数的装置。增升装置用于增大飞机的最大升力系数，从而缩短飞机在起飞着陆阶段的地面(dmin)滑跑距离。第105页/共126页第一百零
42、六页，共126页。第二章 第 页107主要(zhyo)增升装置包括：前缘缝翼后缘襟翼前缘襟翼第106页/共126页第一百零七页，共126页。第二章 第 页108 前缘前缘前缘前缘(qin yun)(qin yun)(qin yun)(qin yun)缝翼缝翼缝翼缝翼 前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以(ky)延缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。在中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。第107页/共126页第一百零八页，共126页。第二章 第 页109前缘前缘前缘前缘(qin yun)(qin yun)缝翼缝翼缝翼缝翼 下翼面高压气流(qli)流过缝
43、隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯度，延缓气流(qli)分离，增大最大升力系数和临界迎角。另一方面，减小了上下翼面的压强差，减小升力系数。第108页/共126页第一百零九页，共126页。第二章 第 页110前缘缝翼对压强分布(fnb)的影响 较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力(shn l)系数。第109页/共126页第一百一十页，共126页。第二章 第 页111 后缘后缘后缘后缘(hu yun)(hu yun)(hu yun)(hu yun)襟翼襟翼襟翼襟翼分裂襟翼（The Split Flap）简单(jindn)襟翼（The Plain Flap）开缝襟翼（The Slotted Fla
44、p）后退襟翼（The Fowler Flap）后退开缝襟翼（The Slotted Fowler Flap）放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大(zn d)。因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。第110页/共126页第一百一十一页，共126页。第二章 第 页112分裂分裂分裂分裂(fnli)(fnli)(fnli)(fnli)襟翼（襟翼（襟翼（襟翼（The Split FlapThe Split FlapThe Split FlapThe Split Flap）分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下(xin xi)偏转而分裂出的翼面，它使升力系数和最大升力系数增加，但临界迎角减
45、小。第111页/共126页第一百一十二页，共126页。第二章 第 页113 放下分裂襟翼后，在机翼和襟翼之间的楔形区形成(xngchng)涡流，压强降低，吸引上表面气流流速增加，上下翼面压差增加，从而增大了升力系数，延缓了气流分离。此外，放下分裂襟翼使得翼型弯度增大，上下翼面压差增加，从而也增大了升力(shn l)系数。分裂分裂分裂分裂(fnli)(fnli)(fnli)(fnli)襟翼（襟翼（襟翼（襟翼（The Split The Split The Split The Split FlapFlapFlapFlap）第112页/共126页第一百一十三页，共126页。第二章 第 页114简单简
46、单简单简单(ji(ji ndn)ndn)襟翼襟翼襟翼襟翼 （The Plain FlapThe Plain Flap）简单襟翼与副翼形状相似。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进而增大上下(shngxi)翼面压强差，增大升力系数。但是放简单襟翼使得压差阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。第113页/共126页第一百一十四页，共126页。第二章 第 页115 大迎角下放简单襟翼，升力(shn l)系数及最大升力(shn l)系数增加，阻力系数增加，升阻比降低（即空气动力性能降低），临界迎角降低。简单简单简单简单(ji(ji ndn)ndn)襟翼襟翼襟翼襟翼 （The Plain F
47、lapThe Plain Flap）第114页/共126页第一百一十五页，共126页。第二章 第 页116TB200的简单(jindn)襟翼第115页/共126页第一百一十六页，共126页。第二章 第 页117开缝开缝开缝开缝(ki fn(ki fn)襟翼襟翼襟翼襟翼 （The Slotted FlapThe Slotted Flap）开缝襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离(fnl)，增大机翼弯度，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。第116页/共126页第一百一十七页，共126页。第二章 第 页118开缝(ki fn)襟
48、翼（The Slotted Flap）下翼面气流经开缝(ki fn)流向上翼面开缝(ki fn)襟翼的流线谱 第117页/共126页第一百一十八页，共126页。第二章 第 页119后退后退后退后退(hutu)(hutu)襟翼（襟翼（襟翼（襟翼（The Fowler The Fowler FlapFlap）后退襟翼在简单(jindn)襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时向后滑动，和简单(jindn)襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。第118页/共126页第一百一十九页，共126页。第二章 第 页120后退后退后退后退(hutu)(
49、hutu)开缝襟翼开缝襟翼开缝襟翼开缝襟翼 （The Slotted Fowler The Slotted Fowler FlapFlap）后退开缝(ki fn)襟翼结合了后退式襟翼和开缝(ki fn)式襟翼的共同特点，效果最好，结构最复杂。大型飞机(fij)普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。双开缝三开缝第119页/共126页第一百二十页，共126页。第二章 第 页121747的后退(hutu)开缝襟翼第120页/共126页第一百二十一页，共126页。第二章 第 页122 前缘前缘前缘前缘(qin yun)(qin yun)(qin yun)(qin yun)襟翼襟翼襟翼襟翼 前缘襟翼位于机翼
50、前缘。前缘襟翼放下后能延缓上表面气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数(xsh)和临界迎角得到提高。前缘(qin yun)襟翼广泛应用于高亚音速飞机和超音速飞机。第121页/共126页第一百二十二页，共126页。第二章 第 页123B737-800的前缘(qin yun)襟翼第122页/共126页第一百二十三页，共126页。第二章 第 页124增升装置(zhungzh)的原理总结第123页/共126页第一百二十四页，共126页。第二章 第 页125增升装置的原理增升装置的原理增升装置的原理增升装置的原理(yunl(yunl)总结总结总结总结 增升装置主要是通过三个方面实现(shxin)增升：