航空模型的飞行原理讲座

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1、航空模型的飞行原理第一节绪论与基本概念简单地说，模型飞机就是小飞机。同大飞机一样，也有机翼、机身和尾翼等部分，因而，模型飞机的飞行原理与大飞机基本上是一样的，但也因为尺寸其小，又会产生出一些不同于大飞机的飞行特点，了解了这一点，便不会将大飞机的理论盲目地应用到模型飞机上。模型飞机主要研究：(1)翼型；(1)如何提高机翼的性能；(2)模型飞机的稳定性；(3)模型飞机各部分的比例与配置(4)螺旋桨；1.有关空气的一些基本知识(1)空气是一种混合气体，地面空气含氧20.9%，含氮气78%左右，越高空气越稀薄；(2)空气具有可压缩性；(3

2、)空气的压强p：物体表面单位面积所受到的空气压力称为空气的压强。越是接近地面，空气越是密集，温度越高，大气的压强越大。气候不同时，大气的压力也不同，低气压预示着坏天气的来临。在海平面、温度15°C时的压力称为标准大气压，为每平方厘米1.034千克力，也称为一个大气压。相当于760毫米汞柱的向下压强。为简便计，有时工程上也将1千克力/厘米2算作1个大气压。但在空气流动时，物体上受到正面冲击的部分，压强会增大。这种因气流流动而形成的压强称为动压强。大风天里逆风骑车会感到很吃力，就是因为动压强增大的缘故。而汽车为了提高车速，减少油耗，做

3、成流线型，就是为了减少动压强。反之，作用于平行于气流方向的物体表面上的压强称为静压强。气体流动时，速度越大，动压强越大，而静压强越小。反之，速度越小，动压强越小，而静压强越大。气体不动时，静压强最大。这个关系用数学公式表达出来，就是后面要学习的伯努利定律。(1)空气的密度r：物体内所含有的物质的数量称为质量。不论是在地球，还是在月球上，质量是不变的。而重量与g有关，不同的地方，因g有微小的变化，而使重量有微小的变化，但这种微小的变化实际上是难以感觉或测量出来的。空气的密度，就是单位体积空气的质量。气压不同，空气的密度也不同。每单位

4、体积空气的质量称为空气的密度。按照国际标准，在海平面温度15°C，压强760毫米汞柱下，空气的密度为1.226千克/米3。而纯净的水，每立方米的质量为1000千克，所以比较起来，空气是很轻的。对于一般的模型飞机的计算来说，一般采用海平面的标准值就可以了。但如果大气情况不是标准值，温度不是15°C，压强不是760毫米汞柱高，可从下式计算出大气密度：(1-1)式中：r－大气密度，单位：千克/米；P－大气压强，单位：毫米汞柱；T－大气温度，单位：摄氏度，°C。离地面越高，压力p越小，或是温度t越高，都会使得空气的密度r越小。(1)空气的

5、黏度m将两块木板合在一起，固定下面的一块不动，推动上面的一块，我们便会感觉到有摩擦力。这种摩擦力就是固体于固体之间的摩擦力。为了减小摩擦力，可在两平板之间加上润滑油。加上润滑油后，可大大减小摩擦力，但并不能完全消除。即使加了很多润滑油，以至使两平板之间，隔着一层润滑油，而完全分开。虽然摩擦力小多了，但仍然存在摩擦力。不过这时的摩擦力已不是固体与固体之间的摩擦力，而是润滑油由于黏性作用而产生的摩擦力。为了进一步了解黏性的作用，可将油层的厚度放大很多倍来考虑。并将两块平板之间的油层看作是由很多很薄的油层所组成。最靠近下面一块平板的油层

6、，由于黏性的作用，附在下面的平板上。当下面的平板不动时，油层也不动，所以它的速度是零。而最靠近上面平板的一层也是附着在上面的平板上。所以，当上面的平板以速度V移动时，有层的速度也是V。而介于这两薄层之间的其他油层的速度便不一致了。越靠近下面的速度越小，越靠近上面的速度越大。从下至上，所有油层的速度变化是从0逐渐增加到V。由于每一薄层的速度都不同，所以油层与油层之间会产生摩擦力，即所谓的黏性摩擦力。实验的结果说明：当下平板不动时，黏性摩擦力f近似地与上平板的速度V和平板的面积S成正比，而与两平板之间的距离，即油层的总厚度d成反比，有

7、关系式：(1-2)式中：f－黏性摩擦力，单位：牛；V－两平板的相对速度，单位：米/秒；d－油层的厚度，单位：米；S－平板面积，单位：米2；乘上系数m，可将上式改为等式：(1-3)式中：m－(动力)黏度(旧称，黏性系数)显然，m由油的黏性和温度来决定：油的黏性越大，温度越低，m就越大；反之，越小。(1-3)式可改写为：(1-4)m就是粘度。可见粘度与f、d成正比，而与S、V成反比。代入f、d、S、V的单位，可得：m的单位＝式中：帕，是压力的单位。对于不同的流体，m的数值也不同。将(1-3)式除以S，得到每单位面积的黏性摩擦力：(1-

8、3a)即，只要知道了在垂直于流体流动方向上的，每单位长度上的速度的变化量V/d和m的数值便可求出每单位面积的黏性摩擦力f’。流体的黏性摩擦力的计算完全可以应用到气体上。空气也是有黏性的，当温度为15°C时，空气的粘度为0.0000178帕·秒。由此