飞机空气流动学

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1、飞机空气流动学固定翼飞机是远重于空气的飞行器，静止状态是无法产生升力的，通过与向前的运动与空气产生相对运动，即产生作用于飞机的空气动力，从而产生向上的升力。在了解飞机飞行升力前，还应认识空气流动特性，即空气流动的基本规律。流动的空气形成气流，是一种可压流体，这里引用以下两个定理，流体的连续性定理以及伯努利定理：流体连续性定理：当不可压流体稳定而连续不断地流入粗细不等的一管道时，因为管道中的任何一部分流体都不能挤压或中断，所以在同一时间段内，流入管道任一切面的流体质量和体积与从管道另一切面流出的流体质量与体积是相等的。连续性定理所阐述的是不可压流体在其流动过程中流速与管道切面的关系。流体

2、在流动过程中，不仅存在着流速和管道切面的相互关系，流速还与压强之间也存在着一定关系。伯努利定理阐述的即为流体在流动过程中流速与压强之间的相互关系。伯努利定理所描述的内容是：流体在某个管道中流动时，流体流速较大的地方流体对管道产生的压强较小，反之，流速较小的地方压强则较大。飞机在飞行过程中需要足够升力，而机翼的作用就是产生大部分升力，飞机在飞行过程中机翼上下表面受气流作用而不同的压强而形成压力差，从而产生升力。除了机翼之外，飞机的其他部分所产生的升力较小甚至是负升力。空气流经机翼前缘时，会分成上下两部分气流，沿机翼上下表面分别流过，并在机翼的后缘汇合后共同向后方流去。飞机的机翼上表面相比

3、较下表面弯度较大，空气流过机翼的上表面时，流速加快，压强下降。而空气流过机翼的下表面时，气流受到阻挡作用，流速减慢，压强增大。根据流体的连续性定理及伯努利定理，可知机翼上表面与机翼下表面会出现压力差，在与空气来流方向相垂直的方向上，机翼上下表面的压力差即为机翼产生的升力。在机翼的升力作用下，飞机这样一个密度远大于空气的物体即可借助机翼受来流的作用从而获得升力，可克服飞机自身因地球引力导致的重力，于是飞机即可在天空飞翔。机翼产生的升力主要是靠上表面产生的吸力的作用，而不是下表面的正压力作用，通常机翼上表面所形成的吸力要占到总升力的60%到80%，机翼下表面受正压形成的升力仅占总升力的20

4、%到40%。飞机在空中飞行同时还受阻力作用，空气阻力方向与飞机运动方向相反，它是负面作用的力，阻碍着飞机的前进。阻力按产生的原因又可分为摩擦阻力、诱导阻力、压差阻力和干扰阻力。摩擦阻力产生的成因是空气的物理特性之一即粘性。空气流经飞机表面时，因为粘性作用，空气与飞机表面会发生摩擦，即产生了阻止飞机前进的反作用力，这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小受空气的粘性、飞机的表面材料特性、以及飞机与空气接触的表面积。空气的粘性越大、飞机的表面越粗糙、飞机的表面积越大，那么摩擦阻力就越大，反正则摩擦阻力就越小。压差阻力:树儿在大风的作用下，会产生倾斜，受到力的作用，这是一种压差阻力所致。这种因为前

5、后压力差形成的阻力即称为压差阻力。飞机机身和尾翼等部位均会受来流作用产生压差阻力。诱导阻力：机翼产生升力的同时还产生了另一种附加阻力，这种由于产生升力而“诱导”出来的附加阻力称为诱导阻力，这是飞机机翼产生升力而被迫付出的代价。诱导阻力产生的过程相对复杂这里就不再详述。干扰阻力：是由于气流流过飞机的各部位后，不同气流之间互相干扰从而形成的另一种方式的阻力。干扰阻力一般产生于机身与机翼、尾翼与机身、发动机舱与机翼以及副油与机翼箱之间。以上所述几种不同方式的阻力是相对于低速飞机所描述，而对于高速固定翼飞机，除了受这些阻力作用外，还会受波阻等其它阻力影响。升力与阻力产生于固定翼飞机与空气的相对

6、运动中。影响着升力与阻力的一般因素有：机翼相对来流的相对夹角（称为迎角）、来流的相对速度以及空气密度和飞机本身的特征（如飞机表面粗糙度、机翼的形状、机翼的面积以及是否使用襟翼、是否张开前缘翼缝等）。升力和阻力与迎角关系：在飞行速度等其它条件不变的情况下，机翼产生最大升力时的迎4升力的60%到80%，机翼下表面受正压形成的升力仅占总升力的20%到40%。飞机在空中飞行同时还受阻力作用，空气阻力方向与飞机运动方向相反，它是负面作用的力，阻碍着飞机的前进。阻力按产生的原因又可分为摩擦阻力、诱导阻力、压差阻力和干扰阻力。摩擦阻力产生的成因是空气的物理特性之一即粘性。空气流经飞机表面时，因为粘性

7、作用，空气与飞机表面会发生摩擦，即产生了阻止飞机前进的反作用力，这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小受空气的粘性、飞机的表面材料特性、以及飞机与空气接触的表面积。空气的粘性越大、飞机的表面越粗糙、飞机的表面积越大，那么摩擦阻力就越大，反正则摩擦阻力就越小。压差阻力:树儿在大风的作用下，会产生倾斜，受到力的作用，这是一种压差阻力所致。这种因为前后压力差形成的阻力即称为压差阻力。飞机机身和尾翼等部位均会受来流作用产生压差阻力。诱导阻力：机翼产生升力的