低速空氣動力學

低速空氣動力學第一頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁2本章主要內(nèi)容2.1空氣流動的描述2.2升力2.3阻力2.4飛機的低速空氣動力特性2.5增升裝置的增升原理飛行原理/CAFUC第二頁，共四十二頁，2022年，8月28日飛行原理/CAFUC2.4飛機的低速空氣動力性能第三頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁4飛機的主要空氣動力性能包括：升力特性阻力特性升阻比特性主要空氣動力性能參數(shù)包括：最大升力系數(shù)最小阻力系數(shù)最大升阻比第四頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁52.4.1升力特性升力系數(shù)的變化規(guī)律第五頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁6升力系數(shù)隨迎角的變化規(guī)律當α<α臨界，升力系數(shù)隨迎角增大而增大。當α=α臨界，升力系數(shù)為最大。當α>α臨界，升力系數(shù)隨迎角的增大而減小，進入失速區(qū)。第六頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁7煙風洞翼型繞流實驗小迎角較大迎角大迎角第七頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁8翼型在不同迎角下的壓強分布第八頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁9翼型在不同迎角下的壓強分布第九頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁10壓力中心（CP）位置隨迎角改變的變化第十頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁11壓力中心（CP）位置隨迎角改變的變化第十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁12升力特性參數(shù)零升迎角第十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁13翼型在零升迎角下的壓強分布壓強高于環(huán)境氣壓壓強低于環(huán)境氣壓壓強低于環(huán)境氣壓氣動中心前半部分合力后半部分合力第十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁14升力系數(shù)曲線斜率第十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁15臨界迎角和最大升力系數(shù)第十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁16相對厚度對升力特性的影響相對厚度增加相對厚度增加，最大升力系數(shù)增加，臨界迎角減小。第十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁17翼型前緣半徑對升力特性的影響半徑小半徑大前緣半徑增加，臨界迎角增加。第十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁18展弦比對升力特性的影響展弦比高展弦比低展弦比越高，最大升力系數(shù)越大，臨界迎角越小。第十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁19后掠翼對升力特性的影響平直機翼后掠翼平直機翼的最大升力系數(shù)更大，升力系數(shù)曲線斜率越大，臨界迎角越小。第十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁20翼型前緣粗糙度對升力特性的影響光滑粗糙翼型前緣越光滑，最大升力系數(shù)越高，臨界迎角越大。第二十頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁212.4.2阻力特性阻力系數(shù)的變化規(guī)律第二十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁22阻力系數(shù)隨迎角的變化規(guī)律在中小迎角范圍，阻力系數(shù)隨迎角增大而緩慢增大，飛機阻力主要為摩擦阻力。在迎角較大時，阻力系數(shù)隨迎角增大而較快增大，飛機阻力主要為壓差阻力和誘導阻力。在接近或超過臨近迎角時，阻力系數(shù)隨迎角的增大而急劇增大，飛機阻力主要為壓差阻力。第二十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁23阻力特性參數(shù)最小阻力系數(shù)和零升阻力系數(shù)飛機的最小阻力系數(shù)非常接近零升阻力系數(shù)，一般認為二者為同一個值。第二十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁24中小迎角時的阻力公式在中小迎角時，阻力公式可以表示為：

A是誘導阻力因子，大小與機翼形狀有關。第二十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁252.4.3升阻比特性升阻比升阻比是相同迎角下，升力系數(shù)與阻力系數(shù)之比，用K表示。升阻比的大小主要隨迎角變化而變化。

升阻比越大，飛機的空氣動力性能越好。第二十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁26升阻比曲線迎角臨界迎角最小阻力迎角第二十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁27升阻比隨迎角的變化規(guī)律從零升迎角到最小阻力迎角，升力增加較快，阻力增加緩慢，因此升阻比增大。在最小阻力迎角處，升阻比最大。從最小阻力迎角到臨界迎角，升力增加緩慢，阻力增加較快，因此升阻比減小。超過臨近迎角，壓差阻力急劇增大，升阻比急劇減小。第二十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁28性質(zhì)角性質(zhì)角是總空氣動力與升力之間的夾角。性質(zhì)角越小，總空氣動力向后傾斜越少，升阻比越大。第二十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁292.4.4飛機的極曲線極曲線將飛機的升力系數(shù)、阻力系數(shù)、升阻比隨迎角變化的關系綜合起來用一條曲線表示出來，以便于綜合衡量飛機的空氣動力性能。.極曲線第二十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁30極曲線的深入理解從坐標原點向曲線引切線，切點對應最小阻力迎角和最大升阻比。第三十頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁31從原點所引直線與極曲線交于兩點，則兩點的升阻比相同，較高者的迎角較大，較高者的平飛速度較小。極曲線的深入理解第三十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁32螺旋槳滑流不同滑流狀態(tài)的極曲線第三十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁33不同滑流狀態(tài)的極曲線滑流使得升力系數(shù)和最大升力系數(shù)增大，最大升阻比增大，極曲線向右上偏移。第三十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁34不同展弦比機翼的極曲線展弦比越大，低速空氣動力性能越好。第三十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁35飛機的低速空氣動力性能曲線總結(jié)第三十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁362.4.5地面效應飛機在起飛和著陸貼近地面時，由于流過飛機的氣流受地面的影響，使飛機的空氣動力和力矩發(fā)生變化。這種效應稱為地面效應。第三十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁37地面效應的產(chǎn)生原因上下翼面壓差增加地面阻礙使下洗流減小下洗角減小，使平尾迎角減小飛機脫離地面效應區(qū)飛機處于地面效應區(qū)第三十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁38地面效應的效果上下翼面壓差增加，從而使升力系數(shù)增加。地面阻礙使下洗流減小，使誘導阻力減小，阻力系數(shù)減小。下洗角減小，使平尾迎角減小，出現(xiàn)附加下俯力矩（低頭力矩）。

第三十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁39地面效應的產(chǎn)生范圍飛機距地面高度在一個翼展以內(nèi)，地面效應對飛機有影響，距地面越近地面效應越強。第三十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁40地效飛機地效飛機是介于船和普通飛機之間的新型水上快速交通工具。地效飛機在民用方面使用前景也十分廣闊，如可用于海上和內(nèi)河快速運輸，海情偵察，水上救生等。“小鷹”地效飛機速度可達556千米/小時第四十頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二章第頁41BerievBartiniVVA14地效飛行器第四十一頁，共四十二頁，20