飞机升力与失速基本知识

时间：2020-08-12 10:04:28 航空培训我要投稿

飞机升力与失速基本知识

　　对于升力系数有一个非常明确的极限值。如果迎角太大或是弯度增加太多的话，流线就会被破坏并且流动从机翼上分离。分离剧烈地改变了上下表面的压力差，升力被大幅度降低，机翼处于失速状态。那么，下面是小编为大家整理的飞机升力与失速基本知识，欢迎大家阅读浏览。

飞机升力与失速基本知识

　　升力的来源

　　在机翼上，压力最高的点也就是所谓的驻点，在驻点处是空气与前缘相遇的地方。空气相对于机翼的速度减小到零，由伯努利定理知道这是压力最大的点。上翼面和下翼面的空气必须从这个点由静止加速离开。在一个迎角为零、完全对称的机翼上，从驻点开始，流经上下边面的气流速度是相同的，所以上下边面的压力变化也是完全相同的。这和在狭长截面的`文氏管中的流动是相似的，在流速达到最大的点，其压力达到最低。在这个最低压力点之后，两个表面的流速同时降低。空气最终必定要回到主来流当中，压力也恢复正常。由于上下表面的速度和压力特性是相同的，所以这种状态的机翼不会产生升力。

　　如果对称机翼相对来流旋转了一个迎角，驻点就会稍稍向前缘的下表面移动，并且流经上下表面的空气流动情况也发生了改变，流经上表面的空气被迫夺走了一段距离，在上下表面，空气仍然有一个从驻点加速离开的过程，但是下表面的最高速度要小于表面的最高速度。

　　在某些集合迎角为父的位置上，上下表面的平均压力是可能相等的，因此有弯度翼型存在一个零升迎角，这是翼型的气动力零点。尽管在这个迎角下没有产生升力，但由于翼型弯度的存在，上下面的流动特征是不一样的。因此，尽管上下表面没有平均压力差，在翼表面上却会产生不平衡并导致俯仰力矩的产生，这个力矩在飞行器配平中非常重要。

　　升力系数有一个非常明确的极限值。如果迎角太大或是弯度增加太多的话，流线就会被破坏并且流动从机翼上分离。分离剧烈地改变了上下表面的压力差，升力被大幅度降低，机翼处于失速状态。

　　气流分离在小范围内是一种普遍现象。。在上表面，流动可能在后缘前某个地方就分离了，气流在上下表面都可能分离，但是有可能再附着。这就是所谓的“气泡分离”

　　阻力和升阻比

　　翼型阻力

　　形状阻力(型阻)或压差阻力是由于气流的经过，物体周围压力分布不同而造成的阻力，而蒙皮摩擦阻力或粘性阻力是由于空气和飞行器表面接触产生的。将这些阻力分类是非常有用的，这些阻力很很显然是同时产生的。

　　蒙皮摩阻和行阻之间的关系非常密切：一个会影响另外一个。举例来说，蒙皮摩阻很大程度上是由气流的速度决定的，而流向后方的流体的速度是由物体的外形来决定的。因此，特别是在考虑翼型时，型阻和摩阻通常放到一起考虑并用一个新的名词重新命名——翼型阻力，经常也称型面阻力。与诱导阻力相比，蒙皮摩阻和行阻都直接与速度的平方成正比。所以，当速度增加而诱导阻力减少时，型阻和蒙皮摩擦增加，反之亦然。

　　涡阻力

　　诱导阻力现在更多地被称为涡诱导阻力，简称涡阻力或涡阻。因为它是与从机翼翼尖或者任意表面拖出的涡联系在一起的，而这些涡产生了升力。涡的出现是直接跟升力联系在一起的：给定机翼的升力系数越高，涡的影响也越明显。

　　总阻力

　　飞行器在每个速度下的总阻力由总的涡阻力和所有其他的阻力组成。在涡阻力等于其他阻力和的地方，阻力达到最小值。由于在给定飞行器质量的水平飞行中，升力是个常数，在曲线上最小阻力点处就是飞行器的最大升阻比出现的位置。一个滑翔机的极曲线的形状与这条曲线密切相关，比如，用下沉速度比平飞速度而不是用总阻力系数比总升力系数。

　　失速

　　只要机翼产生的升力足够抵消飞行器的总载荷，飞行就会一直飞行。当升力急剧下降时，飞机就失速。

　　记住，每次失速的直接原因是迎角过大。有很多飞行机动会增加飞机的迎角，但是直到迎角过大之前飞机不会失速。

　　在三种情况下会超过临界迎角：低速飞行、高速飞行和转弯飞行。

　　飞机在平直飞行时如果飞得太慢也会失速。空速降低时，必须增加迎角来获得维持高速所需要的升力。空速越低，必须增加更大的迎角。最终，达到一个迎角，它会导致机翼不能产生足够的升力维持飞机，飞机开始下降。如果空速进一步降低，飞行就会失速，由于迎角已经超出临界迎角，机翼上的气流被打乱了(变成了紊流)。

　　高速飞行中的失速

　　展弦比

　　展弦比，为飞机空气动力学的专有名词，是翼展长度与平均气动弦长的壁纸。无人机在设计时需要根据任务需求选择展弦比。

　　地面效应

　　地面效应也称为翼地效应或翼面效应，是一种使飞行器诱导阻力减小，同时能获得比空中飞行更高升阻比的流体力学效应。

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