【簡(jiǎn)介:】空氣動(dòng)力學(xué)原理。一般飛機(jī)是靠引擎啟動(dòng),飛機(jī)翅膀前凸后平使得機(jī)翼上下兩側(cè)空氣流速不一樣,具體來說上側(cè)相對(duì)速度要快,使得流體壓強(qiáng)減小而產(chǎn)生一個(gè)壓強(qiáng)差,飛機(jī)得到升力。
這個(gè)很
空氣動(dòng)力學(xué)原理。一般飛機(jī)是靠引擎啟動(dòng),飛機(jī)翅膀前凸后平使得機(jī)翼上下兩側(cè)空氣流速不一樣,具體來說上側(cè)相對(duì)速度要快,使得流體壓強(qiáng)減小而產(chǎn)生一個(gè)壓強(qiáng)差,飛機(jī)得到升力。
這個(gè)很難描述清楚,配合圖解更容易理解。你去搜一下飛機(jī)機(jī)翼的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu),其實(shí)很簡(jiǎn)單,跟足球上的踢香蕉球一個(gè)原理。
直升機(jī)也是這個(gè)原理,不過直升機(jī)的螺旋槳是旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的那個(gè)升力。
噴氣式飛機(jī)可以靠反沖獲得動(dòng)能,不需要借助空氣這個(gè)介質(zhì)流體,所以直升機(jī)不能在外太空飛行,也不能把螺旋槳平面垂直地面,否則就會(huì)掉下來。。。
飛機(jī)的設(shè)計(jì)都帶有機(jī)翼,這個(gè)在空氣流動(dòng)學(xué)上的思考是什么?
機(jī)翼的基本概念
機(jī)翼的主要功用是產(chǎn)生升力,以支持飛機(jī)在空中飛行;同時(shí)也起一定的穩(wěn)定和操縱作用。是飛機(jī)必不可少的部件,在機(jī)翼上一般安裝有飛機(jī)的主操作舵面:副翼,還有輔助操縱機(jī)構(gòu)襟翼、縫翼等。另外,機(jī)翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架等飛機(jī)設(shè)備,機(jī)翼的主要內(nèi)部空間經(jīng)密封后,作為存儲(chǔ)燃油的油箱之用。
飛機(jī)在飛行過程中受到四種作用力:
升力----由機(jī)翼產(chǎn)生的向上作用力
重力----與升力相反的向下作用力,由飛機(jī)及其運(yùn)載的人員、貨物、設(shè)備的重量產(chǎn)生
推力----由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的向前作用力
阻力----由空氣阻力產(chǎn)生的向后作用力,能使飛機(jī)減速。
由此可見,機(jī)翼的主要功用就是產(chǎn)生升力,以支持飛機(jī)在空中飛行。它為什么能產(chǎn)生升力呢?
首先要從飛機(jī)機(jī)翼具有獨(dú)特的剖面說起,前面名詞解釋已提到,機(jī)翼橫斷面(橫向剖面)的形狀稱為翼型,機(jī)翼剖面的集合特性與機(jī)翼的空氣動(dòng)力有密切的關(guān)系。從側(cè)面看,機(jī)翼頂部彎曲,而底部相對(duì)較平。機(jī)翼在空氣中穿過將氣流分隔開來。一部分空氣從機(jī)翼上方流過,另一部分從下方流過。
機(jī)翼產(chǎn)生升力的原因
空氣的流動(dòng)在日常生活中是看不見的,但低速氣流的流動(dòng)卻與水流有較大的相似性。日常的生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們,當(dāng)水流以一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的流量流過河床時(shí),在河面較寬的地方流速慢,在河面較窄的地方流速快。流過機(jī)翼的氣流與河床中的流水類似,由于機(jī)翼一般是不對(duì)稱的,上表面比較凸,而下表面比較平,流過機(jī)翼上表面的氣流就類似于較窄地方的流水,流速較快,而流過機(jī)翼下表面的氣流正好相反,類似于較寬地方的流水,流速較上表面的氣流慢。根據(jù)流體力學(xué)的基本原理,流動(dòng)慢的大氣壓強(qiáng)較大,而流動(dòng)快的大氣壓強(qiáng)較小,這樣機(jī)翼下表面的壓強(qiáng)就比上表面的壓強(qiáng)高,換一句話說,就是大氣施加與機(jī)翼下表面的壓力(方向向上)比施加于機(jī)翼上表面的壓力(方向向下)大,二者的壓力差便形成了飛機(jī)的升力。
簡(jiǎn)單來說,飛機(jī)向前飛行得越快,機(jī)翼產(chǎn)生的氣動(dòng)升力也就越大。當(dāng)升力大于重力時(shí),飛機(jī)就可以向上爬升;當(dāng)升力小于重力時(shí),飛機(jī)就可以降低高度。
當(dāng)飛機(jī)的機(jī)翼為對(duì)稱形狀,氣流沿著機(jī)翼對(duì)稱軸流動(dòng)時(shí),由于機(jī)翼兩個(gè)表面的形狀一樣,因而氣流速度一樣,所產(chǎn)生的壓力也一樣,此時(shí)機(jī)翼不產(chǎn)生升力。但是當(dāng)對(duì)稱機(jī)翼以一定的傾斜角(稱為攻角或迎角)在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí),就會(huì)出現(xiàn)與非對(duì)稱機(jī)翼類似的流動(dòng)現(xiàn)象,使得上下表面的壓力不一致,從而也會(huì)產(chǎn)生升力。
相關(guān)名詞解釋:
翼型:飛機(jī)機(jī)翼具有獨(dú)特的剖面,其橫斷面(橫向剖面)的形狀稱為翼型,稱為翼型
前緣:翼型最前面的一點(diǎn)。
后緣:翼型最后面的一點(diǎn)。
翼弦:前緣與后緣的連線。
弦長(zhǎng):前后緣的距離稱為弦長(zhǎng)。如果機(jī)翼平面形狀不是長(zhǎng)方形,一般在參數(shù)計(jì)算時(shí)采用制造商指定位置的弦長(zhǎng)或平均弦長(zhǎng)
迎角(Angle of attack) :機(jī)翼的前進(jìn)方向(相當(dāng)與氣流的方向)和翼弦(與機(jī)身軸線不同)的夾角叫迎角,也稱為攻角,它是確定機(jī)翼在氣流中姿態(tài)的基準(zhǔn)。
翼展:飛機(jī)機(jī)翼左右翼尖間的直線距離。
展弦比:機(jī)翼的翼展與弦長(zhǎng)之比值。用以表現(xiàn)機(jī)翼相對(duì)的展張程度。
上(下)反角:機(jī)翼裝在機(jī)身上的角度,即機(jī)翼與水平面所成的角度。從機(jī)頭沿飛機(jī)縱軸向后看,兩側(cè)機(jī)翼翼尖向上翹的角度。同理,向下垂時(shí)的角度就叫下反角。
上(中、下)單翼:目前大型民航飛機(jī)都是單翼機(jī),根據(jù)機(jī)翼安裝在機(jī)身上的部位把飛機(jī)分為上(中、下)單翼飛機(jī)也有稱作高、中、低單翼。
機(jī)翼安裝在機(jī)身上部(背部)為上單翼;機(jī)翼安裝在機(jī)身中部的為中單翼,機(jī)翼安裝在機(jī)身下部(腹部)為下單翼。
上單翼的飛機(jī)一般為運(yùn)輸機(jī)與水上飛機(jī),由于高度問題,此時(shí)起落架等裝置一般就不安裝在機(jī)翼上,而改在機(jī)身上,使用上單翼的飛機(jī)一般采用下反角的安裝。
中單翼因翼梁與機(jī)身難以協(xié)調(diào),幾乎只存在理論上;
下單翼的飛機(jī)是目前民航飛機(jī)常見的類型,由于離地面近,便于安裝起落架,進(jìn)行維護(hù)工作,使用下單翼的飛機(jī)一般采用上反角的安裝。