【簡介:】在真實且可產(chǎn)生升力的機翼中,氣流總是在后緣處交匯,否則在機翼后緣將會產(chǎn)生一個氣流速度為無窮大的點。這一條件被稱為庫塔條件,只有滿足該條件,機翼才可能產(chǎn)生升力。 在理想氣
在真實且可產(chǎn)生升力的機翼中,氣流總是在后緣處交匯,否則在機翼后緣將會產(chǎn)生一個氣流速度為無窮大的點。這一條件被稱為庫塔條件,只有滿足該條件,機翼才可能產(chǎn)生升力。 在理想氣體中或機翼剛開始運動的時候,這一條件并不滿足,粘性邊界層沒有形成。通常翼型(機翼橫截面)都是上方距離比下方長,剛開始在沒有環(huán)流的情況下上下表面氣流流速相同,導(dǎo)致下方氣流到達(dá)后緣點時上方氣流還沒到后緣,后駐點位于翼型上方某點,下方氣流就必定要繞過尖后緣與上方氣流匯合。由于流體粘性(即康達(dá)效應(yīng)),下方氣流繞過后緣時會形成一個低壓旋渦,導(dǎo)致后緣存在很大的逆壓梯度。隨即,這個旋渦就會被來流沖跑,這個渦就叫做起動渦。根據(jù)海姆霍茲旋渦守恒定律,對于理想不可壓縮流體在有勢力的作用下翼型周圍也會存在一個與起動渦強度相等方向相反的渦,叫做環(huán)流,或是繞翼環(huán)量。環(huán)流是從翼型上表面前緣流向下表面前緣的,所以環(huán)流加上來流就導(dǎo)致后駐點最終后移到機翼后緣,從而滿足庫塔條件。 由滿足庫塔條件所產(chǎn)生的繞翼環(huán)量導(dǎo)致了機翼上表面氣流向后加速,由伯努利定理可推導(dǎo)出壓力差并計算出升力,這一環(huán)量最終產(chǎn)生的升力大小亦可由庫塔-茹可夫斯基方程計算: L(升力)=ρVΓ(氣體密度×流速×環(huán)量值) 這一方程同樣可以計算馬格努斯效應(yīng)的氣動力。 根據(jù)伯努利定理――“流體速度越快,其靜壓值越小(靜壓就是流體流動時垂直于流體運動方向所產(chǎn)生的壓力)。”因此上表面的空氣施加給機翼的壓力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產(chǎn)生了升力。 升力的原理就是因為繞翼環(huán)量(附著渦)的存在導(dǎo)致機翼上下表面流速不同壓力不同。
飛行原理簡介(一)要了解飛機的飛行原理就必須先知道飛機的組成以及功用,飛機的升力是如何產(chǎn)生的等問題。這些問題將分成幾個部分簡要講解。一、飛行的主要組成部分及功用到目前為止,除了少數(shù)特殊形式的飛機外,大多數(shù)飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成:1. 機翼――機翼的主要功用是產(chǎn)生升力,以支持飛機在空中飛行,同時也起到一定的穩(wěn)定和操作作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機滾轉(zhuǎn),放下襟翼可使升力增大。機翼上還可安裝發(fā)動機、起落架和油箱等。不同用途的飛機其機翼形狀、大小也各有不同。2. 機身――機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設(shè)備,將飛機的其他部件如:機翼、尾翼及發(fā)動機等連接成一個整體。3. 尾翼――尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成,有的高速飛機將水平安定面和升降舵合為一體成為全動平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉(zhuǎn),保證飛機能平穩(wěn)飛行。4.起落裝置――飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時支撐飛機。5.動力裝置――動力裝置主要用來產(chǎn)生拉力和推力,使飛機前進。其次還可為飛機上的其他用電設(shè)備提供電源等。現(xiàn)在飛機動力裝置應(yīng)用較廣泛的有:航空活塞式發(fā)動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。除了發(fā)動機本身,動力裝置還包括一系列保證發(fā)動機正常工作的系統(tǒng)。飛機上除了這五個主要部分外,根據(jù)飛機操作和執(zhí)行任務(wù)的需要,還裝有各種儀表、通訊設(shè)備、領(lǐng)航設(shè)備、安全設(shè)備等其他設(shè)備。