【簡介:】空氣動力學原理。一般飛機是靠引擎啟動,飛機翅膀前凸后平使得機翼上下兩側(cè)空氣流速不一樣,具體來說上側(cè)相對速度要快,使得流體壓強減小而產(chǎn)生一個壓強差,飛機得到升力。
這個很
空氣動力學原理。一般飛機是靠引擎啟動,飛機翅膀前凸后平使得機翼上下兩側(cè)空氣流速不一樣,具體來說上側(cè)相對速度要快,使得流體壓強減小而產(chǎn)生一個壓強差,飛機得到升力。
這個很難描述清楚,配合圖解更容易理解。你去搜一下飛機機翼的動力學結(jié)構(gòu),其實很簡單,跟足球上的踢香蕉球一個原理。
直升機也是這個原理,不過直升機的螺旋槳是旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的那個升力。
噴氣式飛機可以靠反沖獲得動能,不需要借助空氣這個介質(zhì)流體,所以直升機不能在外太空飛行,也不能把螺旋槳平面垂直地面,否則就會掉下來。。。
飛機的設計都帶有機翼,這個在空氣流動學上的思考是什么?
機翼的基本概念
機翼的主要功用是產(chǎn)生升力,以支持飛機在空中飛行;同時也起一定的穩(wěn)定和操縱作用。是飛機必不可少的部件,在機翼上一般安裝有飛機的主操作舵面:副翼,還有輔助操縱機構(gòu)襟翼、縫翼等。另外,機翼上還可安裝發(fā)動機、起落架等飛機設備,機翼的主要內(nèi)部空間經(jīng)密封后,作為存儲燃油的油箱之用。
飛機在飛行過程中受到四種作用力:
升力----由機翼產(chǎn)生的向上作用力
重力----與升力相反的向下作用力,由飛機及其運載的人員、貨物、設備的重量產(chǎn)生
推力----由發(fā)動機產(chǎn)生的向前作用力
阻力----由空氣阻力產(chǎn)生的向后作用力,能使飛機減速。
由此可見,機翼的主要功用就是產(chǎn)生升力,以支持飛機在空中飛行。它為什么能產(chǎn)生升力呢?
首先要從飛機機翼具有獨特的剖面說起,前面名詞解釋已提到,機翼橫斷面(橫向剖面)的形狀稱為翼型,機翼剖面的集合特性與機翼的空氣動力有密切的關系。從側(cè)面看,機翼頂部彎曲,而底部相對較平。機翼在空氣中穿過將氣流分隔開來。一部分空氣從機翼上方流過,另一部分從下方流過。
機翼產(chǎn)生升力的原因
空氣的流動在日常生活中是看不見的,但低速氣流的流動卻與水流有較大的相似性。日常的生活經(jīng)驗告訴我們,當水流以一個相對穩(wěn)定的流量流過河床時,在河面較寬的地方流速慢,在河面較窄的地方流速快。流過機翼的氣流與河床中的流水類似,由于機翼一般是不對稱的,上表面比較凸,而下表面比較平,流過機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)流體力學的基本原理,流動慢的大氣壓強較大,而流動快的大氣壓強較小,這樣機翼下表面的壓強就比上表面的壓強高,換一句話說,就是大氣施加與機翼下表面的壓力(方向向上)比施加于機翼上表面的壓力(方向向下)大,二者的壓力差便形成了飛機的升力。
簡單來說,飛機向前飛行得越快,機翼產(chǎn)生的氣動升力也就越大。當升力大于重力時,飛機就可以向上爬升;當升力小于重力時,飛機就可以降低高度。
當飛機的機翼為對稱形狀,氣流沿著機翼對稱軸流動時,由于機翼兩個表面的形狀一樣,因而氣流速度一樣,所產(chǎn)生的壓力也一樣,此時機翼不產(chǎn)生升力。但是當對稱機翼以一定的傾斜角(稱為攻角或迎角)在空氣中運動時,就會出現(xiàn)與非對稱機翼類似的流動現(xiàn)象,使得上下表面的壓力不一致,從而也會產(chǎn)生升力。
相關名詞解釋:
翼型:飛機機翼具有獨特的剖面,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。
后緣:翼型最后面的一點。
翼弦:前緣與后緣的連線。
弦長:前后緣的距離稱為弦長。如果機翼平面形狀不是長方形,一般在參數(shù)計算時采用制造商指定位置的弦長或平均弦長
迎角(Angle of attack) :機翼的前進方向(相當與氣流的方向)和翼弦(與機身軸線不同)的夾角叫迎角,也稱為攻角,它是確定機翼在氣流中姿態(tài)的基準。
翼展:飛機機翼左右翼尖間的直線距離。
展弦比:機翼的翼展與弦長之比值。用以表現(xiàn)機翼相對的展張程度。
上(下)反角:機翼裝在機身上的角度,即機翼與水平面所成的角度。從機頭沿飛機縱軸向后看,兩側(cè)機翼翼尖向上翹的角度。同理,向下垂時的角度就叫下反角。
上(中、下)單翼:目前大型民航飛機都是單翼機,根據(jù)機翼安裝在機身上的部位把飛機分為上(中、下)單翼飛機也有稱作高、中、低單翼。
機翼安裝在機身上部(背部)為上單翼;機翼安裝在機身中部的為中單翼,機翼安裝在機身下部(腹部)為下單翼。
上單翼的飛機一般為運輸機與水上飛機,由于高度問題,此時起落架等裝置一般就不安裝在機翼上,而改在機身上,使用上單翼的飛機一般采用下反角的安裝。
中單翼因翼梁與機身難以協(xié)調(diào),幾乎只存在理論上;
下單翼的飛機是目前民航飛機常見的類型,由于離地面近,便于安裝起落架,進行維護工作,使用下單翼的飛機一般采用上反角的安裝。