为什么机翼会产生升力(机翼升力的产生)
为什么机翼会产生升力(机翼升力的产生)机翼的剖面形状和迎角不同,则产生的升力也不同,因为不同的剖面和不同的迎角会使机翼周围的气流流动状态等发生变化,而造成升力的改变。早期的飞机由于人们没有体会到翼型的作用,所以曾采用平板和弯板翼型。后来随着理论研究和实践研究的不断深入,人们已经认识到翼型的重要性和它对升力所起的作用,因此创造了很多适合于各种不同需要的翼型,并通过实验确定出各种不同翼型的空气动力特性。 升力的大小和空气密度ρ成正比,密度越大则升力也越大,当空气很稀薄,实际意义上产生的升力也就很小了。 在设计飞机时,应尽量使飞机的升力大而阻力小,这样才能获得比较好的飞行性能,那么要怎样提高飞机的升力呢?要解决这个问题,首先要了解影响升力的因素有哪些。 飞机的升力主要由机翼产生,而机翼的升力又是由于机翼上下翼面的压强差产生的,如果压强差作用的面积越大,那么产生的升力也越大。机翼面积通常用S来表示。 我们都有这样的体验,风速越大,那么
大家应该都会有这样的感觉,当风以一个夹角吹向一块平板的时候,平板就会受到一个力,这就是空气动力。
飞机机翼上产生空气动力的情况与平板相似 所不同的是机翼"翼剖面"的形一般为流线型。翼剖面" 通常也叫"翼型" 是指沿平行于飞机对称平面的切平面切割机翼所得到的剖面 如图2-15所示的阴影部分即为一机翼的翼剖面——翼型。翼型最前端的一点叫前缘最后端的一点叫"后缘" 前缘和后缘之间的连线叫"翼弦"。翼弦与相对气流速度v之间的来后。叫"迎角"。
如果要想在翼型上产生空气动力 和平板一样 必须让它与空气有相对运动 或者说必须有具有一定速度的气流流过翼剖面。现在将一个上边圆拱 下边微凸的翼型放在流速为v的气流中 如图2-15所示。假设翼型有一个不大的迎角α 当气流流到翼型的前缘时 气流分成上下两股分别流经翼型的上下翼面。由于翼型的作用 当气流流过上翼面时流动通道变窄 气流速度增大 压强降低 并低于前方气流的大气压;而气流流过下翼面时 由于翼型前端上仰 气流受到阻拦 且流动通道扩大 气流速度减小 压强增大 并高于前方气流的大气压。因此 在上下翼面之同就形成了一个压强差 从而产生了一个向上的升力L。
机翼上产生升力的大小 与翼型的形状和迎角有很大关系 迎角不同产生的升力也不同。一般来讲 不对称的流线翼型在迎角为零时仍可产生升力 而对称翼型和平板翼型这时产生的升力却为零。随着迎角的增大 升力也会随之增大 但当迎角增大到一定程度时 气流就会从机翼前缘开始分离 尾部会出现很大的涡流区 这时 升力会突然下降 而阻力却迅速增大 这种现象称为“失速”,失速刚刚出现时的迎角叫"临界迎角"。飞机不应以接近或大于临界迎角。
升力的影响因素
在设计飞机时,应尽量使飞机的升力大而阻力小,这样才能获得比较好的飞行性能,那么要怎样提高飞机的升力呢?要解决这个问题,首先要了解影响升力的因素有哪些。
1. 机翼面积的影响
飞机的升力主要由机翼产生,而机翼的升力又是由于机翼上下翼面的压强差产生的,如果压强差作用的面积越大,那么产生的升力也越大。机翼面积通常用S来表示。
2. 相对速度的影响
我们都有这样的体验,风速越大,那么我们所感受到的风力也就越大,飞机的空气动力也是一样,当相对速度v越大时产生的空气动力也就越大,机翼上产生的升力也就越大,但升力与相对速度并不是简单的正比关系,而是与相对速度的平方成正比。
3. 空气密度的影响
升力的大小和空气密度ρ成正比,密度越大则升力也越大,当空气很稀薄,实际意义上产生的升力也就很小了。
4. 机翼剖面形状和迎角的影响
机翼的剖面形状和迎角不同,则产生的升力也不同,因为不同的剖面和不同的迎角会使机翼周围的气流流动状态等发生变化,而造成升力的改变。早期的飞机由于人们没有体会到翼型的作用,所以曾采用平板和弯板翼型。后来随着理论研究和实践研究的不断深入,人们已经认识到翼型的重要性和它对升力所起的作用,因此创造了很多适合于各种不同需要的翼型,并通过实验确定出各种不同翼型的空气动力特性。
翼型和迎角对升力的影响可以通过升力系数表现出来。升力系数随迎角的变化如图所示,
在一定翼型的情况下,升力系数起初随迎角增大而增大,但当迎角达到一定值后,升力系数会突然下降,出现失速现象。
结合前面的各项影响因素,通过理论和实验证明升力的公式可以写为:
其中
为动压。
根据升力公式,那么就能看出要如何增加升力了。