飞行力学与飞行控制讲稿-3课件.pptVIP

飞机的空气动力 一、升力的产生 观察：河流流速、两船自动靠近 实验：纸张吹气 伯努利原理：P+1/2ρ V2=const 不对称机翼流场的特点：上表面比较凸，流管变细，而下表面比较平，流管变粗。 对称机翼在存在迎角时上下表面会产生压力差——升力！！！ 二、飞机的阻力 阻力的分类：摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力、激波阻力等。  压差阻力：运动着的物体前后所形成的压强差 3、诱导阻力 4、激波阻力 马赫数/M数 激波：速度降低，温度升高 正激波、斜激波 压力分布：亚音速（虚线）、 超音速（阴影） 5、干扰阻力 干扰阻力：飞机各部分之间由于气流相互干扰而产生的一种额外阻力。 三、升力、阻力和侧力系数 四、升力、阻力、侧力系数计算表达式及飞行极曲线 ? 升力线斜率 最大升力系数，临界迎角； 气流分离，机头下俯失速现象，严重的会使飞机失去稳定性，失速升力系数； 为了防止飞机进入失速状态，允许升力系数； ? 大多数飞机在达到失速升力系数之前都会出现机翼抖动现象（气流分离，气流不稳定，超过临界M数后激波位置不稳定），这种抖动可能还会导致飞机其他部件和整架飞机的抖动，抖动升力系数一般小于失速升力系数。一般抖动并不会对飞行构成危险，短时间内 也不会妨碍执行飞行任务。因此若按开始抖动来限制升离系数的最大允许值，将不利于飞机机动性的发挥。 升阻比： 灵敏度分析： 五、飞机的外形参数 机翼的几何参数 * * 复旦大学力学与工程科学系 艾剑良教授 1、摩擦阻力 空气的粘性： 附面层：层流附面层，紊流附面层，转捩点边界层分离（失速） 流线型、 超临界翼型减换缓边界层分离！！ ? 附面层——速度受到阻滞的空气流动层 附面层厚度——通常取流速达到0.99V∞处为附面层边界，由机翼表面到该处的距离 ?层流附面层——气流不相混淆而成层地流动，底层的速度梯度较小。（一般在机翼最大厚度以前） 紊流附面层——气流的流动转化成杂乱无章，并且有旋涡和横向流动，贴近翼面的速度梯度较大。 转捩点——层流附面层转变紊流附面层的点 摩擦阻力取决于空气的粘性、飞机表面的状况以及与空气接触的飞机表面面积（浸润面积）！！！ ? 尽量延长层流段——降低摩擦阻力！！ 2、压差阻力 迎风面积 最大迎风面积 形状相同的物体的最大迎风面积越大，压差阻力也就越大！！ 摩擦阻力和压差阻力合起来称为“迎面阻力或型阻” 下洗角、下洗速度 波阻可能消耗发动机大约全部动力的四分之三 ！！！ 整流片、整流罩降低干扰阻力！！！！ 飞机构形、表面光滑状况、操纵面偏转角度、来流情况（迎角、侧滑角、M数、雷诺数）和发动机工作状态（油门位置）等的复杂函数！！！ 雷诺数 零升阻力系数 升致阻力因子A 一定M数下，全机阻力系数与升力系数的关系——飞行极曲线！飞机构形（外挂形式、起落架位置、襟翼位置）不同，其飞行极曲线不同。 主要取决飞机的迎角和M数 最大升阻比 ， ：对应的迎角和升力系数叫有利迎角 和升力系数 结论：在最大升阻比状态下，零升阻力系数等与升致阻力系数！！！ 有利升力系数为： 最大升阻比 是评价飞机气动特性优劣的重要指标之一！！！ 增加20%，则最大升阻比减小10%，有利升力系数提高10% 翼型的几何参数