飞机空气动力学课件：静止空气动力学.pptxVIP

静止空气动力学《飞机空气动力学》

目录2.1大气的飞行特性2.8热气球与飞艇的载重计算2.6帕斯卡原理2.7浮力原理2.2连续性的考量2.4连通器及原理2.5压力的测量2.9虹吸现象2.3静压理论

2.1大气的飞行特性

2.1大气的飞行特性包围整个地球的空气叫作大气层，简称为大气，飞机是在大气中运动的飞行器，空气动力的产生、发动机的性能以及机上人员的生活都与大气有密切关系。从海平面起，大气的压力和密度随着高度增加而逐渐地下降，由于大气的空气质量有90%集中在海平面25km的高度以下，所以现代飞机的飞行多不超过这个高度。大气由干燥空气、水汽、微粒杂质和新的污染物组成。干燥空气主要由氮、氧、氩以及微量的惰性气体组成，其中氮气约占干燥空气质量的78%，氧气约占干燥空气质量的21%，而且干燥空气在大气层内，各种成分的比例基本上不会发生变化。干燥空气占据了整个大气质量的绝大部分，而水汽、微粒杂质和新的污染物组成仅占大气质量的0%~4%。在离地表11km高度以下的水汽约占全部水汽总量的99%。云、雾、雨、雪、霜、露等都是水汽的各种形态。水汽的蒸发和凝结会吸收与释放热量，造成对地面和空气温度的影响，进而影响天气的变化和引发阵风现象。大气的压力、密度、温度和声速在0~11km高度区间内随高度的增加而降低

2.2连续性的考量

2.2连续性的考量从研究实际来看，工程研究的物体总是有一定的体积，它的特征尺寸远大于液体(气体)分子的运动距离，所以从流体工程的角度来看，详细研究分子的微观运动计算过于烦琐，而且意义不大。通常是从宏观上看，将液体和气体视为连续的、没有间隙，而且充满了空间的介质，也就是将液体和气体当作连续介质(Continuousmedium)或者连续体 (Continuum)。这就是连续介质的假设在流体力学或者空气动力学的研究过程中，可以将液体和气体的流动性质与流速表示为位置和时间的函数，并且可以使用微积分方法来处理液体或气体在静止或流动时的性质变化，大幅降低了研究问题时的难度连续介质的假设是建立在液体或气体分子与分子之间的运动距离远远小于研究物体的特征尺寸的基础上。高空时空气稀薄，气体分子与分子之间的运动距离大，连续介质的假设就不再成立。此时，空气是不连续的介质飞机在大气层中飞行，飞行高度越高，空气的密度会越小，气体分子之间的距离也就越大。一般而言，如果飞机在离地面40km以下的高度飞行，可以认为是在稠密大气层内飞行，此时气体可以视为连续介质，而超过40km高空，气体连续性的假设可能就不适用了由于飞机活动的范围主要是在离地面约25km以下的大气层内，所以除非特别说明，一般都把航空大气视为连续介质连续介质假设 02使用连续介质假设的好处连续介质假设的不使适用情况0301

2.2气连体续性性质的与考速量度的描述 【例2-1】叙述连续介质假设的意义与不适用情况【解答】(1)连续介质的假设是将流体(液体和气体)视为一个连续而没有间隙、充满空间的介质，所以可以把液体和气体的流动性质与流速表示为位置和时间的函数，并且可以使用微积分方法去处理液体或气体在静止或流动时的性质变化。(2)连续介质的假设是在流体分子之间的运动距离远远小于研究物体的特征尺寸的基础上成立的，所以在高空(高度超过海平面40km)飞行与高真空技术的研究中并不适用。

2.3静压理论

2.3静压理论1．流体静压作用的方向液体和气体处于静止状态时的压力，称为液体或气体的静压，用符号P表示，单位为Pa(或N/m2)。静压理论主要是探讨液体和气体在静止状态时压力变化的基本规则，其在航空工程与流体机械工程中应用甚广由于流体受到剪应力时会产生连续的变形，就会产生流动，因此流体在静止时受到的剪应力T必定为0。而其静压作用的方向必定与作用面垂直，并指向作用面的内法线方向，如图2-1所示(a)流体静压的定义(b)流体静压作用的方向图2-1流体静压定义与其作用方向

2.3静压理论2．静压理论的计算公