机翼的几何外形和气动力和气动力矩

第一章 飞行器基本知识1.1飞行器几何参数飞行器通常由机翼、机身、尾翼以及动力装置等部件组成。

对于气动正问题及气动分析而言，已知飞行器几何外形，求其气动参数。

要解决这一问题首先要计算出飞行器各部件及组合体的几何参数。

当机翼和机身组合成一体时，机翼中间一部分面积为机身所遮蔽。

它外露在气流中的部分两边合起来，所构成的机翼为外露翼，由下标“wl ”表示 在组合体中把外露翼根部的前后缘向机身内延长并交于机身纵对称面，这样的机翼成为毛机翼。

第二章 机翼的气动特性分析2.1机翼几何参数2.1.1 翼型的几何参数翼型的前缘点与后缘点的连线称为弦线。

他们之间的距离称为弦长，用符号b 表示，是翼型的特征长度。

可以想象翼型是由厚度分布)(x y c 和中弧线分布)(x y f 叠加而成的，对于中等厚度和弯度的翼型，上下翼面方程可以写成 )()()(,x y x y x y c f L U += （2—1） 式中的正号用于翼型上表面，负号用于下表面。

b x x /=，b y y /=分别为纵、横向无量纲坐标。

相对厚度和相对弯度b c c /=，b f f /=。

最大厚度位置和最大弯度位置分别用c x 和f x 或用无量纲量b x c /和b x f /表示。

翼型前缘的内切圆半径叫做前缘半径，用L r 表示，后缘角τ是翼型上表面和下表面在后缘处的夹角。

2.1.2 机翼的几何参数1.机翼平面形状：根梢比、展弦比和后掠角机翼面积S 是指机翼在xOz 平面上的投影面积，即22()l l S b z dz-=ò（2—2）式中，b （z ）为当地弦长。

几何平均弦长pj b 和平均气动弦长A b 分别定义为/pj b S l = （2—3）2202()l A b b z dz S =ò （2—4）显然，pj b 是面积和展长都与原机翼相等的当量矩形翼的弦长；而A b 是半翼面心所在的展向位置的弦长，通常取A b 作为纵向力矩的参考长度。

飞机的气动布局与机翼的几何参数人类向往飞行就是从模仿鸟类飞行开始的。

但就是由于鸟类飞行机理的复杂性,至今未能对扑翼机模仿成功。

而真正促使人们遨游天空的,也许就是受中国风筝的启发,在航空之父凯利的科学理论指导下,将动力与升力面分开考虑,而发明了固定翼飞机。

飞机就是二十世纪人类史最伟大的科学成就。

就是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具,在国家安全、社会与国民经济的发展中占有极其重要的地位。

当年李白受安史之乱蒙冤沦为囚犯,被流放到白帝城后,朝廷大赦天下,她立刻返舟东下,重出三峡,欣喜的心情无法言表:朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。

两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。

如果李白乘飞机,不知如何写佳作。

就是否同意写成如下:朝辞白帝彩云间,千里江陵一时还。

两耳风声鸣不住,轻机已过万重山。

人类要想自由飞翔,必须做到:1、必须有良好的气动外形2、必须有轻巧的结构3、必须有相当的动力4、必须达到一定的速度5、必须有机敏的操纵机构6、必须有导航系统与鸟的飞行不同,飞机在空中能够飞行就是依靠与空气的相对运动,而产生作用在飞机上的力与力矩来实现的。

如对于水平等速直线飞行而言,从飞机受力条件,有 L＝G L V￥ (升力与重力平衡)F＝D D//V￥ (推力与阻力平衡)M=0 (俯仰力矩保持守恒)飞机产生升力必须具备的条件:(1)有空气(飞机在空中飞行就是靠作用于飞机上的空气动力)。

此外,喷气发动机的氧气也就是取源于空气。

(2)必须存在一定的飞行速度(飞机与空气之间要有一定的相对运动,产生空气动力)。

(3)要有适当的气动外形、受力大小与飞行姿态。

(4)必须存在保持与改变飞行状态的能力。

1、飞机的气动布局不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务,飞机的气动布局就是不同的。

何为飞机的气动布局？广义而言:指飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。

飞机的主要部件有:推进系统、机翼、机身、尾翼(平尾、立尾)、起落架等。

按机翼与机身连接的相互位置分为:按机翼弦平面有无上反角分为:按立尾的数量分为:按机翼与平尾的相对纵向位置分为:2、机翼的形状机翼的外形五花八门、多种多样,有平直的,有三角的,有后掠的,也有前掠的等等。

飞机结构详细讲解机翼机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。

其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。

另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。

由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。

飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。

机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。

其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上，而有些飞机整个就是一个大的飞翼，如B2隐形轰炸机则根本就没有接头。

以下是典型的梁式机翼的结构。

一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成，所谓纵向是指沿翼展方向，它们都是沿翼展方向布置的。

* 翼梁是最主要的纵向构件，它承受全部或大部分弯矩和剪力。

翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成（如图所示）。

凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成，腹板用硬铝合金板材制成，与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。

凸缘和腹板组成工字型梁，承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。

* 纵樯与翼梁十分相像，二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连，其长度有时仅为翼展的一部分。

纵樯通常布置在机翼的前后缘部分，与上下蒙皮相连，形成封闭盒段，承受扭矩。

靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。

* 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成，铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力，并共同将气动力分布载荷传给翼肋。

二、横向骨架机翼的横向骨架主要是指翼肋，而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋，横向是指垂直于翼展的方向，它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。

* 普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体，把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁，并保持翼剖面的形状。

机翼的几何参数
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∙更新：2013-10-08 22:07
机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有后掠的，也有前掠的等等。

然而，不论采用什么样的形状，设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使结构重量尽可能的轻。

所谓良好的气动外形，是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。

用来衡量机翼气动外形的主要几何参数
翼展：翼展是指机翼左右翼尖之间的长度，一般用l表示。

翼弦：翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。

除了矩形机翼外，机翼不同地方的翼弦是不一样的，有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。

一般常用的弦长参数为平均几何弦长bav，其计算方法为：bav＝（b0＋b1）/2。

展弦比：翼展l和平均几何弦长bav的比值叫做展弦比，用λ表示，其计算公式可表示为：λ＝l/ bav。

同时，展弦比也可以表示为翼展的平方于机翼面积的比值。

展弦比越大，机翼的升力系数越大，但阻力也增大，因此，高速飞机一般采用小展弦比的机翼。

后掠角：后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。

后掠角又包括前缘后掠角（机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0表示）、后缘后掠
角（机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ1表示）及1/4弦线后掠角（机翼1 /4弦线与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0.25表示）。

如果飞机的机翼向前掠，则后掠角就为负值，变成了前掠角。

根梢比：根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值，一般用η表示，η＝b0/b1。

相对厚度：相对厚度是机翼翼型的最大厚度与翼弦b的比值。

除此之外，机翼在安装时还可能带有上反角或者下反角。

与机翼的几何参数往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。

但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。

促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。

二十世纪人类史最伟大的科学成就。

是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。

史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表：帝彩云间，千里江陵一日还。

两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。

白乘飞机，不知如何写佳作。

是否同意写成如下：帝彩云间，千里江陵一时还。

两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。

飞翔，必须做到：的气动外形的结构的动力定的速度的操纵机构系统同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。

如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有L V￥（升力与重力平衡）D//V￥（推力与阻力平衡）(俯仰力矩保持守恒）必须具备的条件：飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。

此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。

一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。

的气动外形、受力大小和飞行姿态。

保持和改变飞行状态的能力。

布局型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的气动布局是不同的。

机的气动布局？飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。

件有：推进系统、机翼、机身、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。

连接的相互位置分为：有无上反角分为：分为：的相对纵向位置分为：花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有后掠的，也有前掠的等等。

然而，不论采用什么样的形状，设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使良好的气动外形，是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。

美国战术运输机C-130上单翼、平直机翼、4发翼下吊布置、正常式布局F-22猛禽—当今世界最先进的第四代战斗机中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式喷火战斗机—英国第二次世界大战名机下单翼、椭圆形机翼、正常式布局B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒）上单翼、4发翼下吊、后掠翼、正常式布局协和号超声速客机（Ma=2.04）双发三角形机翼布局A380客机远程宽身运输机下单翼、四发翼下吊、后掠翼、正常式布局S37前掠翼战斗机（三翼面布局）数采用上单翼（便于装货）--下单翼布局、后掠翼、正常式布局运行经济，座舱噪声低，视野宽）部放置货物）数采用中或下单翼，三角翼、大后掠翼正常或鸭式布局力小、机动灵活、失速迎角大），沿机翼对称面翼型弦线，向后为正；，机翼对称面内，与x轴正交，向上为正；，与x、y轴构成右手坐标系，向左为正。

2.3 飞机的几何外形和作用在飞机上的空气动力2.3.1 飞机的几何外形和参数飞机的几何外形，由机翼、机身和尾翼（分为水平尾翼或平尾、垂直尾翼或垂尾）等主要部件的几何外形共同构成。

现代飞机的几何外形，必须保证满足空气动力特性和隐身特性等方面的要求。

飞机的几何外形也称为气动外形。

机翼的几何外形当飞机在空中飞行时，作用在飞机上的升力主要是由机翼产生；同时机翼上也会产生阻力。

机翼上的空气动力的大小和方向，在很大程度上又决定于机翼的外形，即机翼翼型（或翼剖面）几何形状、机翼平面几何形状等。

描述机翼的几何外形，主要从这两方面加以说明。

a. 机翼翼型的几何参数飞机机翼、尾翼，导弹翼面，直升机旋翼叶片和螺旋桨叶片上平行于飞行器对称面或垂直于前缘的剖面形状，称为翼型，又称为翼剖面。

翼型具有各种不同的形状，如图2.3.1所示。

图中(a)是平板剖面，它的空气动力特性不好。

后来人们在飞行实践的过程中，发现把翼剖面做成像鸟翼那样的弯拱形状——薄的单凸翼剖面（见图(b)），对升力特性有改进。

随着飞机的发展，人们认识到加大剖面的厚度，也会改善升力特性，因而就有了凹凸形翼剖面（见图(c)），这种翼剖面的升力特性虽然较好，但阻力特性却不好，只适用于速度很低的飞机上；另外，因为后部很薄而且弯曲，在构造方面不利，因而目前已很少应用。

至于平凸形翼剖面（见图(d)），在构造上和加工上比较方便，同时空气动力特性也不错，所以目前在某些低速飞机上还有应用。

不对称的双凸形翼剖面（见图(e)）的升力和阻力特性都较好，在构造方面也有利，所以广泛应用在活塞发动机的飞机上。

图(f)中是S形翼剖面，这种翼剖面的中线呈S形的，它的特点是尾部稍稍向上翘，使得压力中心不会前后移动。

对称的双凸形翼剖面（见图(g)），通常用于各种飞机的尾翼面上。

图(h)是所谓“层流翼剖面”，它的特点是压强分布的最低压强点(即最大负压强)位于翼剖面靠后的部分，可减低阻力。

这种翼剖面常用于速度较高的飞机上。

简述机翼的结构及功能
机翼是飞机主要的升力部件，其结构由翼型、机翼箱、翼梁和翼肋等组成。

1. 翼型：翼型是机翼空气动力学特性的决定因素。

常见的翼型有对称翼型和非对称翼型，其形状和几何特性决定了机翼产生升力和阻力的能力。

2. 机翼箱：机翼箱是机翼的主要结构体，它连接了机翼和飞机的机身。

机翼箱内通常包含燃油舱、操纵舱、油箱和随动机械构件等部件。

3. 翼梁：翼梁是机翼的主要承重构件，它负责将机翼产生的升力传递给机身。

翼梁通常由高强度材料制成，如铝合金、复合材料等。

4. 翼肋：翼肋是机翼内部的支撑结构，用于保持翼型的形状和刚度。

翼肋通常由轻量化材料制成，如铝合金和复合材料，以减少机翼的重量。

机翼的主要功能是产生升力和控制飞机的姿态，实现飞机的升空和保持飞行。

当飞机在飞行中，机翼上方的气流速度较大，下方的气流速度较小，产生一个上流面和下流面之间的气压差，从而产生升力。

机翼还可以通过改变翼面积和角度控制飞机的速度和姿态，以实现转弯、上升、下降等操作。

此外，机翼还能影响飞机的阻力和稳定性。

通过设计翼型和机
翼的细节，可以减小阻力并提高飞机的性能。

同时，机翼的形状和布局对飞机的稳定性和操纵性也有重要影响。

物理机翼知识点总结大全在航空航天领域，机翼是飞机的重要部件，它不仅能提供升力，还能影响飞机的稳定性和操控性能。

本文将对机翼的诸多知识点进行全面总结，包括机翼的结构、气动力学原理、机翼设计及影响因素等内容，以期为读者提供全面深入的了解。

一、机翼的结构1. 机翼的基本结构机翼是飞机上最重要的部件之一，其主要结构包括翼型、翼剖面、前缘后缘、翼梁、翼肋、翼壁等。

翼型是机翼的横截面形状，其设计影响着机翼的气动性能，通常采用NACA翼型。

前缘是机翼前部的边，通常是圆滑的弧形，以减小气流的阻力。

后缘是机翼后部的边，通常是锐利的切割，以减小气流的漩涡。

2. 机翼的组成部件机翼由翼梁、翼肋、翼翼壁、前后翼轮、边缘各种部件组成，翼梁是机翼的骨架，用于承受飞行中产生的各种荷载，翼肋则用于连接翼壁和翼梁，起到支撑和定位作用。

3. 机翼的操纵系统机翼的操纵系统包括副翼、襟翼、缝翼以及襟翼。

副翼用于控制飞机在横滚轴的转向，襟翼用于控制飞机在俯仰轴的转向，缝翼和襟翼用于增加机翼的升力。

二、气动力学原理1. 升力和阻力在飞行过程中，机翼产生的升力能够支持飞机的飞行，而阻力则是机翼在空气中运动时产生的摩擦力。

升力和阻力是机翼气动力学特性的重要指标，其大小与机翼的气动外形、攻角、翼面积等因素有关。

2. 机翼的气动性能机翼的气动性能由其空气动力学特性决定，包括升力系数、阻力系数和升力阻力比等参数。

升力系数和阻力系数是描述机翼升力和阻力大小的参量，升力阻力比是衡量机翼气动性能优劣的重要指标。

3. 攻角和失速攻角是指机翼载荷方向与机体坐标系的夹角，攻角的变化会直接影响机翼的升力和阻力。

失速是机翼在攻角过大时突然丧失升力的现象，会导致飞机失去升力支撑而坠机。

三、机翼设计及影响因素1. 翼型设计翼型设计是机翼设计的核心内容之一，通常采用数学模型对翼型进行优化设计，以实现最佳的气动性能。

NACA翼型是机翼设计中经常采用的标准翼型，其曲线的参数能够有效地描述翼型的气动特性。

机翼是飞机的一个重要部件，其结构主要包括翼肋、翼梁、桁条和蒙皮等主要构件。

这些结构的基本作用是构成机翼的流线外形，同时将外载荷传给机身。

机翼结构在外载荷作用下应具有足够的强度、刚度和寿命。

足够的刚度既指蒙皮在气动载荷作用下保持翼型形状的能力，也包含机翼抵抗扭转和弯曲变形的能力。

机翼的主要功能有以下几点：
1. 产生升力：机翼最主要的作用就是产生升力，以支持飞机在空中飞行。

机翼的升力主要来源于机翼上下的压力差。

当飞机前进时，机翼上方的空气流速较快，压力较小，而下方的空气流速较慢，压力较大。

这种压力差产生了升力，使飞机得以升空。

2. 稳定和操纵：机翼与尾翼一起，可以保证飞机的稳定性。

例如，当飞机具有上反角时，可以为飞机提供横向稳定性。

此外，机翼的后缘通常装有副翼、扰流板等装置，用于横向操纵和调整飞机的姿态。

3. 安装其他部件：机翼上可以安装起落架、发动机等其他部件，以及油箱、弹药等设备。

这些设备可以借助机翼的结构进行安装和固定。

4. 空气动力效应：为了改善机翼的空气动力效应，机翼的前缘和后缘通常会装有各种形式的襟翼、缠翼等增升装置，以提高飞机的起飞、着陆或机动性能。

以上内容仅供参考，建议查阅航空书籍获取更全面和准确的信息。