机翼理论
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根据伯努利定律解释机翼产生升力的原理伯努利定律是流体力学中的一个重要定律,它描述了液体在流动过程中压力和速度之间的关系。
根据伯努利定律,当液体在流动过程中速度增加时,其压力就会减小;反之,当速度减小时,压力就会增大。
这一定律的应用非常广泛,不仅在液体的流体力学中有着重要作用,同样可以应用于空气的流动,尤其在解释飞机机翼产生升力的原理时,伯努利定律发挥了非常重要的作用。
机翼是飞机的一部分,其主要功能是产生升力,使飞机能够腾空而起,并在空中飞行。
在机翼上方流经的气流要比下方的快,根据伯努利定律,上方的气压就会减小,下方的气压就会增大。
由此产生的压力差就会使飞机产生升力,这是飞机能够在空中飞行的重要原理之一。
了解了伯努利定律对机翼产生升力的影响之后,我们可以进一步探究机翼的结构和工作原理。
一个标准的机翼通常由翼型、前缘、后缘、襟翼、副翼等部分组成。
翼型决定了机翼的气动特性,前缘和后缘则是机翼的两个边缘,它们的形状和角度会影响到机翼的气动性能。
而襟翼和副翼则是用来控制机翼的升力和阻力,以及调整飞行姿态的。
在机翼的工作原理方面,流场理论和边界层理论是更为深入的分析手段。
流场理论通过研究气流的运动规律和受力情况来分析机翼的气动性能,而边界层理论则是研究气流和机翼表面之间的摩擦和影响。
这些理论为我们理解机翼的工作原理提供了更为深入、全面的分析手段。
另外还有一个重要的概念是卡门涡。
在机翼前缘流场中,气流由于翼型的作用会产生旋转,形成一个叫做卡门涡的结构。
卡门涡的产生会导致气流速度增加,从而根据伯努利定律产生压力降,最终形成升力。
因此,卡门涡是机翼产生升力不可忽视的一个重要因素。
需要指出的是,伯努利定律虽然是解释机翼产生升力的原理中的一个关键因素,但并不是唯一的因素。
还有很多其他的因素,比如失速、结构强度、飞机速度等等,都会影响机翼的升力产生。
因此,我们在理解机翼产生升力的原理时,要对伯努利定律进行全面、深入的分析,并结合其他因素进行综合考量。
飞机机翼原理与功能图文详解2006年11月14日星期二上午 10:48机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型前缘:翼型最前面的一点。
后缘:翼型最后面的一点。
翼弦:前缘与后缘的连线。
弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。
根据伯努利定律解释机翼产生升力的原理伯努利定律是流体动力学中的一个基本定律,可以用来解释机翼产生升力的原理。
该定律表明了在流体中,速度较快的流体将会产生较低的压力,而速度较慢的流体将产生较高的压力。
在飞机的机翼上方,飞机的速度相对较快,因此压力相对较低,而在机翼下方,速度相对较慢,压力相对较高。
这种压力差导致了机翼上方产生了较低的气压,下方产生了较高的气压,从而形成了一个向上的力,即升力。
为了更好地理解机翼产生升力的原理,我们可以从以下几个方面来分析:1.伯努利定律的基本原理伯努利定律是流体动力学中的一个基本定律,它表明了流体的速度与压力之间存在着反比的关系。
在定常不可压缩流体中,沿着流线的总动压保持不变。
伯努利定律的公式可以表示为:P + 0.5ρv^2 + ρgh = constant其中,P表示压力,ρ表示密度,v表示流体的速度,g表示重力加速度,h表示流体元素的高度。
这个公式表明了在流体流动过程中,压力项、动能项和势能项之和保持不变。
2.机翼上下表面气流速度的差异在飞机的飞行过程中,机翼上下表面的气流速度存在差异。
由于机翼的特殊形状和飞行速度,机翼上表面的气流速度要比下表面的气流速度快。
这意味着根据伯努利定律,在机翼上表面产生了较低的气压,而在机翼下表面产生了较高的气压。
3.机翼形状和安装角度的影响机翼的形状和安装角度会影响机翼产生升力的效果。
通常,机翼的上表面是凸起的,下表面是平坦的,这种形状使得上表面的气流距离比下表面更长,从而导致上表面的气流速度更快。
另外,机翼的安装角度也会影响气流的速度分布,进而影响机翼产生升力的效果。
4.综合作用导致升力的产生当机翼飞行时,由于机翼的形状和安装角度的影响,以及周围气流的作用,机翼上下表面存在气压差,根据伯努利定律,这种气压差将导致产生一个向上的力,即升力。
同时,机翼产生升力的过程也受到了维诺定律和牛顿第三定律的影响,综合多种流体动力学原理共同作用,最终导致了机翼的升力产生。
A320 飞机机翼的设计1 引言1.1 机翼的作用1.2 机型介绍2 机翼的应用2.1 机翼的原理2.1.1 机翼的飞行理论2.1.2 机翼的组成部分2.2 机翼的效率2.2.1 机翼的气动效率2.2.2 机翼的结构效率2.3 机翼的形状2.3.1 机翼的形状种类2.3.2 机翼的形状选择3 机翼的结构受力分析3.1机翼的受力3.1.1 机翼的基本受力分析3.1.2 机翼自身的强度受力分析3.2机翼的负载3.2.1 机身3.2.2 发动机3.3机翼的结构3.3.1 机翼的基本结构分析3.3.2 机翼的结构受力分析4.3机翼的材料4.3.1 机翼的基本材料选择4.3.2 机翼的材料受力分析5 结论6 参考文献7 致谢简述A320系列是欧洲空中客车工业公司研制一种创新的飞机,为单过道,中短程飞机建立了新的标准。
A320系列飞机双发150座级客机,是第一款应用全数字电传操纵(fly-by-wire)飞行控制系统的民航客机,第一款放宽静稳定度设计的民航客机。
A320系列飞机在设计上提高客舱适应性和舒适性。
A320系列飞机包括A318、A319、A320和A321在内组成了单通道飞机系列。
旨在满足航空公司低成本运营中短程航线的需求,为运营商提供了100至220座级飞机中最大的共通性和经济性。
A320飞机自1988年4月投入运营以来,迅速在中短程航线上设立了舒适性和经济性的行业标准。
A320系列的成功也奠定了空中客车公司在民航客机市场中的地位。
A320项目自1982年3月正式启动,第一个型号是A320 ——1001987年2月22日首飞,1988年2月获适航证并交付使用。
1994年A321投入服务,1996年A319投入服务,2003年A318投入服务。
最初的法国航空公司的A320在航空展上飞行表演时坠毁,3名机组成员死亡,事故是由于飞行员对新型电传操纵系统操作不当引起的,调查显示还有大量未解决的问题,但是随着飞机技术的成熟完善,那次事故的影响慢慢消退,不再会影响到其优良的声誉了。
飞机机翼原理与功能图文详解机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型前缘:翼型最前面的一点。
后缘:翼型最后面的一点。
翼弦:前缘与后缘的连线。
弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。
机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型前缘:翼型最前面的一点。
后缘:翼型最后面的一点。
翼弦:前缘与后缘的连线。
弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angleofattack):机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。
机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力:升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。
机翼升力原理的分析摘要:关于机翼升力产生的原因,一直以来有多种理论和实验来说明,本文我们将通过对几种理论的分析来说明机翼升力产生的真正原因,同时我们也要分析这些弊端,与本文的观点对照,去伪存真。
【关键词】:机翼升力,理论一.飞机升力产生的伯努利原理图1表示机翼与气流的关系,飞机机翼一般前端圆钝,后端尖锐,上表面拱起,下表面较平前端点叫做前缘,后端点叫做后缘,两点之间的连线叫做翼弦。
机翼所产生的升力源于机翼相对于空气的运动。
我们假设以机翼为参考系,空气相对于机翼运动,翼弦与气流方向的夹角叫做迎角。
空气流过机翼前缘,分成上下两股,分别沿机翼上下表面流过。
由于机翼有一定的正迎角,上表面又比较凸出,所以上表面流线弯曲大,流管变细,流速加快,压力减小;下表面流管变粗,流速减慢,压力增大。
于是机翼上下表面出现压力差,上下表面压力差在垂直于相对气流方向的总和就是机翼的升力。
流体在流动时,除应遵守质量守恒定律外,还应遵守能量守恒定律。
这条定律在空气动力学中称为伯努利原理,其数学表示为(常量)C V P =+221ρ方程中P 为静压,1/2ρV*2为动压,因此伯努利方程可以表述为:稳定气流中,在同一流管的任一截面上,空气的动压和静压之和保持不变。
即流速变大压强变小,反之流速变小压强变大。
二、对机翼升力的误解1.教材对飞机升力的解释人教版教材是这样引导学生的:几十吨重的飞机为什么能够腾空而起?秘密在于机翼。
你观察过飞机的机翼吗?它的截面是什么形状?将飞机升力产生的焦点指向机翼的形状。
接着这样解释:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼,气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上下不对称,在相同的时间内,机翼上方气流流过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大。
因此在机翼的上下表面存在压强差,这就产生了向上的升力。
在学生学过这部分知识后,若教师提问:机翼的升力是怎样产生的?学生都认为是由机翼的形状产生的,甚至许多教师也是这样认为的。
机翼升力与伯努利方程摘 要:本文首先介绍连续性方程和伯努利方程的基本原理,然后对于飞机靠机翼能够产生升力的原因进行理论分析,并使用一些物理方法和公式进行简化和计算,最后使用歼-10的相关数据进行验证。
另外还介绍了机翼升力的逆应用。
关键词:机翼升力 伯努利方程 连续性方程人类自古以来就梦想着能像鸟一样在天空中飞翔。
作为二十世纪最重大的发明之一,飞机使得人类的这个梦想得以实现。
而飞天成功与流体力学的发展有着分不开的联系。
流体力学,是研究流体的力学运动规律及其应用的学科。
其中的伯努利方程从经典力学的能量守恒出发,表述了流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间的关系,为如今的固定翼飞机飞行提供了理论基础。
一、伯努利方程在介绍伯努利方程之前,不得不先说明一下连续性方程。
理想流体作稳定流动时,流体通过同一流管中任何截面的体积流量皆相等。
这就是理想流体的连续性原理。
它表示流体在流动时,应遵守质量守恒定律,其数学表示为t Sv cos = (1)其中,v 为流速,S 为流管的截面面积。
由此方程我们可以得到这样一个结论:对于同一流管,截面积越小,流速越大;截面积越大,流速越小。
通过连续性原理和功能守恒原理推导出的伯努利方程揭示了液体流动过程中的能量变化规律。
它表示理想流体作定常流动时,应遵守能量守恒定律,其数学表示为t gh v p cos 212=++ρρ (2) 其中,p 为此处流体的压强,ρ为此处流体的密度,v 为此处流体的流速,h 为此处距基准面的高度,g 为重力加速度。
由此方程可以得到一个结论:同一流管等高处两点,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
二、机翼升力1.理论分析飞机飞行时候主要靠机翼提供升力。
机翼的设计参照了大鸟滑翔飞行机理,使得机翼在快速移动时候获得升力,带动飞机升天。
飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。
气流在机翼前端被分成上、下两股,在机翼后端再重新汇合。
机翼厚度分布定义机翼是飞机上至关重要的一部分,它的设计直接影响着飞机的飞行性能和稳定性。
在机翼设计中,厚度分布定义是一个重要的概念,它可以帮助我们更好地理解机翼的厚度和其对飞机的影响。
本文将介绍机翼厚度分布定义的概念、原理及其在飞机设计中的应用。
机翼厚度分布定义是指在机翼截面上,机翼不同部位的厚度之比。
这个比例通常被称为机翼的“厚度比”。
在设计过程中,机翼厚度比是一个重要的参数,它可以帮助我们优化飞机的飞行性能和稳定性。
机翼厚度比的不同对飞机的飞行性能有着显著的影响。
比如,在同样的升力系数下,机翼越厚,其升力越大。
这意味着飞机可以以更高的速度和更小的迎角飞行,从而提高了其机动性能。
另一方面,机翼越薄,其升力越小,飞机需要以更小的速度和更大的迎角才能保持相同的升力系数飞行,这会导致飞机的燃油消耗增加。
机翼厚度比还会对飞机的稳定性产生影响。
当机翼厚度比不合适时,可能会导致机翼在飞行中出现振动,这会进一步影响飞机的飞行稳定性。
因此,在机翼设计中,要确保机翼厚度比合适,以保证飞机在飞行中具有良好的稳定性。
机翼厚度分布定义的原理是基于流体力学的理论。
飞机的机翼在飞行时,会产生向上的升力和向下的重力。
当机翼向上产生升力时,它会通过一定的厚度来分布这些力量。
如果机翼的厚度分布不合适,就会导致机翼在飞行中产生振动,进而影响飞机的飞行性能和稳定性。
在实际飞机设计中,机翼厚度分布定义是一个重要的参数,需要在设计过程中进行优化。
一般来说,机翼越薄,其升力越大,而机翼越厚,其升力越小。
因此,在设计过程中,要根据需要合理地控制机翼的厚度,以保证飞机具有良好的飞行性能和稳定性。
总之,机翼厚度分布定义是机翼设计中一个重要的概念。
它可以帮助我们更好地理解机翼的厚度和其对飞机的影响,从而在飞机设计中进行合理的优化,提高飞机的飞行性能和稳定性。
飞机动力原理
飞机动力原理是指飞机在空中飞行时如何产生推力,克服重力,实现飞行的一种机械原理。
飞机动力原理主要包括以下几个方面:
1. 空气动力学原理:飞机在飞行时,利用空气的运动状态和压力差来产生动力。
飞机的机翼设计成半球型,当飞机向前飞行时,空气在机翼上面的流动速度比下面快,形成上面气压较低,下面气压较高的气流,由于压力差的存在,产生了向上的升力。
而尾翼的设计则可以产生向下的压力,产生对抗升力的作用。
2. 喷气发动机原理:大多数现代喷气飞机使用喷气发动机作为推进系统。
喷气发动机通过吸入外界空气,经过压缩和加热后喷出高速气流,产生推力。
这种推力产生的原理是基于牛顿第三定律:每个作用都伴随着一个等大反向的反作用。
喷气发动机通过喷射高速气流向后,产生的反作用力就推动了飞机向前飞行。
3. 螺旋桨原理:除了喷气发动机外,一些飞机使用螺旋桨作为推进系统。
螺旋桨的转动产生了气流,通过推动气体向后排出,产生反作用力推动飞机向前。
这种原理与喷气发动机类似,都是通过牛顿第三定律产生推进力。
4. 翼身干扰原理:当飞机在飞行中,飞行器的机翼会与机身发生干扰,即飞机的机翼产生的升力对飞机机身产生一个向后的推力。
这种干扰效应使得整个飞机可以获得额外的推力,提高飞机的整体效率。
飞机动力原理的理论基础主要是牛顿运动定律和空气动力学原理。
通过合理设计和利用这些原理,飞机可以产生足够的动力,克服重力,并在空中顺利飞行。