空气动力学-第2章 机翼
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⼒。
外壳摩擦⼒是最难降低的寄⽣阻⼒类型。
没有完全光滑的表⾯。
甚⾄是机械加⼯的表⾯,通过放⼤来检测的话,仍然可以看到粗糙的不平坦的外观。
这种粗糙的表⾯会使表⾯的空⽓流线型弯曲,对平滑⽓流产⽣阻⼒。
通过使⽤光滑的磨平的表⾯,和去掉突出的铆钉头,粗糙和其他的不规则物来最⼩化外壳摩擦⼒。
设计飞机时必须要增加另⼀个对寄⽣阻⼒的考虑。
这个阻⼒复合了形阻⼒效应和外壳摩擦,称为所谓的⼲涉阻⼒。
如果两个物体靠近放置,产⽣的合成紊乱会⽐单个测试时⼤50%到200%。
形阻⼒,外壳摩擦⼒和⼲涉阻⼒这三个阻⼒都要被计算以确定⼀个飞机的寄⽣阻⼒。
寄⽣阻⼒中⼀个物体的外形是⼀个很⼤的因素。
然⽽,说道寄⽣阻⼒时指⽰空速也是⼀个同样重要的因素。
⼀个物体的外形阻⼒保持在⼀个相对⽓流固定的位置,⼤约以速度的平⽅成正⽐增加;这样,空速增加为原来的两倍,那么阻⼒就会变成原来的四倍,空速增加为三倍的话阻⼒也就增加为九倍。
但是,这个关系只在相当的低⾳速时维持很好。
在某些更⾼速度,外形阻⼒的增加会随速度⽽变的突然很快。
第⼆个基本的阻⼒类型是诱导阻⼒。
以机械运动⽅式⼯作的系统没有⼀个可以达到100%的效率,这是⼀个确定的物理事实。
这就意味着⽆论什么特性的系统,总是以系统中消耗某些额外的功来获得需要的功。
系统越⾼效,损失就越⼩。
在平飞过程中,机翼的空⽓动⼒学特性产⽣要求的升⼒,但是这只能通过某种代价才能获得。
这种代价的名字就叫诱导阻⼒。
诱导阻⼒是内在的,在机翼产⽣升⼒的任何时刻,⽽事实上,这种阻⼒是升⼒的产物中不可分离的。
继⽽,只要有升⼒就会有这种⼒。
机翼通过利⽤三种⽓流的能量产⽣升⼒。
⽆论什么时候机翼产⽣升⼒,机翼下表⾯的压⼒总是⼤于机翼上表⾯的压⼒。
结果,机翼下⽅的⾼压区空⽓有向机翼上⽅的低压去流动的趋势。
在机翼的翼尖附近,这些压⼒有区域相等的趋势,产⽣⼀个从下表⾯到机翼上表⾯的向外的侧⾯⽓流。
这个侧向⽓流给予翼尖的空⽓和机翼后⾯的尾流⼀个旋转速度。
空气动力学基础前六章总结第一章 空气动力学一些引述1、 空气动力学涉及到的物理量的定义及相应的单位①压强:是作用在单位面积上的正压力,该力是由于气体分子在单位时间内对面发生冲击(或穿过该面)而发生的动量变化,具有点属性。
0,lim →⎪⎭⎫ ⎝⎛=dA dA dF p 单位:Pa, kPa, MPa 一个标准大气压:101kPa②密度:定义为单位体积内的质量,具有点属性。
0,lim →=dv dvdm ρ 单位:kg/㎡ 空气密度:1.225Kg/㎡③温度:反应平均分子动能,在高速空气动力学中有重要作用。
单位:℃ ④流速:当一个非常小的流体微元通过空间某任意一点的速度。
单位:m/s ⑤剪切应力:dy dv μτ= μ:黏性系数 ⑥动压:212q v ρ∞∞∞= 2、 空气动力及力矩的定义、来源及计算方法空气动力及力矩的来源只有两个:①物体表面的压力分布 ②物体表面的剪应力分布。
气动力的描述有两种坐标系:风轴系(L,D )和体轴系(A,N)。
力矩与所选的点有关系,抬头为正,低头为负。
cos sin L N A αα=- , s i n c o s D N A αα=+3、 气动力系数的定义及其作用气动力系数是比空气动力及力矩更基本且反映本质的无量纲系数,在三维中的力系数与二维中有差别,如:升力系数S q L C L ∞=(3D ),cq L c l ∞='(2D )L L C q S ∞≡,D D C q S ∞≡,N N C q S ∞≡,A A C q S ∞≡,M M C q Sl ∞≡,p p p C q ∞∞-≡,f C q τ∞≡ 二维:S=C(1)=C4、 压力中心的定义压力中心,作用翼剖面上的空气动力,可简化为作用于弦上某参考点的升力L,阻力D 或法向力N ,轴向力A 及绕该点的力矩M 。
如果绕参考点的力矩为零,则该点称为压力中心,显然压力中心就是总空气动力的作用点,气动力矩为0。