飛機的低速空氣動力解析PPT課件

1、第二章 第 頁1本章主要內(nèi)容2.1 空氣流動的描述2.2 升力2.3 阻力2.4 飛機的低速空氣動力特性2.5 增升裝置的增升原理飛行原理/CAFUC第1頁/共42頁2.4 飛機的低速空氣動力性能第2頁/共42頁第二章 第 頁3飛機的主要空氣動力性能包括：升力特性阻力特性升阻比特性主要空氣動力性能參數(shù)包括：最大升力系數(shù)最小阻力系數(shù)最大升阻比第3頁/共42頁第二章 第 頁42.4.1 升力特性 升力系數(shù)的變化規(guī)律第4頁/共42頁第二章 第 頁5升力系數(shù)隨迎角的變化規(guī)律當(dāng)臨界，升力系數(shù)隨迎角的增大而減小，進入失速區(qū)。第5頁/共42頁第二章 第 頁6煙風(fēng)洞翼型繞流實驗小迎角較大迎角大迎角第6頁/共4

2、2頁第二章 第 頁7翼型在不同迎角下的壓強分布第7頁/共42頁第二章 第 頁8翼型在不同迎角下的壓強分布第8頁/共42頁第二章 第 頁9壓力中心（CP）位置隨迎角改變的變化第9頁/共42頁第二章 第 頁10壓力中心（CP）位置隨迎角改變的變化第10頁/共42頁第二章 第 頁11 升力特性參數(shù)0I. 零升迎角0第11頁/共42頁第二章 第 頁12翼型在零升迎角下的壓強分布壓強高于環(huán)境氣壓壓強低于環(huán)境氣壓壓強低于環(huán)境氣壓氣動中心前半部分合力后半部分合力第12頁/共42頁第二章 第 頁13II.升力系數(shù)曲線斜率0()LLCCLC第13頁/共42頁第二章 第 頁14III.臨界迎角和最大升力系數(shù)ljm

3、axLC第14頁/共42頁第二章 第 頁15相對厚度對升力特性的影響相對厚度增加 相對厚度增加，最大升力系數(shù)增加，臨界迎角減小。第15頁/共42頁第二章 第 頁16翼型前緣半徑對升力特性的影響半徑小半徑大 前緣半徑增加，臨界迎角增加。第16頁/共42頁第二章 第 頁17展弦比對升力特性的影響展弦比高展弦比低 展弦比越高，最大升力系數(shù)越大，臨界迎角越小。第17頁/共42頁第二章 第 頁18后掠翼對升力特性的影響平直機翼后掠翼 平直機翼的最大升力系數(shù)更大，升力系數(shù)曲線斜率越大，臨界迎角越小。第18頁/共42頁第二章 第 頁19翼型前緣粗糙度對升力特性的影響光滑粗糙 翼型前緣越光滑，最大升力系數(shù)越高

4、，臨界迎角越大。第19頁/共42頁第二章 第 頁202.4.2 阻力特性 阻力系數(shù)的變化規(guī)律ljminDC第20頁/共42頁第二章 第 頁21阻力系數(shù)隨迎角的變化規(guī)律在中小迎角范圍，阻力系數(shù)隨迎角增大而緩慢增大，飛機阻力主要為摩擦阻力。在迎角較大時，阻力系數(shù)隨迎角增大而較快增大，飛機阻力主要為壓差阻力和誘導(dǎo)阻力。在接近或超過臨近迎角時，阻力系數(shù)隨迎角的增大而急劇增大，飛機阻力主要為壓差阻力。第21頁/共42頁第二章 第 頁22 阻力特性參數(shù)I.最小阻力系數(shù)minDC和零升阻力系數(shù)0DCminDC 飛機的最小阻力系數(shù)非常接近零升阻力系數(shù)，一般認(rèn)為二者為同一個值。第22頁/共42頁第二章 第 頁2

5、3II.中小迎角時的阻力公式 在中小迎角時，阻力公式可以表示為：20LDDCACC A是誘導(dǎo)阻力因子，大小與機翼形狀有關(guān)。第23頁/共42頁第二章 第 頁242.4.3 升阻比特性 升阻比 升阻比是相同迎角下，升力系數(shù)與阻力系數(shù)之比，用K表示。 升阻比的大小主要隨迎角變化而變化。 升阻比越大，飛機的空氣動力性能越好。LDCLKDC第24頁/共42頁第二章 第 頁25 升阻比曲線迎角臨界迎角MAXK最小阻力迎角LDCLKDC第25頁/共42頁第二章 第 頁26升阻比隨迎角的變化規(guī)律從零升迎角到最小阻力迎角，升力增加較快，阻力增加緩慢，因此升阻比增大。在最小阻力迎角處，升阻比最大。從最小阻力迎角到

6、臨界迎角，升力增加緩慢，阻力增加較快，因此升阻比減小。超過臨近迎角，壓差阻力急劇增大，升阻比急劇減小。第26頁/共42頁第二章 第 頁27 性質(zhì)角LDCLctgDC性質(zhì)角是總空氣動力與升力之間的夾角。性質(zhì)角越小，總空氣動力向后傾斜越少，升阻比越大。第27頁/共42頁第二章 第 頁282.4.4 飛機的極曲線 極曲線將飛機的升力系數(shù)、阻力系數(shù)、升阻比隨迎角變化的關(guān)系綜合起來用一條曲線表示出來，以便于綜合衡量飛機的空氣動力性能。. 極曲線第28頁/共42頁第二章 第 頁29極曲線的深入理解 從坐標(biāo)原點向曲線引切線，切點對應(yīng)最小阻力迎角和最大升阻比。00DC第29頁/共42頁第二章 第 頁30 從原

7、點所引直線與極曲線交于兩點，則兩點的升阻比相同，較高者的迎角較大，較高者的平飛速度較小。極曲線的深入理解第30頁/共42頁第二章 第 頁31螺旋槳滑流 不同滑流狀態(tài)的極曲線第31頁/共42頁第二章 第 頁32 不同滑流狀態(tài)的極曲線 滑流使得升力系數(shù)和最大升力系數(shù)增大，最大升阻比增大，極曲線向右上偏移。第32頁/共42頁第二章 第 頁33 不同展弦比機翼的極曲線 展弦比越大，低速空氣動力性能越好。第33頁/共42頁第二章 第 頁34飛機的低速空氣動力性能曲線總結(jié)第34頁/共42頁第二章 第 頁352.4.5 地面效應(yīng) 飛機在起飛和著陸貼近地面時，由于流過飛機的氣流受地面的影響，使飛機的空氣動力和

8、力矩發(fā)生變化。這種效應(yīng)稱為地面效應(yīng)。第35頁/共42頁第二章 第 頁36地面效應(yīng)的產(chǎn)生原因上下翼面壓差增加地面阻礙使下洗流減小下洗角減小，使平尾迎角減小飛機脫離地面效應(yīng)區(qū)飛機處于地面效應(yīng)區(qū)第36頁/共42頁第二章 第 頁37地面效應(yīng)的效果上下翼面壓差增加，從而使升力系數(shù)增加。地面阻礙使下洗流減小，使誘導(dǎo)阻力減小，阻力系數(shù)減小。下洗角減小，使平尾迎角減小，出現(xiàn)附加下俯力矩（低頭力矩）。 第37頁/共42頁第二章 第 頁38地面效應(yīng)的產(chǎn)生范圍 飛機距地面高度在一個翼展以內(nèi)，地面效應(yīng)對飛機有影響，距地面越近地面效應(yīng)越強。第38頁/共42頁第二章 第 頁39地效飛機 地效飛機是介于船和普通飛機之間的新型水上快速交通工具 。地效飛機在民用方面使用前景也十分廣闊，如可用于海上和內(nèi)河快速運輸，海情偵察，水上救生等。“小鷹”地效飛機速度可達(dá)556千米/小時第39頁/共42頁第二章 第 頁40Beriev Bartini VVA 14地效飛行器第40頁/共42頁第二章 第 頁41地效飛機（我國的發(fā)展情況） 我國科學(xué)家也早已關(guān)注到地效飛行器的研制，