飛行原理-第二章飛機(jī)的低速空氣動(dòng)力2.1-空氣流動(dòng)的描述

1、第二章飛機(jī)的低速空氣動(dòng)力飛行原理/CAFUC本章主要內(nèi)容2.1 空氣流動(dòng)的描述2.2 升力2.3 阻力2.4 飛機(jī)的低速空氣動(dòng)力特性2.5 增升裝置的增升原理第二章 第 頁22.1 空氣流動(dòng)的描述飛行原理/CAFUC 空氣動(dòng)力是空氣相對(duì)于飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，要學(xué)習(xí)和研究飛機(jī)的升力和阻力，首先要研究空氣流動(dòng)的基本規(guī)律。第二章 第 頁42.1.1 流體模型化理想流體，不考慮流體粘性的影響。不可壓流體，不考慮流體密度的變化，Ma0.4。絕熱流體，不考慮流體溫度的變化，Ma0.4。第二章 第 頁52.1.2 相對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)氣流方向自然風(fēng)方向第二章 第 頁6飛機(jī)的相對(duì)氣流方向與飛行速度方向相反只要相

2、對(duì)氣流速度相同，飛機(jī)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力就相同。第二章 第 頁7對(duì)相對(duì)氣流的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用直流式風(fēng)洞回流式風(fēng)洞第二章 第 頁8風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段及實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷诙?第 頁9風(fēng)洞的其它功用第二章 第 頁102.1.3 迎角迎角就是相對(duì)氣流方向與翼弦之間的夾角。第二章 第 頁11相對(duì)氣流方向就是飛機(jī)速度的反方向第二章 第 頁12相對(duì)氣流方向是判斷迎角大小的依據(jù) 平飛中，可以通過機(jī)頭高低判斷迎角大小。而其他飛行狀態(tài)中，則不可以采用這種判斷方式。第二章 第 頁13水平飛行、上升、下降時(shí)的迎角上升平飛下降第二章 第 頁14迎角探測(cè)裝置第二章 第 頁152.1.4 流線和流線譜空氣流動(dòng)的情形一般用流線、流管和流線譜來描述。流線

3、：流場(chǎng)中一條空間曲線，在該曲線上流體微團(tuán)的速度與曲線在該點(diǎn)的切線重合。對(duì)于定常流，流線是流體微團(tuán)流動(dòng)的路線。第二章 第 頁16流管：由許多流線所圍成的管狀曲面。第二章 第 頁17流線和流線譜流線譜是所有流線的集合。第二章 第 頁18流線和流線譜的實(shí)例第二章 第 頁19流線的特點(diǎn)該曲線上每一點(diǎn)的流體微團(tuán)速度與曲線在該點(diǎn)的切線重合。流線每點(diǎn)上的流體微團(tuán)只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向。流線不可能相交，不可能分叉。第二章 第 頁20流線譜的特點(diǎn)流線譜的形狀與流動(dòng)速度無關(guān)。物體形狀不同，空氣流過物體的流線譜不同。物體與相對(duì)氣流的相對(duì)位置（迎角）不同，空氣流過物體的流線譜不同。氣流受阻，流管擴(kuò)張變粗，氣流流過物體外凸處

4、或受擠壓 ，流管收縮變細(xì)。氣流流過物體時(shí)，在物體的后部都要形成渦流區(qū)。第二章 第 頁212.1.5 連續(xù)性定理 流體流過流管時(shí)，在同一時(shí)間流過流管任意截面的流體質(zhì)量相等。質(zhì)量守恒定律是連續(xù)性定理的基礎(chǔ)。第二章 第 頁22連續(xù)性定理12A1,v1A2,v2單位時(shí)間內(nèi)流過截面1的流體體積為單位時(shí)間內(nèi)流過截面1的流體質(zhì)量為同理，單位時(shí)間內(nèi)流過截面2的流體質(zhì)量為則根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得：即結(jié)論：空氣流過一流管時(shí)，流速大小與截面積成反比。第二章 第 頁23山谷里的風(fēng)通常比平原大河水在河道窄的地方流得快，河道寬的地方流得慢日常的生活中的連續(xù)性定理高樓大廈之間的對(duì)流通常比空曠地帶大第二章 第 頁242.1.6

5、 伯努利定理 同一流管的任意截面上，流體的靜壓與動(dòng)壓之和保持不變。能量守恒定律是伯努力定理的基礎(chǔ)。第二章 第 頁25伯努利定理 空氣能量主要有四種：動(dòng)能、壓力能、熱能、重力勢(shì)能。 低速流動(dòng)，熱能可忽略不計(jì)；空氣密度小，重力勢(shì)能可忽略不計(jì)。 因此，沿流管任意截面能量守恒，即為：動(dòng)能+壓力能=常值。公式表述為： 上式中第一項(xiàng)稱為動(dòng)壓，第二項(xiàng)稱為靜壓，第三項(xiàng)稱為總壓。 第二章 第 頁26伯努利定理動(dòng)壓，單位體積空氣所具有的動(dòng)能。這是一種附加的壓力，是空氣在流動(dòng)中受阻，流速降低時(shí)產(chǎn)生的壓力。靜壓，單位體積空氣所具有的壓力能。在靜止的空氣中，靜壓等于當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮??？倝海ㄈ珘海?，它是?dòng)壓和靜壓之和?？?/p>

6、壓可以理解為，氣流速度減小到零之點(diǎn)的靜壓。第二章 第 頁27深入理解動(dòng)壓、靜壓和總壓同一流線：總壓保持不變。動(dòng)壓越大，靜壓越小。流速為零的靜壓即為總壓。第二章 第 頁28同一流管：截面積大，流速小，壓力大。截面積小，流速大，壓力小。深入理解動(dòng)壓、靜壓和總壓第二章 第 頁29伯努利定理適用條件氣流是連續(xù)、穩(wěn)定的，即流動(dòng)是定常的。流動(dòng)的空氣與外界沒有能量交換，即空氣是絕熱的。空氣沒有粘性，即空氣為理想流體?？諝饷芏仁遣蛔?，即空氣為不可壓流。在同一條流線或同一條流管上。第二章 第 頁302.1.7 連續(xù)性定理和伯努利定理的應(yīng)用用文邱利管測(cè)流量2A1, v1 ,P1A2, v2 ,P21文邱利管測(cè)流量第二章