阻力的分類課件講解

廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)航空概論（M1）PART阻力的分類091.摩擦阻力摩擦阻力是由于空氣有黏性而產(chǎn)生的阻力，存在于附面層內(nèi)。機(jī)體表面給氣體微團(tuán)向前的阻滯力，使其速度下降，氣體微團(tuán)必定給機(jī)體以大小相等方向向后的作用力，這個(gè)力就是摩擦阻力。在紊流附面層的底層，機(jī)體表面對(duì)氣流的阻滯作用要比層流附面層大得多，所以，紊流附面層就要產(chǎn)生要比層流附面層大得多的摩擦阻力。摩擦阻力的大小除了與附面層內(nèi)氣流的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)外，還與機(jī)體與氣流接觸的面積大小以及機(jī)體表面狀態(tài)有關(guān)。機(jī)體與氣流接觸的面積越大，機(jī)體表面越粗糙，摩擦阻力就越大。1摩擦阻力由于紊流附面層中產(chǎn)生的摩擦阻力比層流附面層大得多，所以減小摩擦阻力的主要方法是盡可能使附面層保持層流狀態(tài)。層流翼型是使附面層保持層流，推遲附面層轉(zhuǎn)捩和分離的一種有效翼型；此外，在機(jī)翼表面安裝一些氣動(dòng)裝置，向附面層內(nèi)輸入動(dòng)能，也可以推遲附面層分離。除了控制附面層外，保持機(jī)體表面的光滑清潔也是減小摩擦阻力的有效方式。2.壓差阻力氣流流過飛機(jī)時(shí)，在機(jī)體前后壓力差形成的阻力就叫做壓差阻力。氣流流過機(jī)翼表面時(shí)，在機(jī)翼前緣的駐點(diǎn)處速度降為零，形成最大的正壓力點(diǎn)；在最低壓力點(diǎn)之后的逆壓作用下附面層分離，又在機(jī)翼的后緣生成低壓的渦流區(qū)。這樣，機(jī)翼前緣區(qū)域的壓力大于后緣區(qū)域的壓力，前后壓力差就形成了壓差阻力。壓差阻力不僅與物體的迎風(fēng)面積、物體的形狀有關(guān)，還與物體相對(duì)氣流的位置（迎角的大?。┯嘘P(guān)。流線型物體的軸線與氣流平行時(shí)，可以使壓差阻力減小。2.壓差阻力減小壓差阻力的措施包括：盡量減小飛機(jī)機(jī)體的迎風(fēng)面積，機(jī)身橫截面的形狀應(yīng)采取圓形或近似圓形。暴露在空氣中的機(jī)體各部件外形應(yīng)采用流線型。飛行時(shí)，除了起氣動(dòng)作用的部件外，其它機(jī)體部件的軸線應(yīng)盡量與氣流方向平行。民用運(yùn)輸機(jī)機(jī)翼采用一定的安裝角就是為了使飛機(jī)巡航飛行時(shí)，機(jī)翼產(chǎn)生所需要升力的同時(shí)，機(jī)身軸線保持與來流平行，減小壓差阻力。3.干擾阻力干擾阻力是流過機(jī)體各部件的氣流在部件結(jié)合處互相干擾而產(chǎn)生的阻力。實(shí)驗(yàn)表明，整體飛機(jī)的阻力大于各個(gè)部件單獨(dú)產(chǎn)生的阻力之合，多出的部分就是由于氣流流過各部件時(shí)，在它們的結(jié)合處相互干擾產(chǎn)生的干擾阻力。干擾阻力與各部件組合時(shí)的相對(duì)位置有關(guān)，也和部件結(jié)合部位形成的流管形狀有關(guān)。減小干擾阻力的措施包括：適當(dāng)安排各部件之間的相對(duì)位置，對(duì)于機(jī)翼和機(jī)身之間的干擾阻力來說，中單翼干擾阻力最小，下單翼最大，上單翼居中。在部件結(jié)合部位安裝整流罩，使結(jié)合部位較為光滑，以減小干擾阻力。4.誘導(dǎo)阻力氣流流過機(jī)翼產(chǎn)生升力是由于上下翼面存在壓力差，對(duì)有限翼展的機(jī)翼來說，這種壓力差會(huì)使氣流在沿機(jī)翼表面向后流動(dòng)的同時(shí)，還會(huì)繞過翼梢從下翼面的高壓區(qū)流向上翼面的低壓區(qū)。這樣，不但使機(jī)翼下表面氣流的流線由翼根向翼梢偏斜，使機(jī)翼上表面氣流的流線由翼梢向翼根偏斜，而且在機(jī)翼的翼梢部位形成了由下向上旋轉(zhuǎn)的翼梢旋渦。誘導(dǎo)阻力是伴隨升力而產(chǎn)生的一種阻力4.誘導(dǎo)阻力由于翼梢旋渦的作用，機(jī)翼上下表面的氣流在向后流動(dòng)的同時(shí)出現(xiàn)了向下流動(dòng)的趨勢(shì)。這種垂直氣流方向向下的流動(dòng)稱為下洗，向下流動(dòng)的速度稱為下洗速度。此時(shí)氣流的速度是來流速度和下洗速度的矢量合。由于下洗，速度相對(duì)來流方向向下傾斜了一個(gè)角度，升力也會(huì)相對(duì)來流方向向后傾斜了一個(gè)角度，這樣，升力除了在垂直來流方向上有一個(gè)起到升力作用的分量外，還會(huì)沿來流方向產(chǎn)生一個(gè)其阻力作用的分量，這個(gè)向后作用阻礙飛機(jī)飛行的力叫做誘導(dǎo)阻力。LL’D’減小誘導(dǎo)阻力的措施采用誘導(dǎo)阻力較小的機(jī)翼平面形狀，加大機(jī)翼的展弦比，都可以降低翼梢部位的面積在機(jī)翼總面積中所占比例，從而減小誘導(dǎo)阻力。在得到相同升力的情況下，飛機(jī)飛行速度越小，所需要的迎角越大，迎角的增加會(huì)使上下翼面氣流的流速相差較大，壓力差加大，翼梢旋渦隨之加強(qiáng)，誘導(dǎo)阻力也就增加了，所以低速飛機(jī)大多采用大展弦比的機(jī)翼來減小誘導(dǎo)阻力。還可以采用翼梢小翼阻止氣流由下翼面流向上翼面，減弱翼梢漩渦，從而減小誘導(dǎo)阻力。5.低速飛行時(shí)飛機(jī)的阻力低速飛行時(shí)飛機(jī)的阻力由摩擦阻力、壓差阻力、干擾阻力和誘導(dǎo)阻力組成，摩擦阻力、壓差阻力、干擾阻力統(tǒng)稱為廢阻力。總阻力應(yīng)是誘導(dǎo)阻力和廢阻力之和。有利速度低速飛行時(shí)，飛機(jī)要以較大的迎角飛行。這樣，機(jī)翼上下表面的壓力差較大，形成了較強(qiáng)的翼梢旋渦，誘導(dǎo)阻力較大。飛行速度較高時(shí)，飛機(jī)以較小的迎角飛行，機(jī)翼上下表面的壓力差減小，形成了較弱的翼梢旋渦，誘導(dǎo)