低速空氣動力特性.ppt

飛行原理/CAFUC,第二章,飛機(jī)的低速空氣動力,第二章 第 頁,2,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(jī)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,飛行原理/CAFUC,2.4 飛機(jī)的低速空氣動力性能,第二章 第 頁,4,飛機(jī)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,第二章 第 頁,5,2.4.1 升力特性,升力系數(shù)的變化規(guī)律,第二章 第 頁,6,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(jìn)入失速區(qū)。,第二章 第 頁,7,煙風(fēng)洞翼型繞流實(shí)驗(yàn),小迎角,較大迎角,大迎角,第二章 第 頁,8,翼型在不同迎角下的壓強(qiáng)分布,第二章 第 頁,9,翼型在不同迎角下的壓強(qiáng)分布,第二章 第 頁,10,壓力中心（CP）位置隨迎角改變的變化,第二章 第 頁,11,壓力中心（CP）位置隨迎角改變的變化,第二章 第 頁,12,升力特性參數(shù),零升迎角,第二章 第 頁,13,翼型在零升迎角下的壓強(qiáng)分布,第二章 第 頁,14,升力系數(shù)曲線斜率,第二章 第 頁,15,臨界迎角和最大升力系數(shù),第二章 第 頁,16,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。,第二章 第 頁,17,翼型前緣半徑對升力特性的影響,前緣半徑增加，臨界迎角增加。,第二章 第 頁,18,展弦比對升力特性的影響,展弦比越高，最大升力系數(shù)越大，臨界迎角越小。,第二章 第 頁,19,后掠翼對升力特性的影響,平直機(jī)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。,第二章 第 頁,20,翼型前緣粗糙度對升力特性的影響,翼型前緣越光滑，最大升力系數(shù)越高，臨界迎角越大。,第二章 第 頁,21,2.4.2 阻力特性,阻力系數(shù)的變化規(guī)律,第二章 第 頁,22,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(jī)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(jī)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(jī)阻力主要為壓差阻力。,第二章 第 頁,23,阻力特性參數(shù),飛機(jī)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。,第二章 第 頁,24,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：,A是誘導(dǎo)阻力因子，大小與機(jī)翼形狀有關(guān)。,第二章 第 頁,25,2.4.3 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(jī)的空氣動力性能越好。,第二章 第 頁,26,升阻比曲線,迎角,第二章 第 頁,27,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。,第二章 第 頁,28,性質(zhì)角,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。,第二章 第 頁,29,2.4.4 飛機(jī)的極曲線,極曲線將飛機(jī)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(jī)的空氣動力性能。,.,極曲線,第二章 第 頁,30,極曲線的深入理解,從坐標(biāo)原點(diǎn)向曲線引切線，切點(diǎn)對應(yīng)最小阻力迎角和最大升阻比。,第二章 第 頁,31,從原點(diǎn)所引直線與極曲線交于兩點(diǎn)，則兩點(diǎn)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,第二章 第 頁,32,螺旋槳滑流,不同滑流狀態(tài)的極曲線,第二章 第 頁,33,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。,第二章 第 頁,34,不同展弦比機(jī)翼的極曲線,展弦比越大，低速空氣動力性能越好。,第二章 第 頁,35,飛機(jī)的低速空氣動力性能曲線總結(jié),第二章 第 頁,36,2.4.5 地面效應(yīng),飛機(jī)在起飛和著陸貼近地面時，由于流過飛機(jī)的氣流受地面的影響，使飛機(jī)的空氣動力和力矩發(fā)生變化。這種效應(yīng)稱為地面效應(yīng)。,第二章 第 頁,37,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,第二章 第 頁,38,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）。,第二章 第 頁,39,地面效應(yīng)的產(chǎn)生范圍,飛機(jī)距地面高度在一個翼展以內(nèi)，地面效應(yīng)對飛機(jī)有影響，距地面越近地面效應(yīng)越強(qiáng)。,第二章 第 頁,40,地效飛機(jī),地效飛機(jī)是介于船和普通飛機(jī)之間的新型水上快速交通工具 。地效飛機(jī)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(yùn)輸，海情偵察，水上救生等。,“小鷹”地效飛機(jī)速度可達(dá)556千米/小時,第二章 第 頁,41,Beriev Bartini VVA 14地效飛行器,第二章 第 頁,42,地效飛機(jī)（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，發(fā)起人便是原國家科委常務(wù)副主任、航天專家李緒鄂。1995年，他領(lǐng)導(dǎo)的中國科技開發(fā)院聯(lián)合湖北水上飛機(jī)研究所、北京空氣動力學(xué)研究所成立了中國地效飛行器開發(fā)中心，經(jīng)過4年的努力，第一架中國的地效飛行器誕生了。,