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固定翼飞机原理(固定翼飞机构造组成简图)

2022-11-02 18:43:33

  固定翼飞机靠升力飞翔在空中,这升力何来?原理为何?对专业人员而言,这是基础知识,没有分歧;而对网友,却是网上争论不休。

  伯努利原理升力

  伟大的空气动力学家伯努利经过观察和反复试验,创立并证明了一个基本的空气动力学定律,并给出了相关计算公式,可用来准确计算任一气流场内的力的分布、变化。

  伯努利定律文字表述:总压=静压十动压

  依据这个定律,人们设计出了横断面为上凸下平的机翼,它相当于把一个流线形物体切开只留一半的截面图形。

  当人们把这个翼型的机翼平面在下,凸面在上放进风洞或风扇吹出的气流中时,机翼产生了升力。这个升力随上表面向上的弯度增大而增大。但当弯度增大到一个弯度临界值时,升力开始降低了,同时迎面阻力也明显增大了。

  人们用这个机翼上下表面流场压力分布的伯努利原理解释了这种升力的产生,这升力并和各种曲率下依伯努利公式计算出的值相同。

  这是机翼升力产生的方式之一:依伯努利流场压力分布原理产生升力。

  斜板升力

  许多种风筝没有使用伯努利原埋产生升力,而能升得很高,如龙筝,屁帘等,都只是一片或一片片与迎面气流成一定角度的“斜板”,这说明用斜板也可以产生足够的升力。

  于是飞机设计师们也使用这种产生升力的方法,就是在机翼安装在机身上时,让它与迎面气流呈现一个“斜板”的状态,这样同一片飞机的机翼就用了两种原理产生升力,使升力达到最大。

  斜板的升力大小由其与迎面气流的角度决定。在临界角度以下,随角度增加而增加,阻力也随之增大。当角度增大到临界值时,阻力急剧增大而升力急剧减小。

  机翼与飞机迎面气流的这个角度被称为“迎角”、“攻角”或“安装角”,都是一回事。常用“迎角”。这个词也被用来描述飞机相对于迎面气流的角度,如“迎角过大引起失速”等。

  在飞机设计中,表述“安装角”是用机翼“弦线(机翼前/后缘假想连线)”与飞机Ⅹ轴的角度表述,而不用其与迎面气流的角度表述,这实是一回亊。

  由于机翼的“安装角”通常很小,因此,看一架实际的飞机的机翼时,往往注意不到机翼“弦线”与机X轴角度,即安装角的,这也是网友各执一是的原因之一。

  机翼还有一个称为“上反角”的有关“角”的参数,它是指机翼两端相对翼根向上”翘“的程度,它决定飞机在空中的姿态稳定性。请网友不要把它和迎角弄混了。

  在航空界,它被用机翼展向与机身Z轴角度表述。

  由上可知,固定翼飞机的机翼升力由两部分构成:伯努利原理升力和“斜板”升力,是它们的和值。

  好了,飞机机翼产生升力的原理我已讲完了。只是这里没有述及超音速机翼、超临界机翼及仅用于战斗机的对称机翼。不过它们产生升力的原理仍然是以伯努利原理和斜板原理的二者相加,与普通机翼是一样的。不同的是它们的翼型各不相同,都是为了适应各自流场而做了相应的翼型改变而已。

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