阻力和升阻比

1、阻力和升阻比飞行器的所有部件，包括机翼、尾翼、机身以及每个暴露在空气中的部件都会产生阻力。即使是在发动机罩、机轮整流罩里面的部件，只要有空气流过就会产生阻力。伴随着升力的出现，阻力（）也会随之产生。影响阻力的因素有飞行速度、空气密度、气动外形及其尺度。阻力系数，就像升力系数一样，综合了飞行器的所有特性，也是飞行器空气动力“洁净度”的尺度。其公式与升力公式形式相同，如下式所示公式中的，或者说面积，一般是指整个飞行器的机翼面积。如果在中用的是总面积（包括尾翼），阻力的公式中也必须用相同的值。这就使得阻力和升力可以进行比较，并且通常以比值的形式出现，即升阻比。对于水平飞行，升力等于重力，升阻比是个常

2、数（忽略燃油消耗）。推力大小可以通过油门的设置进行调节，进而可以改变阻力的大小，这是因为在平衡状态的水平飞行中，推力和阻力是相等的。高速情况下，推力大阻力也大，但是总的升力保持不变，还是等于重力，升阻比就低。在低速时，仍然是水平飞行状态，阻力减小到一个值，升力还是等于重力，所以升阻比就增加了。这种阻力降低的趋势不会一直持续到最低速度，总的阻力系数在速度降低到某一值后反而会急剧地增加，它足以抵消速度的减小，因此在这个速度上，飞行器达到最大升阻比。这个值的大小给出了所有飞行器的一个粗略的效率尺度。如同升力一样，在风洞试验的阻力测试中，如果对阻力公式中理解错误就会产生混淆。在单独部件的测试中，如机身

3、、机轮等，测量并在阻力公式中使用的是被测物体的横截面面积。这就给出了一个完全不同于整机中使用机翼面积所得到的这些部件的阻力系数。从风洞试验中可以得出机翼阻力特性曲线，同样也能得到翼型升力系数。但是在飞行中，真实机翼在整个翼展上的翼型升力系数同风洞中测试的数据是一样的。计算飞行器部件的实际阻力是完全没有必要的。重要的是知道阻力是如何产生的并如何减小它。常用的增加升力的办法就是改变配平或使用不同的机翼翼型。在水平飞行中，升力等于重力，这个关系在改变配平或者翼型后还是成立的，所以虽然升力系数可能增加，但是升力在平飞中还是等于重力的。每次翼型或迎角的变化都会改变飞机的阻力。飞行器飞行时阻力是不可避免的

4、，但是减小阻力可以使飞行更有效率。1. 翼型阻力形状阻力（形阻）或压差阻力是由于气流的经过，物体周围压力分布不同而造成的阻力，而蒙皮摩擦阻力或黏性阻力是由于空气和飞行器表面接触产生的。将这些阻力分类是非常有用的，这些阻力很显然是同时产生的。比如，在下图中所示的机翼除了涡阻力之外还会同时产生形状阻力和蒙皮摩擦阻力（摩阻）。蒙皮摩阻和形阻之间的关系非常密切：一个会影响另外一个。举例来说，蒙皮摩阻很大程度上是由气流的速度决定的，而流向后方的流体的速度是由物体的外形来决定的。因此，特别是在考虑机翼时，形阻和摩阻通常放到一起考虑并用一个新的名词重新命名翼型阻力（型阻），经常也称型面阻力。与诱导阻力相比，

5、蒙皮摩阻和形阻都直接与成正比。所以，当速度增加而诱导阻力减少时，形阻和蒙皮摩阻增加了，反之亦然。2. 涡阻力诱导阻力现在更多地被称为涡诱导阻力，简称涡阻力或涡阻。因为它是与从机翼翼尖或者任意表面拖出的涡联系在一起的，而这些涡产生了升力。涡的出现是直接跟升力联系在一起的：给定机翼的升力系数越高，涡的影响也越明显（这个可以与附着涡的强度联系起来。附着涡越强，升力越大，同样翼尖涡系越强，阻力也越大）。当水平飞行速度较低的时候，飞行器相对于高速状态来说必须工作在高升力系数下，飞行器的诱导阻力随着速度的降低而大大增加（数学上，涡诱导阻力与成正比）。上面提到的升阻比在低速状态下会降低，涡阻力的增加是一个主要因素，但不是唯一的原因。图3- 1 涡诱导阻力3. 总阻力飞行器在每个速度下的总阻力由总的涡阻力和所有其他的阻力组成。在涡阻力等于其他阻力和的地方，阻力达到最小值。由于在给定飞行器质量的水平飞行中，升力是个常数，在曲线上最小阻力点处