空气动力学Chapter1

1、第一章航空器1.1升力的产生原理航空器(aircraft)：人制造的在大气中的飞行物航空器浮于空气需要静的浮力或动的升力轻航空器（Liter-than-air Craft)：利用浮力(buoyancy)重航空器(Heavier-than-air Craft)：利用升力(lift)升力与浮力 共同点：作用于物体表面压力的合力 不同点：浮力源于流体的静压。 升力源于流体的流动产生的升力。浮力：气囊中充入氢气、氦气等比空气比重轻的气体。根据阿基米德定律，静止的流体中的物体受到的浮力等于其排开的流体的重量。当浮力大于重力时，物体就会浮起来。阿基米德(Archimedes，约公元前287-212) 升力

2、：流体流过物体时产生物体在流体中运动，或流体流过物体周围时，由于物体的形状，或物体相对于流动的方向而产生的力升力的方向浮力：与重力相反的方向升力：与流动方向（或物体运动方向）垂直流场中的物体附近，流体流动的速度发生变化物体表面不同位置的流速不同，形成速度分布流场中的压力与速度密切相关：速度大压强小速度小压强大速度分布压强分布升力物体的上下表面的压强分布不同而产生的升力机翼（Wing, Airfoil）：最有效地产生升力的物体翼型(wing section, profile)：机翼的横截面形状翼型通常是上表面较大弯曲下表面较小弯曲或平直上表面的弯曲大于下表面的弯曲上表面的流速大于下表面的流速上表

3、面的压强小于下表面的压强产生升力压力计：上下表面开一系列小孔，并用橡皮管同对应玻璃管相通。压力计两端的玻璃管与大气相通，管内液柱高度0-0线表示大气压水平。与翼面某孔相通的玻璃管柱低于0-0线表明该孔处的压力高于大气压力，反之则表明该孔处的压力低于大气压力。基准压力：来流的压力正压：比基准压力高的压力负压（吸力）：比基准压力低的压力矢量：表示吸力和正压。长度表示大小。方向与翼面垂直，向内表示正压，向外表示负压。翼弦：翼型的基准线迎角：翼弦与流动方向的夹角(a)迎角度的机翼：阻力主要是粘性摩擦产生的阻力(c)迎角度的平板（风筝）下面的气流被阻挡，呈正压上面的气流在前缘产生分离，不产生大的负压比机

4、翼产生的升力小(b)迎角度的机翼：上面不像平板那样容易分离失速：迎角过大，产生分离，升力下降由于翼型是流线型，迎角在适当的范围内，阻力也很小机翼的作用：尽可能大的升力，尽可能小的阻力机翼的性能指标之一：升阻比(lift/drag ratio)=升力阻力直升机：旋翼在空气中旋转，产生垂直于旋翼的升力。螺旋桨叶素产生推力的机理飞行速度V螺旋桨角速度从浆轴的半径r叶素的气流速度为222rV 从相对速度的角度考虑：飞机以速度v向前飞，相当于飞机静止时空气以速度v向后流动；叶素以速度u逆时针旋转，相当于空气以速度u顺时针流过叶素。1.2航空器的分类航空器分为轻航空器、重航空器轻航空器按有无推进装置区分无

5、动力装置气球(balloon)有动力装置飞艇(airship)重航空器分为固定翼(fixed wing)和旋转翼(rotating wing)两大类。固定翼机中无动力装置滑翔机(glider)有动力装置飞机(airplane)旋转翼直升机(helikopter)滑翔机此外，有利用喷流的反作用力产生浮力的垂直起降VTOL(Vertical Take-Off and Landing)短距离起降STOL（Short Take-off and Landing）英国鹞式垂直起降战斗机日本短距离起降实验机飞鸟V/STOL机的升力产生机理各种飞行器的受力情况热气球滑翔机直升机飞艇加速飞行状态的飞机悬停状态的

6、垂直起降飞机航空器飞行时所受的力：升力 L阻力 D重力 W推力 T惯性力 I1.3飞机的一般介绍1.3.1飞机的主要组成部分及其功用 飞机的结构形式不断改进，类型不断增多 除少数特殊的飞机以外，大多数飞机由五个主要部分组成： 机身、机翼、尾翼、起落装置、动力装置飞机的主要组成部分机翼的组成部分Boeing767起飞时的襟翼、高低速副翼Boeing767巡航时的襟翼、高速副翼Boeing767巡航时的高速副翼F15的襟翼、副翼和尾翼机翼 主要功用：产生升力，支持飞机飞行 机翼的数量：单翼机、双翼机、多翼机 机翼的安装：机身的上部、中部或下部 上单翼、中单翼、下单翼上单翼（歼轰七FBC-1）中单翼（歼八II）下单翼（幻影2000）作业说明机翼产生升力的原理以速度V飞