低速空气动力学

1、低速空气动力学第1页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页2本章主要内容2.1 空气流动的描述2.2 升力2.3 阻力2.4 飞机的低速空气动力特性2.5 增升装置的增升原理飞行原理/CAFUC第2页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日飞行原理/CAFUC2.4 飞机的低速空气动力性能第3页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页4飞机的主要空气动力性能包括：升力特性阻力特性升阻比特性主要空气动力性能参数包括：最大升力系数最小阻力系数最大升阻比第4页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章

2、第 页52.4.1 升力特性升力系数的变化规律第5页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页6升力系数随迎角的变化规律当临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。第6页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页7烟风洞翼型绕流实验小迎角较大迎角大迎角第7页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页8翼型在不同迎角下的压强分布第8页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页9翼型在不同迎角下的压强分布第9页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页10

3、压力中心（CP）位置随迎角改变的变化第10页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页11压力中心（CP）位置随迎角改变的变化第11页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页12升力特性参数零升迎角第12页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页13翼型在零升迎角下的压强分布压强高于环境气压压强低于环境气压压强低于环境气压气动中心前半部分合力后半部分合力第13页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页14升力系数曲线斜率第14页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，

4、星期日第二章 第 页15临界迎角和最大升力系数第15页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页16相对厚度对升力特性的影响相对厚度增加 相对厚度增加，最大升力系数增加，临界迎角减小。第16页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页17翼型前缘半径对升力特性的影响半径小半径大 前缘半径增加，临界迎角增加。第17页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页18展弦比对升力特性的影响展弦比高展弦比低 展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎角越小。第18页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章

5、 第 页19后掠翼对升力特性的影响平直机翼后掠翼 平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线斜率越大，临界迎角越小。第19页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页20翼型前缘粗糙度对升力特性的影响光滑粗糙 翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临界迎角越大。第20页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页212.4.2 阻力特性 阻力系数的变化规律第21页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页22阻力系数随迎角的变化规律在中小迎角范围，阻力系数随迎角增大而缓慢增大，飞机阻力主要为摩擦阻力。在迎角较大时，阻力

6、系数随迎角增大而较快增大，飞机阻力主要为压差阻力和诱导阻力。在接近或超过临近迎角时，阻力系数随迎角的增大而急剧增大，飞机阻力主要为压差阻力。第22页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页23 阻力特性参数最小阻力系数和零升阻力系数 飞机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般认为二者为同一个值。第23页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页24中小迎角时的阻力公式 在中小迎角时，阻力公式可以表示为： A是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。第24页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页252.4.3

7、升阻比特性 升阻比 升阻比是相同迎角下，升力系数与阻力系数之比，用K表示。 升阻比的大小主要随迎角变化而变化。 升阻比越大，飞机的空气动力性能越好。第25页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页26 升阻比曲线迎角临界迎角最小阻力迎角第26页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页27升阻比随迎角的变化规律从零升迎角到最小阻力迎角，升力增加较快，阻力增加缓慢，因此升阻比增大。在最小阻力迎角处，升阻比最大。从最小阻力迎角到临界迎角，升力增加缓慢，阻力增加较快，因此升阻比减小。超过临近迎角，压差阻力急剧增大，升阻比急剧减小。第27页，共

8、42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页28性质角性质角是总空气动力与升力之间的夹角。性质角越小，总空气动力向后倾斜越少，升阻比越大。第28页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页292.4.4 飞机的极曲线 极曲线将飞机的升力系数、阻力系数、升阻比随迎角变化的关系综合起来用一条曲线表示出来，以便于综合衡量飞机的空气动力性能。. 极曲线第29页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页30极曲线的深入理解 从坐标原点向曲线引切线，切点对应最小阻力迎角和最大升阻比。第30页，共42页，2022年，5月20日，2

9、2点44分，星期日第二章 第 页31 从原点所引直线与极曲线交于两点，则两点的升阻比相同，较高者的迎角较大，较高者的平飞速度较小。极曲线的深入理解第31页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页32螺旋桨滑流不同滑流状态的极曲线第32页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页33不同滑流状态的极曲线 滑流使得升力系数和最大升力系数增大，最大升阻比增大，极曲线向右上偏移。第33页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页34不同展弦比机翼的极曲线 展弦比越大，低速空气动力性能越好。第34页，共42页，2022

10、年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页35飞机的低速空气动力性能曲线总结第35页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页362.4.5 地面效应 飞机在起飞和着陆贴近地面时，由于流过飞机的气流受地面的影响，使飞机的空气动力和力矩发生变化。这种效应称为地面效应。第36页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页37地面效应的产生原因上下翼面压差增加地面阻碍使下洗流减小下洗角减小，使平尾迎角减小飞机脱离地面效应区飞机处于地面效应区第37页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页38地面效应的效果上下

11、翼面压差增加，从而使升力系数增加。地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。下洗角减小，使平尾迎角减小，出现附加下俯力矩（低头力矩）。 第38页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页39地面效应的产生范围 飞机距地面高度在一个翼展以内，地面效应对飞机有影响，距地面越近地面效应越强。第39页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页40地效飞机 地效飞机是介于船和普通飞机之间的新型水上快速交通工具 。地效飞机在民用方面使用前景也十分广阔，如可用于海上和内河快速运输，海情侦察，水上救生等。“小鹰”地效飞机速度可达556千米/小时第40页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星期日第二章 第 页41Beriev Bartini VVA 14地效飞行器第41页，共42页，2022年，5月20日，22点44分，星