空气动力学基本理论-升力的产生

升力的产生、计算公式及影响因素2.4飞机的空气动力2.1.4空气动力、升力和阻力什么是空气动力？什么是总空气动力？空气作用在与之有相对运动物体上的力。总空气动力R：飞机飞行时，作用在飞机各部件上的空气动力的合力叫做飞机的总空气动力2.1.4空气动力、升力和阻力什么是升力？什么是阻力？

升力L：总空气压力垂直于来流方向上的分量。

阻力D：总空气压力平行于来流方向上的分量。升力主要内容升力的产生升力的计算公式升力的影响因素迎角与升力系数、压力中心的关系升力的产生机翼上气流的分析1、空气在机翼的前缘，分为两股，分别沿机翼上、下表面流过，而在机翼后缘重新汇合向后流去。2、受机翼上表面凸起的影响，流管变细，流速加快，压力降低。3、在机翼下表面，流管相对上表面粗，流速较慢，压力较大。翼型的压力分布1、矢量表示法2、坐标表示法机翼的升力是由上、下翼面的压力差产生的，要想了解机翼各部分对升力的贡献大小，就需知道机翼的压力分布情况。描述机翼的压力分布情况常用两种1、矢量表示法在描述机翼的压力分布时，通常将机翼上各点的静压与大气压进行比较。

翼面各点静压与大气压之差称为剩余压力。长度表示大小正压吸力垂直向外，表示吸力；指向翼面，表示正压A点：在机翼前缘，流速减小到零，正压最大的点，叫驻点B点：吸力最大的点，称为最低压力点2、坐标表示法根据伯努利方程可得则这表明，翼面各点的压力系数主要取决于迎角和翼型的形状，与动压（流速）无关压力系数定义从机翼的压力分布图可以看出，机翼升力的产生是上下翼面共同作用的结果。答案：A1.飞机在飞行时,升力方向是()A.与相对气流速度垂直。B.与地面垂直。C.与翼弦垂直D.与机翼上表面垂直。答案：D2.机翼的弦线与相对气流速度之间的夹角称为()A.机翼的安装角。B.机翼的上反角。C.纵向上反角。D.迎角.3.机翼空气动力受力最大的是()A.机翼上表面压力B.机翼下表面压力C.机翼上表面吸力D.机翼下表面吸力答案：C升力的计算公式2023/12/15

为升力系数；为空气密度

为飞行速度；为机翼面积升力公式的推导设流过翼型上、下表面的气流速度和压力在Ⅰ和Ⅱ界面处分别为根据伯努利方程，有

整理后得

则该段的升力

整理后得在单位展长机翼上，沿弦向取微段

则作用在单位翼展机翼上的升力

其中令则机翼升力升力的物理意义升力系数动压机翼面积等于用坐标法表示的机翼上、下翼面压力系数曲线所围成的面积在垂直于相对气流方向上的分量升力的影响因素1、飞行速度和空气密度和机翼面积2、升力系数机翼形状迎角2023/12/15飞行速度空气密度机翼面积1、飞行速度和空气密度和机翼面积成正比2023/12/15A380的机翼2023/12/15海拔高度的增加和温度升高都会使空气密度减小；例：1、炎热的高海拔机场，需要长距离跑道；

2、升限问题。不同时期，空气动力学在飞机上应用的方法不同：例：

1、增加机翼面积；

2、增加发动机推力，以提高飞行速度；

3、考虑减小阻力的方法2023/12/15红色男爵2023/12/15U2高空侦察机2、升力系数机翼形状迎角飞行马赫数小于一定值时2023/12/15机翼翼型的影响：

1、相对厚度较大，最大厚度位置靠前的翼型，易产生较大升力系数；

2、加大翼型的弯度，适当地将最大弯度位置前移，也可以提高最大升力系数；迎角对升力系数的影响当迎角改变时，气流在机翼表面的流动情况和机翼表面的压力分布都会随之发生变化，结果会导致机翼升力和阻力的变化、压力中心位置的前后移动升力系数、压力中心与迎角的关系1、升力系数随迎角的变化情况2、机翼压力中心位置随迎角的变化1、升力系数随迎角的变化情况在小于临界迎角的范围内增大迎角，升力增大超过临界迎角后，再增大迎角，升力反而减小临界迎角:在升力系数曲线上，最大升力系数对应的迎角就叫临界迎角。零升力迎角：升力系数为零时，机翼的升力为零，对应的迎角叫做零升力迎角。对于大多数民用运输机机翼采用的具有一定弯度的非对称机翼，零升力迎角是一个较小的负值。4.对于非对称翼型的零升迎角是()A.一个小的正迎角。B.一个小的负迎角。C.临界迎有。D.失速迎角。答案：B2、机翼压力中心位置随迎角的变化机翼的压力中心：机翼气动力合力的作用点。随着迎角的改变，机翼的压心的位置会沿飞机纵向前后移动（对称翼型除外）。不同迎角下的机翼升力迎角由小逐渐增大时，机翼上表面前段吸力增大，压力