阻力的分类课件讲解

广州民航职业技术学院空气动力学基础航空概论（M1）PART阻力的分类091.摩擦阻力摩擦阻力是由于空气有黏性而产生的阻力，存在于附面层内。机体表面给气体微团向前的阻滞力，使其速度下降，气体微团必定给机体以大小相等方向向后的作用力，这个力就是摩擦阻力。在紊流附面层的底层，机体表面对气流的阻滞作用要比层流附面层大得多，所以，紊流附面层就要产生要比层流附面层大得多的摩擦阻力。摩擦阻力的大小除了与附面层内气流的流动状态有关外，还与机体与气流接触的面积大小以及机体表面状态有关。机体与气流接触的面积越大，机体表面越粗糙，摩擦阻力就越大。1摩擦阻力由于紊流附面层中产生的摩擦阻力比层流附面层大得多，所以减小摩擦阻力的主要方法是尽可能使附面层保持层流状态。层流翼型是使附面层保持层流，推迟附面层转捩和分离的一种有效翼型；此外，在机翼表面安装一些气动装置，向附面层内输入动能，也可以推迟附面层分离。除了控制附面层外，保持机体表面的光滑清洁也是减小摩擦阻力的有效方式。2.压差阻力气流流过飞机时，在机体前后压力差形成的阻力就叫做压差阻力。气流流过机翼表面时，在机翼前缘的驻点处速度降为零，形成最大的正压力点；在最低压力点之后的逆压作用下附面层分离，又在机翼的后缘生成低压的涡流区。这样，机翼前缘区域的压力大于后缘区域的压力，前后压力差就形成了压差阻力。压差阻力不仅与物体的迎风面积、物体的形状有关，还与物体相对气流的位置（迎角的大小）有关。流线型物体的轴线与气流平行时，可以使压差阻力减小。2.压差阻力减小压差阻力的措施包括：尽量减小飞机机体的迎风面积，机身横截面的形状应采取圆形或近似圆形。暴露在空气中的机体各部件外形应采用流线型。飞行时，除了起气动作用的部件外，其它机体部件的轴线应尽量与气流方向平行。民用运输机机翼采用一定的安装角就是为了使飞机巡航飞行时，机翼产生所需要升力的同时，机身轴线保持与来流平行，减小压差阻力。3.干扰阻力干扰阻力是流过机体各部件的气流在部件结合处互相干扰而产生的阻力。实验表明，整体飞机的阻力大于各个部件单独产生的阻力之合，多出的部分就是由于气流流过各部件时，在它们的结合处相互干扰产生的干扰阻力。干扰阻力与各部件组合时的相对位置有关，也和部件结合部位形成的流管形状有关。减小干扰阻力的措施包括：适当安排各部件之间的相对位置，对于机翼和机身之间的干扰阻力来说，中单翼干扰阻力最小，下单翼最大，上单翼居中。在部件结合部位安装整流罩，使结合部位较为光滑，以减小干扰阻力。4.诱导阻力气流流过机翼产生升力是由于上下翼面存在压力差，对有限翼展的机翼来说，这种压力差会使气流在沿机翼表面向后流动的同时，还会绕过翼梢从下翼面的高压区流向上翼面的低压区。这样，不但使机翼下表面气流的流线由翼根向翼梢偏斜，使机翼上表面气流的流线由翼梢向翼根偏斜，而且在机翼的翼梢部位形成了由下向上旋转的翼梢旋涡。诱导阻力是伴随升力而产生的一种阻力4.诱导阻力由于翼梢旋涡的作用，机翼上下表面的气流在向后流动的同时出现了向下流动的趋势。这种垂直气流方向向下的流动称为下洗，向下流动的速度称为下洗速度。此时气流的速度是来流速度和下洗速度的矢量合。由于下洗，速度相对来流方向向下倾斜了一个角度，升力也会相对来流方向向后倾斜了一个角度，这样，升力除了在垂直来流方向上有一个起到升力作用的分量外，还会沿来流方向产生一个其阻力作用的分量，这个向后作用阻碍飞机飞行的力叫做诱导阻力。LL’D’减小诱导阻力的措施采用诱导阻力较小的机翼平面形状，加大机翼的展弦比，都可以降低翼梢部位的面积在机翼总面积中所占比例，从而减小诱导阻力。在得到相同升力的情况下，飞机飞行速度越小，所需要的迎角越大，迎角的增加会使上下翼面气流的流速相差较大，压力差加大，翼梢旋涡随之加强，诱导阻力也就增加了，所以低速飞机大多采用大展弦比的机翼来减小诱导阻力。还可以采用翼梢小翼阻止气流由下翼面流向上翼面，减弱翼梢漩涡，从而减小诱导阻力。5.低速飞行时飞机的阻力低速飞行时飞机的阻力由摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力和诱导阻力组成，摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力统称为废阻力。总阻力应是诱导阻力和废阻力之和。有利速度低速飞行时，飞机要以较大的迎角飞行。这样，机翼上下表面的压力差较大，形成了较强的翼梢旋涡，诱导阻力较大。飞行速度较高时，飞机以较小的迎角飞行，机翼上下表面的压力差减小，形成了较弱的翼梢旋涡，诱导