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无人机的空(kōng)气动力之升(shēng)力

 

升(shēng)力是飞行器区(qū)别于(yú)别的物(wù)体运(yùn)动的一个很重要的(de)物理量(liàng),“升力”顾名思义就是指使飞机离(lí)开(kāi)地面,飞(fēi)向空中的力,而“升力(lì)”的产生大(dà)部(bù)分(fèn)来自机翼本(běn)身,本篇主要介绍(shào)机翼的(de)升力是如(rú)何产生的(de)。了解“升力”需要知(zhī)道三个一,一则定律,一个形状和一条公式。

一(yī)、一个形状——机翼翼型

当我们(men)从上向(xiàng)下俯视飞机时,机翼是个长方形(xíng),而翼型,是(shì)指我们从向右或从右向(xiàng)左的机翼(yì)剖面形状

翼(yì)型更像个水滴形状(zhuàng),最(zuì)右端的点为翼型的前缘点,最(zuì)左端(duān)的点为翼型的后缘(yuán)点,两点之(zhī)间的连线为翼(yì)弦,翼(yì)弦决定升力体或(huò)机翼的宽度,翼弦将(jiāng)翼型分(fèn)成上下(xià)两部分(fèn),上部分为翼型的上弧线,下部分为翼型的下弧线,连接上下(xià)弧面做(zuò)翼弦(xián)的垂线,为翼型的(de)宽度(dù),最后连接前缘(yuán)点(diǎn)与后缘点,并经过垂线中点,为翼型(xíng)的弯度,弯度越大,翼(yì)型(xíng)越(yuè)不对称。

二、一则定律——伯努利定律

伯努(nǔ)利定律是描述(shù)有关流(liú)体连续性介质的运动(dòng)规(guī)律,其(qí)实质是机械能守恒,简单来说(shuō),就(jiù)是在环境一定的情况下(xià),流速快的地方,压力小,流速慢的地方压力大(dà)。   

空气在经流(liú)机(jī)翼后,会(huì)在前缘点处分成(chéng)两股分流,经流上弧面的气流,因(yīn)相较(jiào)于下弧(hú)面流速(sù)快(kuài)。根据伯努利定律,上弧面(miàn)的压力要(yào)小于下弧(hú)面,因此产生由下而上的托举力,也就是升力。

三、一条公式——升力公式

升力(lì)公式 L = 1/2ρ v² S Cy ,其中 v²为升力体与空气的(de)相对速度,S为(wéi)升(shēng)力体的投影(yǐng)面积,Cy为(wéi)升力系(xì)数。上(shàng)述(shù)几个是决定升力力度(dù)的物理(lǐ)量,飞机速度越(yuè)快,机翼面积越大(dà)或升力系数越高(翼型的(de)弯度和机(jī)翼与来流的迎(yíng)角),升(shēng)力也就越大。

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