�
  • �
  • �
  • �
  • �
  • �
您当前的位置(zhì):首页(yè) > 航飞知识

航空(kōng)知识手册之十(shí):伯(bó)努利定律和(hé)翼型

 

伯努(nǔ)利(lì)定律

当空气(qì)遇上任何物体,比如说机翼,空气会产生(shēng)偏(piān)转,一些空气从机翼上(shàng)表面通过,一些空气从机翼下表面通过。在这个流动过程中会产生(shēng)复杂(zá)的速度和(hé)压力的变化。要(yào)产生升力,上(shàng)下(xià)表面的平均圧力必须(xū)有差异才(cái)行。

伯努利的理论(lùn)将流动的速度和流动中任(rèn)意一点的压力联系起来。这个理论(lùn)是运(yùn)动和能量定(dìng)律(lǜ)的一(yī)个(gè)特(tè)殊顶用。对于管道类和轮(lún)船周(zhōu)围的流动来说,它是一个最基础的理论,对于(yú)空(kōng)气动力学和飞行来说也是一(yī)样。

想(xiǎng)象一个平滑流动(dòng)或流线型流动里面的空气微团,如果各(gè)个方(fāng)向对它施加的压力都是相等的话,那(nà)么它就处于平衡状态。如果有任何不同的压力,这个微团的平(píng)衡(héng)就会被打破,根据(jù)牛顿第(dì)二运动定律,微团要么加速要么减速。如果后部的压力大于前部的压力,速度会增加;反(fǎn)之,如果后面的压力(lì)小于前面的压力,速度则减小。因(yīn)此,当微团接近一个低压区时会加速,接近高(gāo)气压时会减(jiǎn)速(sù)。我们可以用另一种(zhǒng)方(fāng)法描(miáo)述这件(jiàn)事(shì)情,即如果流(liú)体(tǐ)速度降低,其压力必(bì)然升高(gāo)。微团并不(bú)是孤立的,而是某个(gè)流动(dòng)中的一部分,这(zhè)个规律适用于每个微团的。因此,流动在接近低压(yā)或高压区时会分(fèn)别加速或减速。这个原理的简单的数(shù)学表达就是伯努利定理,以下式表示,其中,ρ表示压力。

空气密度是常熟(密度不会改变(biàn)),压力和速(sù)度因此就成了变量(liàng),如果一个增加(jiā),则另一个就见啥。这个原理的(de)著名的应用(yòng)就是(shì)文氏管,它(tā)通常(cháng)用在航空领域来测量控诉,在(zài)日常生活中用于通过(guò)龙水龙头或(huò)橡(xiàng)胶软管二产生告诉(sù)水流。

通过一个收缩(suō)管道的流(liú)体,内部空间全部(bù)被充满。在每个单位时间内,流进一定质量的(de)流(liú)体(tǐ),出口就流出同(tóng)样质量的流体。在(zài)管道的收缩区,由于横截面较小,通(tōng)过它的流体的(de)速度必然增(zēng)加,这样(yàng)才能(néng)保证在(zài)相同的时间内流出相同质量的流体。根据伯努利定理(lǐ),这(zhè)个速度的增加必然造(zào)成收(shōu)缩区(qū)压力的降低。途中耳朵(duǒ)空气在收缩区域内变得长而窄,在达到管道的宽阔处后又变回其(qí)原来的形状,这样就形(xíng)成流线。

经(jīng)过任何物体的流动(dòng),只要是流线型的流动(dòng),就会(huì)产(chǎn)生相似(sì)的流动(dòng)变形,同时伴随着速度和压力的变化。这根(gēn)流过(guò)机翼的流(liú)动十(shí)分相(xiàng)似。

翼(yì)型(xíng)和机翼升(shēng)力系(xì)数

机翼的效(xiào)率受翼型的影响极大,在(zài)一定程度上是受翼型弯(wān)度和厚(hòu)度(dù)的影响。

飞行(háng)器的机身和其他相似外形的部件也能产(chǎn)生一(yī)些微(wēi)小的升力,大小取决于他(tā)们的外形(xíng)和迎角。对于航天飞行的载(zǎi)人(rén)飞行器,专门设(shè)计(jì)了一个没有机翼的“升力体”,但对于通常(cháng)的(de)飞行器来(lái)说,机体对升力(lì)的贡(gòng)献(xiàn)几(jǐ)乎是乐意忽(hū)略的。然而,机身确实会产生一些与升力可比较(jiào)的力,它(tā)影响着飞行器的稳(wěn)定性,而且其(qí)总是与使飞行器处于(yú)给定迎(yíng)角下的安(ān)定面的配平作用力相(xiàng)反。相似(sì)的横(héng)侧向不稳定打扰由垂直安定面来阻止,它是一个与机身成直角安装的小型的翼面,能产生侧向力来纠正飞行器的(de)偏航和侧(cè)滑。

对于水平飞行,飞(fēi)行器产(chǎn)生的总升力等(děng)于总(zǒng)重力,所以可以写(xiě)出下式

总升力=总重力

或者LWg

作用力=反作(zuò)用力

式中,W为飞(fēi)行器重量(kg);g为重(chóng)力加速度。

这(zhè)个公式在飞行器下(xià)滑或是爬升过(guò)程中是不适(shì)用的。影(yǐng)响升(shēng)力的因素是飞行器的尺寸或面积、飞行速度、空气(qì)密度(dù)等。

一个水平飞行的飞行器,升力必须等于重力(lì)。如果飞行器的重力增(zēng)加了,所需的(de)升力也必须增(zēng)加,公式(shì)右(yòu)边的(de)一(yī)个(gè)或多个参数值(zhí)就必须增加(jiā)。

机翼翼载

从上面(miàn)可以(yǐ)看出(chū),重(chóng)量与机翼面积之(zhī)比(翼载(zǎi))非常重要。翼载经常写成W/S,单位是千(qiān)克/平方米。忽略(luè)燃(rán)油消耗造成的微小影响,在飞(fēi)行过程中(zhōng),飞(fēi)行器的重量(liàng)是一个常熟。在(zài)给定的(de)配平(píng)状(zhuàng)态(tài)(迎角(jiǎo))下的速度完(wán)全取决于翼载。这个关系可以通过整(zhěng)理升(shēng)力公式得到。

对于(yú)滑翔机和下滑中的飞机来说,升(shēng)力和重(chóng)力并不完全相等(děng),L=Wgcosα,但是在一般的(de)小于10°的俯冲角或爬升角情况下,两者相差不多。增加重量(liàng)要求增加速度,这回耗费更多(duō)的功率来保持飞(fēi)行(在滑翔机(jī)中需要更强的上升气流保持滑(huá)翔(xiáng)飞行)。

18.jpg

咨询航拍服务可加昆明俊鹰无(wú)人机(jī)飞控手老鹰的微信(xìn)laoyingfly

相关文章(zhāng)
云南(nán)_日韩精品一区二区三区四区和骏鹰(yīng)航空科技(jì)有限公司 版(bǎn)权所有
联系人(rén):高先生
电话(微信):18208826648
地(dì)址:昆明市西福路_日韩精品一区二区三区四区和骏鹰航空科技园
网站(zhàn)备案号(hào): 滇ICP备19003830号-1
�

微信(xìn)咨询.png