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无(wú)人机的(de)空气动力之升(shēng)力(lì)

 

升力是飞行器区(qū)别于别的物体运动的一个很重要的(de)物理(lǐ)量,“升力”顾名思义就是指使飞机离开(kāi)地面,飞向空中的力(lì),而“升力(lì)”的产生(shēng)大部分来自机翼(yì)本身,本篇(piān)主要介绍(shào)机翼的(de)升力是(shì)如(rú)何产生的。了解“升力(lì)”需要知道三(sān)个一,一则定律,一个形状和(hé)一(yī)条公式。

一、一个形(xíng)状——机翼翼型

当我(wǒ)们从上向下俯视飞机时,机(jī)翼是(shì)个长方(fāng)形,而(ér)翼型,是(shì)指我们从向(xiàng)右或从右向左的机(jī)翼(yì)剖面形状

翼型更像个水滴形状,最右端的(de)点(diǎn)为翼型的前(qián)缘点,最(zuì)左端的点为翼型的后缘点,两点之间的连线(xiàn)为翼弦,翼弦决定升力体或机翼的宽度,翼弦将翼型分成上下两部分,上部分为翼(yì)型的上弧线,下(xià)部分为翼型的下(xià)弧(hú)线,连接上下弧面做(zuò)翼弦的垂线(xiàn),为翼(yì)型的宽度(dù),最后连接前缘点与后缘点,并经过垂线中点(diǎn),为(wéi)翼型的弯度,弯度越大,翼型越不对称。

二、一则定律——伯努利(lì)定律

伯努利(lì)定律(lǜ)是描述有关流体(tǐ)连续性介质的(de)运动规律,其(qí)实质是机械能守恒,简单来说,就(jiù)是在环(huán)境一定的情况下,流速快的地方(fāng),压力(lì)小,流速慢的地方压(yā)力大。   

空气在经流机翼后,会(huì)在前缘(yuán)点处分成两(liǎng)股分流,经流上弧(hú)面的(de)气流,因(yīn)相较于下弧(hú)面流速快。根据伯(bó)努利定律,上弧面的压力(lì)要小(xiǎo)于下弧面,因此产生由下而上的托(tuō)举力,也就(jiù)是升力。

三、一(yī)条公式——升力(lì)公式

升力公式 L = 1/2ρ v² S Cy ,其中 v²为升力体与空气的相对(duì)速(sù)度,S为(wéi)升力(lì)体的投影面积,Cy为(wéi)升力系数。上述(shù)几个是决定升力力(lì)度的物理(lǐ)量(liàng),飞机速度越快,机翼(yì)面积(jī)越大或升(shēng)力系数越高(翼(yì)型(xíng)的弯度(dù)和机翼与来流的迎角),升力也就越大。

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