万象城在线登录-万象城(中国)
  • 万象城在线登录-万象城(中国)
  • 万象城在线登录-万象城(中国)
  • 万象城在线登录-万象城(中国)
  • 万象城在线登录-万象城(中国)
  • 万象城在线登录-万象城(中国)
您(nín)当(dāng)前的位置:首页 > 航(háng)飞知识

航(háng)空知识手册之十:伯(bó)努利定律和翼型

 

伯努利定(dìng)律

当空气遇上任何(hé)物(wù)体,比如说机翼,空气会产(chǎn)生偏转,一些空气(qì)从机翼上表面(miàn)通过,一(yī)些空气从机(jī)翼下表面通过。在(zài)这个流(liú)动过(guò)程中会产生复杂的速度和(hé)压力的变化。要产生(shēng)升(shēng)力,上下表(biǎo)面的(de)平(píng)均圧力必须有差异(yì)才(cái)行。

伯(bó)努利的(de)理论将流动(dòng)的速度和流(liú)动中任意一点的压力联系起(qǐ)来。这个理论(lùn)是运动(dòng)和能量定律的(de)一个特殊(shū)顶用。对于管道类和轮船周围的流动来说,它是一个最(zuì)基础的理论,对于空气动力学和(hé)飞行来(lái)说也是一样。

想象一个(gè)平滑流动或流线型流(liú)动(dòng)里(lǐ)面的(de)空气微团,如果各个方向对它施加的压力(lì)都是相(xiàng)等(děng)的话,那么它(tā)就(jiù)处于平(píng)衡(héng)状态。如果有(yǒu)任何不同的压力,这个微团的(de)平衡(héng)就(jiù)会被打破(pò),根据(jù)牛顿第二运动(dòng)定律,微团要么加(jiā)速(sù)要么减速。如果后部(bù)的压(yā)力大于前部(bù)的压力,速度(dù)会增加;反之,如果后面的压力小于前面的压力(lì),速度则(zé)减小。因此(cǐ),当微团接(jiē)近一(yī)个低(dī)压区时会(huì)加速,接近高气压时会减速。我们可以用另一种方法描述这件事(shì)情,即如果流体速度降低,其压力必然(rán)升高(gāo)。微团并不是孤(gū)立的,而是某个流动中的一部分,这个规律适用于(yú)每个微团(tuán)的。因(yīn)此,流动在接近低压(yā)或(huò)高压区时会分(fèn)别加速或减速(sù)。这个原理(lǐ)的(de)简单的数学表达就是(shì)伯努利定理,以下式(shì)表示,其中,ρ表示压(yā)力。

空气密度是常熟(shú)(密度不会改变),压力和速(sù)度因此就(jiù)成了变量(liàng),如果一个增加,则(zé)另一个(gè)就见啥。这个原理的著(zhe)名的应(yīng)用就(jiù)是文(wén)氏管,它通常用在航空(kōng)领域来测量控(kòng)诉,在日常生活(huó)中(zhōng)用于通(tōng)过龙水龙(lóng)头(tóu)或橡胶软管(guǎn)二产生告诉水流。

通过一个收缩(suō)管道(dào)的(de)流体,内部空间全部被(bèi)充满。在(zài)每个单位时间内,流(liú)进一定质量的流体,出口就流(liú)出同样质量(liàng)的流体。在管(guǎn)道的收缩(suō)区,由于横截面较(jiào)小(xiǎo),通过它(tā)的流体(tǐ)的速度必然增加,这样才能保证在(zài)相同(tóng)的时间内流出相同质量的流体。根据(jù)伯(bó)努(nǔ)利定理,这个速度的(de)增加必然造成收缩区压力的降低。途(tú)中(zhōng)耳朵空气在收缩区域内变得(dé)长(zhǎng)而(ér)窄(zhǎi),在达到(dào)管道的宽阔处后又变回其原(yuán)来的形状(zhuàng),这样就形成(chéng)流线。

经过任何物体的(de)流动,只要是(shì)流线型的流动,就会产生相(xiàng)似的流动变形,同时伴随(suí)着速度和压力的变化。这根(gēn)流(liú)过机(jī)翼的(de)流动(dòng)十分相似。

翼型和(hé)机翼升力系数(shù)

机(jī)翼的效率受翼型(xíng)的影响极大,在(zài)一定(dìng)程度(dù)上是受翼型弯度(dù)和厚度的影响(xiǎng)。

飞行器的机身和其他(tā)相似外(wài)形的(de)部件也能产生一些微小的(de)升力(lì),大(dà)小取决于他们的外(wài)形和迎角。对于航天飞行的载人飞行器,专门设(shè)计了一个(gè)没(méi)有机翼的“升力(lì)体”,但对(duì)于通常的飞行器(qì)来说(shuō),机体对升(shēng)力的贡献几乎(hū)是乐意忽略的。然而,机(jī)身确实会产生一些与升(shēng)力(lì)可比较(jiào)的力,它影响着飞(fēi)行器(qì)的稳(wěn)定性,而且其总是与使飞行(háng)器(qì)处(chù)于给定迎角(jiǎo)下的安定(dìng)面的配平作用(yòng)力相(xiàng)反。相似的横侧向(xiàng)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(ān)装的小型的翼面,能产生侧向力来纠正飞行器的偏航和侧滑。

对于水平飞行,飞行器产生的总升(shēng)力等于(yú)总重力,所(suǒ)以(yǐ)可以(yǐ)写出下式

总升力=总重(chóng)力

或者LWg

作用力=反作用力(lì)

式中,W为飞行器(qì)重量(liàng)(kg);g为(wéi)重(chóng)力加速度。

这个公式(shì)在(zài)飞行(háng)器下滑或是爬(pá)升过程中是不适用的。影响升力的因素是飞行器(qì)的尺(chǐ)寸或面(miàn)积、飞行速度(dù)、空气密度等。

一(yī)个水平(píng)飞行的飞(fēi)行器,升力必须等于重力(lì)。如(rú)果飞行器的重力增加了,所需的升力也必须增(zēng)加,公式右(yòu)边的一(yī)个或多个参数值(zhí)就必须增加。

机(jī)翼翼载

从上面可(kě)以看(kàn)出,重(chóng)量与(yǔ)机(jī)翼面积之比(翼载)非常重要。翼载经常写成W/S,单(dān)位是千克/平方米(mǐ)。忽略燃油消耗造(zào)成(chéng)的(de)微小影响,在飞行(háng)过程中,飞(fēi)行(háng)器的重量是一个常(cháng)熟。在给定的配平状态(tài)(迎角(jiǎo))下的速度完全(quán)取决(jué)于(yú)翼载。这个关系可以通(tōng)过(guò)整理(lǐ)升力公式得到(dào)。

对于滑翔机和下滑中的飞(fēi)机来说,升力和重力并不完全相等,L=Wgcosα,但是在一(yī)般的小于10°的俯(fǔ)冲角或爬升角情况下,两者(zhě)相差不多。增加(jiā)重量(liàng)要求(qiú)增加速度,这回耗费更多的功率(lǜ)来(lái)保持飞行(在滑翔机中需要更强的上升气(qì)流保持滑翔飞行(háng))。

18.jpg

咨询航(háng)拍服务可(kě)加昆(kūn)明俊(jun4)鹰无人机飞控手老鹰的微信(xìn)laoyingfly

相关文(wén)章
云南(nán)万象城在线登录和骏鹰航空科技有限公司 版(bǎn)权所有
联系人(rén):高先(xiān)生
电话(微信):18208826648
地址:昆明市西福(fú)路万象城在线登录和骏鹰航空科技(jì)园
网站备案号: 滇ICP备19003830号-1
万象城在线登录-万象城(中国)

微(wēi)信咨询.png

万象城在线登录-万象城(中国)

万象城在线登录-万象城(中国)