低速空气动力学

飞行原理/CAFUC第二章飞机的低速空气动力第二章第页2本章主要内容2.1空气流动的描述2.2升力2.3阻力2.4飞机的低速空气动力特性2.5增升装置的增升原理飞行原理/CAFUC飞行原理/CAFUC2.4飞机的低速空气动力性能第二章第页4飞机的主要空气动力性能包括：①升力特性②阻力特性③升阻比特性主要空气动力性能参数包括：①最大升力系数②最小阻力系数③最大升阻比第二章第页52.4.1升力特性①升力系数的变化规律第二章第页6●升力系数随迎角的变化规律当αα临界，升力系数随迎角增大而增大。当α=α临界，升力系数为最大。当αα临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。第二章第页7●烟风洞翼型绕流实验小迎角较大迎角大迎角第二章第页8●翼型在不同迎角下的压强分布第二章第页9●翼型在不同迎角下的压强分布第二章第页10●压力中心（CP）位置随迎角改变的变化第二章第页11●压力中心（CP）位置随迎角改变的变化第二章第页12②升力特性参数0I.零升迎角0第二章第页13●翼型在零升迎角下的压强分布压强高于环境气压压强低于环境气压压强低于环境气压气动中心前半部分合力后半部分合力第二章第页14II.升力系数曲线斜率0()LLCCLC第二章第页15III.临界迎角和最大升力系数ljmaxLC第二章第页16●相对厚度对升力特性的影响相对厚度增加相对厚度增加，最大升力系数增加，临界迎角减小。第二章第页17●翼型前缘半径对升力特性的影响半径小半径大前缘半径增加，临界迎角增加。第二章第页18●展弦比对升力特性的影响展弦比高展弦比低展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎角越小。第二章第页19●后掠翼对升力特性的影响平直机翼后掠翼平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线斜率越大，临界迎角越小。第二章第页20●翼型前缘粗糙度对升力特性的影响光滑粗糙翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，临界迎角越大。第二章第页212.4.2阻力特性①阻力系数的变化规律ljminDC第二章第页22●阻力系数随迎角的变化规律在中小迎角范围，阻力系数随迎角增大而缓慢增大，飞机阻力主要为摩擦阻力。在迎角较大时，阻力系数随迎角增大而较快增大，飞机阻力主要为压差阻力和诱导阻力。在接近或超过临近迎角时，阻力系数随迎角的增大而急剧增大，飞机阻力主要为压差阻力。第二章第页23②阻力特性参数I.最小阻力系数minDC和零升阻力系数0DCminDC飞机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般认为二者为同一个值。第二章第页24II.中小迎角时的阻力公式在中小迎角时，阻力公式可以表示为：20LDDCACCA是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。第二章第页252.4.3升阻比特性①升阻比升阻比是相同迎角下，升力系数与阻力系数之比，用K表示。升阻比的大小主要随迎角变化而变化。升阻比越大，飞机的空气动力性能越好。LDCLKDC第二章第页26②升阻比曲线迎角临界迎角MAXK最小阻力迎角LDCLKDC第二章第页27●升阻比随迎角的变化规律从零升迎角到最小阻力迎角，升力增加较快，阻力增加缓慢，因此升阻比增大。在最小阻力迎角处，升阻比最大。从最小阻力迎角到临界迎角，升力增加缓慢，阻力增加较快，因此升阻比减小。超过临近迎角，压差阻力急剧增大，升阻比急剧减小。第二章第页28③性质角LDCLctgDC性质角是总空气动力与升力之间的夹角。性质角越小，总空气动力向后倾斜越少，升阻比越大。第二章第页292.4.4飞机的极曲线极曲线将飞机的升力系数、阻力系数、升阻比随迎角变化的关系综合起来用一条曲线表示出来，以便于综合衡量飞机的空气动力性能。.①极曲线第二章第页30●极曲线的深入理解从坐标原点向曲线引切线，切点对应最小阻力迎角和最大升阻比。00DC第二章第页31从原点所引直线与极曲线交于两点，则两点的升阻比相同，较高者的迎角较大，较高者的平飞速度较小。●极曲线的深入理解第二章第页32●螺旋桨滑流②不同滑流状态的极曲线第二章第页33②不同滑流状态的极曲线滑流使得升力系数和最大升力系数增大，最大升阻比增大，极曲线向右上偏移。第二章第页34③不同展弦比机翼的极曲线展弦比越大，低速空气动力性能越好。第二章第页35●飞机的低速空气动力性能曲线总结第二章第页362.4.5地面效应飞机在起飞和着陆贴近地面时，由于流过飞机的气流受地面的影响，使飞机的空气动力和力矩发生变化。这种效应称为地面效应。第二章第页37●地面效应的产生原因①上下翼面压差增加②地面阻碍使下洗流减小③下洗角减小，使平尾迎角减小飞机脱离地面效应区飞机处于地面效应区第二章第页38●地面效应的效果①上下翼面压差增加，从而使升力系数增加。②地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。③下洗角减小，使平尾迎角减小，出现附加下俯力矩（低头力矩）。第二章第页39●地面效应的产生范围飞机距地面高度在一个翼展以内，地面效应对飞机有影响，距地面越近地面效应越强。第二章第页40●地效飞机地效飞机是介于船和普通飞机之间的新型水上快速交通工具。地效飞机在民用方面使用前景也十分广阔，如可用于海上和内河快速运输，海情侦察，水上救生等。“小鹰”地效飞机速度可达556千米/小时第二章第页41●BerievBartiniVVA14地效飞行器第二章第页42●地效飞机（我国的发展情况）我国科学家也早已关注到地效飞行器的研制，发起人便是原国家科委常务副主任、航天专家李绪鄂。1995年，他领导的中国科技开发院联合湖北水上飞机研究所、北京空气动力学研究所成立了中国地效飞行器开发中心，经过4年的努力，第一架中国的地效飞行器诞生了。