低速空气动力特性.ppt

第二章 飞机的低速空气动力 飞行原理/CAFUC 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 * 第二章 第 页2 2.4 飞机的低速空气动力性能 飞行原理/CAFUC 飞机的主要空气动力性能包括： 升力特性 阻力特性 升阻比特性 主要空气动力性能参数包括： 最大升力系数 最小阻力系数 最大升阻比 第二章 第 页4 2.4.1 升力特性 升力系数的变化规律 第二章 第 页5 升力系数随迎角的变化规律 当临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。 第二章 第 页6 烟风洞翼型绕流实验 小迎角较大迎角 大迎角 第二章 第 页7 翼型在不同迎角下的压强分布 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 压力中心（CP）位置随迎角改变的变化 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 升力特性参数 I.零升迎角 第二章 第 页12 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13 II.升力系数曲线斜率 第二章 第 页14 III.临界迎角和最大升力系数 第二章 第 页15 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16 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17 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18 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19 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20 2.4.2 阻力特 性 阻力系数的变化规律 第二章 第 页21 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22 阻力特性参数 I.最小阻力系数 和零升阻力系 数 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23 II.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： A是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。 第二章 第 页24 2.4.3 升阻比特 性 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。 第二章 第 页25 升阻比曲线 迎角 临界迎角 最小阻力 迎角 第二章 第 页26 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27 性质角 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28 2.4.4 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。 . 极曲线 第二章 第 页29 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。 第二章 第 页30 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31 螺旋桨滑流 不同滑流状态的极曲线 第二章 第 页32 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33 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34 飞机的低速空气动力性能曲线总 结 第二章 第 页35 2.4.5 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36 地面效应的产生原 因 上下翼面压差增加 地面阻碍使下洗流减小 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37 地面效应的效果 上下翼面压差增加，从而使升力系数增加。 地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。 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38 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39 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40 Beriev Bartini VVA 14地效飞行器 第二章 第 页41 地效飞机（我国的发展情况） 我国科学家也早已关注到地效