《低速空气动力学》PPT课件.ppt

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/CAFUC,2.4 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： 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,5,2.4.1 升力特性,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,12,升力特性参数,零升迎角,第二章 第 页,13,翼型在零升迎角下的压强分布,第二章 第 页,14,升力系数曲线斜率,第二章 第 页,15,临界迎角和最大升力系数,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,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,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,21,2.4.2 阻力特性,阻力系数的变化规律,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,23,阻力特性参数,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,24,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,25,2.4.3 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,26,升阻比曲线,迎角,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,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,29,2.4.4 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,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。,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,不同滑流状态的极曲线,第二章 第 页,33,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,34,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,36,2.4.5 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,37,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,第二章 第 页,38,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,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,Beriev Bartini VVA 14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