升力的产生飞行原理课件

升力的产生主讲人：徐峰《飞行原理》01.空气动力、升力和阻力02.升力的产生目录contents空气动力、升力和阻力飞机能在空中飞行最基本的事实是：有一股力量克服了重力把飞机托举在空中，我们称这股力量为升力。飞机在空中能向前飞行，还必须有动力装置产生推力克服阻力使之向前运动。无论是升力还是阻力，都是飞机飞行时，空气作用在飞机上的力。空气动力、升力和阻力总空气动力R的作用点叫压力中心，总空气动力在垂直于来流方向上的分量叫升力用L表示，在平行于来流方向上的分量叫阻力，用D表示，其示意图如图所示。空气作用在与之有相对运动物体上的力称为空气动力。飞机飞行时，作用在飞机各部件上的空气动力的合力叫做飞机的总空气动力，用R表示。升力的产生从图中可以看到，当气流以一定的正迎角流过具有一定翼型的机翼时，在机翼上表面流管变细，流线分布较密，在机翼下表面流管变粗，流线分布较疏。飞机的升力主要由机翼来产生。气流流过机翼表面时，在机翼上下表面形成的压力差产生了升力。图中用流线描述了气流流过机翼的情况，相对气流与机翼弦线之间的夹角叫做迎角，用α来表示。相对气流从机翼弦线的下方吹来，迎角为正;相对气流从机翼弦线的上方吹来，迎角为负。升力的产生在低速流动中，忽略了空气的可压缩性和黏性，根据前面阐述的流体流动的基本规律可以得出：机翼上表面的气流速度要加大，大于前方气流的速度，同时，静压要下降，低于前方气流的大气压力;相反，机翼下表面的气流速度要减小，小于前方气流的速度，同时，静压要上升，高于前方气流的大气压力。升力的产生“”因此，在机翼表面形成了如图所示的压力分布情况。机翼上表面各点的静压小于大气压力是吸力，叫做负压(-Δp)，用垂直机翼表面箭头向外的矢量表示。机翼下表面各点的静压大于大气压力是压力，叫做正压(+Δp)，用垂直机翼表面箭头向内的矢量表示。将各矢量的外端点用光滑曲线连接起来就得到了机翼表面的压力分布图，这是机翼表面压力分布的矢量表示法。升力的产生“”将作用在机翼上下表面的气动力合成就得到了作用在机翼上的气动力的合力Rj。由图所示的压力分布得到的气动力合力Rj必定是一个主要向上并略向后倾的力。这个力在垂直来流方向上的分量就产生了升力，用Lj

表示。在平行气流方向的分量叫阻力，用Dj来表示。合力Rj的作用点就叫做机翼的压力中心。因为作用在机翼上的气动力合力的方向基本是垂直来流向上的，所以，机翼产生的升力远远大于阻力。升力的产生Cp=△p/((1/2)·ρ∞·υ∞)=(p-p∞)/((1/2)·ρ∞·υ∞)22压力系数Cp是无量纲量，定义如下式：在机翼表面的压力分布图中可以看到：在机翼的前缘有一点(A)，气流速度减小到零，正压达到最大值，此点称为驻点。机翼上表面有一点(B)，气流速度最大，负压达到最大值，称为最低压力点。机翼表面的压力分布还可以用笛卡儿坐标系上的曲线图表示出来。如下图所示。横坐标b表示机翼表面各点在弦线上的位置，b=0表示机翼的前缘点。纵坐标Cp是机翼表面各点的压力系数。式中:p∞、ρ∞、v∞分别是前方气流的压力，密度和速度；p是机翼表面某点的静压。升力的产生当p<p∞时，Cp为负值;当p>p∞时，Cp为正值。将下图(a)用矢量法表示的压力分布图用笛卡儿坐标系表示出来就是图(b)。在驻点处(下翼面9点附近)，气流的速度为零，驻点的静压等于总压，p9=p0=p∞+（1/2）

·ρ∞

·v

∞²升力的产生所以，驻点处Cp=1。在流速最大点(上翼面1点处附近)，静压最小，Cp为负的最大值。笛卡儿坐标系的压力分布图