升力特性参数零升迎角曲线与横坐标的交点对应的升力系数为升

第二章第页1升力特性参数零升迎角曲线与横坐标的交点对应的升力系数为0,升力为0,对应的迎角叫零升迎角,用α0表示。对称翼型的零升迎角为0,因为当迎角为0时,上下翼面的流线对称,上下翼面压力一样大,升力系数等于0。

具有一定弯度的非对称翼型的零升迎角一般为负值,这是因为当迎角为0时,上下翼面的流线不对称,上表面的流线更密,小于下表面的压强,升力系数大于0:当升力系数为0时,迎角必然小于0而为负值。翼型不同,零升迎角的大小也不同

第二章第页3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焦点前半部分合力后半部分合力第二章第页4升力系数曲线斜率AOA=8°AOA=4°AOA=12°升力系数曲线斜率是指改变单位迎角时,升力系数的相应的改变量飞行Ma数一定时,在中小迎角范围内,由于机翼上表面的气流分离还不显著，与成线性关系。临界迎角和最大升力系数最大升力系数:升力曲线最高点对应的升力系数最大.对应的迎角叫临界迎角。升力系数最大时,飞机达到临界迎角。最大升力系数是决定飞机起飞和着陆性能的重要参数。最大升力系数越大,速度就越小,所需要的跑道就越短,飞机起飞和着陆也就越安全升力系数随迎角产生这种变化的主要原因:当迎角较小时,机翼前缘上表面还没有形成很细的流管,气流在机翼前缘的上表面加速较慢,并没有形成吸力区,这时升力系数比较小,压力中心也较靠后。第二章第页6升力系数随迎角产生这种变化的主要原因:随着迎角的增大,上翼面前部流线变得更加弯曲,机翼前缘上表面的流管变细,流速更快,压强更低,机翼的升力系数增大,压力中心前移。

随着迎角进一步增大,最低压强点的位置继续前移,逆压梯度增强,分离点前移,涡流区扩大,上翼面大部分段上的吸力和下翼面的正压力增大得都很缓慢。这样,升力系数虽仍随迎角的增大而增大,但已成非线性变化,增大趋势渐渐减缓。

当迎角超过临界迎角后,附面层分离点很快前移,涡流区迅速扩大到整个上翼面,机翼前缘的吸力陡落,升力系数急剧下降。第二章第页7升力系数随迎角产生这种变化的主要原因:随着迎角进一步增大,最低压强点的位置继续前移,逆压梯度增强,分离点前移,涡流区扩大,上翼面大部分段上的吸力和下翼面的正压力增大得都很缓慢。这样,升力系数虽仍随迎角的增大而增大,但已成非线性变化,增大趋势渐渐减缓。

当迎角超过临界迎角后,附面层分离点很快前移,涡流区迅速扩大到整个上翼面,机翼前缘的吸力陡落,升力系数急剧下降。第二章第页8第二章第页9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10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11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12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13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142.4.2阻力特性

阻力系数的变化规律第二章第页15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。在接近或超过临界迎角时，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16

阻力特性参数最小阻力系数和零升阻力系数

阻力系数永远不为0，也就是说飞机上的阻力是始终存在的。但阻力系数存在一个最小值,即最小阻力系数(CDmin),它对飞机的最大速度影响很大。零升阻力系数指升力系数为0时的阻力系数,

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172.4.3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18

升阻比曲线迎角临界迎角最小阻力迎角有利迎角是最大升阻比对应的迎角第二章第页19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。超过临界迎角，压差阻力急剧增大，升阻比急剧减小。临界迎角第二章第页20性质角性质角是总空气动力与升力之间的夹角。性质角的大小表明总空气动力向后倾斜的程度。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212.4.4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22.

极曲线1、在极曲线上,曲线与阻力系数轴交点为零升迎角和零升阻力系数。2.曲线最高点对应的升力系数为最大升力系数,此点对应迎角为临界迎角。3.纵坐标的平行线与曲线最左端切点的阻力系数为最小阻力系数。第二章第页23极曲线的深入理解

从坐标原点向曲线引切线，切点对应机翼的最大升阻比。最大升阻比状态下，机翼的气动效率最高。因为从零升迎角a0开始,随迎角增大，性质角逐渐减小,升阻比逐渐增大;当从坐标原点向曲线引的射线与曲线相切时,性质角最小,故升阻比最大,对应的迎角为最小阻力迎角;当迎角大于最小阻力迎角时,随迎角增大,性质角增大,升阻比降低,第二章第页24

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25飞机的低速空气动力性能曲线总结第二章第页262.4.5地面效应地面效应是指飞机贴近地面或水面进行低空飞行时,由于地面或水面对飞机表面气流的干扰,使飞机阻力减小,同时能获得比空中飞行更高升阻比的一种空气动力特性。第二章第页27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，使平尾迎角增大飞机脱离地面效应区飞机处于地面效应区第二章第页28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，使平尾迎角增大，出现附加下俯力矩（低头力矩）。

第二章第页29地面效应的产生范围当机翼距地面的高度等于1个翼展时,诱导阻力仅降低1.4%;当机翼距地面高度等于1/10个翼展时,诱导阻力

大约降低48%。因此,通常飞机距地面高度小于1个翼展时,地面效应才起作用，这种影响随离地面高度的增加而迅速减小。第二章第页30地面效应的产生范围

飞机在起飞和着陆阶段是贴近地面飞行的,在此阶段,地面效应对飞机有一定的影响。由于在地面效应中,诱导阻力减小,升力系数增大,因此,机翼只要较小的迎角就能产生相同的升力系数,或者维持迎角不变,升力系数会增大。同时诱导阻力的降低,也导致了所需推力的降低推力速度迎角升力系数第二章第页31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32BerievBartiniVVA14地效飞行器第二章第页33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。第二章第页34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/CAFUC2.5增升装置的增升原理第二章第页36迎角与速度的关系速度迎角

飞机的升力主要随飞行速度和迎角变化。在大速度飞行时，只要求较小迎角，机翼就可以产生足够的升力维持飞行。在小速度飞行时，则要求较大的迎角，机翼才能产生足够的升力来维持飞行。第二章第页37为什么要使用增升装置

用增大迎角的方法来增大升力系数从而减小速度是有限的，飞机的迎角最多只能增大到临界迎角。因此，为了保证飞机在起飞和着陆时，仍能产生足够的升力，有必要在机翼上装设增大升力系数的装置。

增升装置用于增大飞机的最大升力系数，从而缩短飞机在起飞着陆阶段的地面滑跑距离。第二章第页38主要增升装置包括：前缘缝翼后缘襟翼前缘襟翼第二章第页392.5.1

前缘缝翼

前缘