无人机系统理论基础 课件 第九课时 阻力的产生及减阻措施

第九课时阻力的产生及减阻措施BU

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AVIATION目录/CONTENTS§2压差阻力及减阻措施§4干扰阻力及减阻措施§3摩擦阻力及减阻措施§5诱导阻力及减阻措施§1阻力的概念§6激波阻力及减阻措施§1阻力的概念阻力的概念飞机低速飞行时，根据阻力形成的原因，一般将阻力分为摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力和诱导阻力，其中摩擦阻力、压差阻力和干扰阻力合称为废阻力（寄生阻力）当飞机高速飞行时，产生激波阻力阻力的概念阻力公式

式中

§2压差阻力及减阻措施压差阻力及减阻措施压差阻力由物体前后的压力差不同而产生的阻力例如：圆球在空气中运动时，若空气没有黏性，不但没有磨擦阻力而且也没有其它阻力压差阻力及减阻措施压差阻力的产生气流分离现象：气流流过机翼表面损失的一些能量不能绕过机翼回到机翼后方机翼后缘部分气流形成涡流区，压强降低机翼前缘部分气流受阻，流速减慢压强增大机翼前后缘产生压力差，机翼产生压差阻力压差阻力及减阻措施压差阻力的影响因素分离点靠近机翼前缘，压差阻力增大分离点靠近机翼后缘，压差阻力减小机翼迎角越大，分离点越靠近机翼前缘压差阻力及减阻措施减少压差阻力的措施物体外表流线型化：流线体压差阻力小减少最大迎风面积：迎风面积越小，压差阻力越小§3摩擦阻力及减阻措施摩擦阻力及减阻措施摩擦阻力的产生当气流以一定速度流过飞机表面时，由于空气的黏性作用，空气微团与飞机表面发生摩擦，阻滞了气流的流动摩擦阻力及减阻措施摩擦阻力的影响因素摩擦阻力取决于空气的黏性、空气与飞机的接触面积、飞机的表面状况和飞机表面的气流流动情况摩擦阻力及减阻措施减少磨擦阻力的措施减少飞机外表面积：减少飞机与空气的接触面积，可有效减少摩擦阻力摩擦阻力及减阻措施减少磨擦阻力的措施提高飞机表面的光滑度：降低了飞机表面与空气的摩擦系数，可有效减少摩擦阻力§4干扰阻力及减阻措施干扰阻力及减阻措施干扰阻力是飞机各部分之间由于气流相互干扰而产生的一种额外阻力干扰阻力在飞机总阻力中所占比例较小减少干扰阻力的措施：采用翼身融合技术将机身、机翼、尾翼等部件之间平缓过渡§5诱导阻力及减阻措诱导阻力及减阻措施诱导阻力诱导阻力的产生与翼尖涡和下洗气流有关诱导阻力伴随着升力的产生而产生诱导阻力及减阻措施诱导阻力的产生机翼产生升力时,机翼下表面的压力较大,下翼面的高压气流流向上翼面的低压区气流绕过翼尖时,在翼尖部分形成涡流,不断产生和后流形成翼尖涡流翼尖涡流使流过机翼的空气产生下洗速度,向下倾斜形成下洗流离翼尖越远,气流下洗速度越小诱导阻力及减阻措施诱导阻力的产生⑤升力增大,叶轮放置更快⑥升力为零,叶轮不转动⑦产生负升力,两叶轮反转⑧垂直于飞行速度方向的分力,仍起着升力的作用⑨平行于飞行速度方向的分力,则起着阻碍飞机前进的作用,成为一部分附加阻力，即诱导阻力诱导阻力及减阻措施减少诱导阻力的措施装翼梢小翼有效阻挡机翼下表面气流绕到上表面，消弱翼尖涡的强度，从而减少诱导阻力诱导阻力及减阻措施减少诱导阻力的措施增大展弦比机翼翼展变长，机翼下表面绕过翼尖上翻到上翼面的气流占整个机翼下表面气流的比例减小，翼尖涡所产生的气流损失比例下降诱导阻力及减阻措施减少诱导阻力的措施利用地面效应当运动的飞行器距地面（或水面）很近时，机翼的下洗气流被地面（或水面）所抑制，从而使飞机升力增加，诱导阻力下降§6激波阻力及减阻措施激波阻力及减阻措施激波的产生激波的产生过程飞机前端以音速传播扰动波飞机的速度小于音速时，扰动波的传播速度大于飞机前进速度飞机以音速或超音速运动时，扰动波的传播速度等于或小于飞机前进速度后续扰动同已有的扰动波叠加在一起，形成较强的波机翼前后缘空气遭到强烈的压缩形成激波激波阻力及减阻措施激波的特点激波是一种强扰动波，对流动阻力或流动损失产生很大的影响激波的厚度非常小，大约在6-10米左右激波的产生是一种不可逆的耗散过程可以将气体通过激波时的压缩过程所占的空间距离处理激波面激波阻力及减阻措施波阻的产生波阻的产生过程空气通过激波气流速度急骤降低阻滞产生的热量加热空气（动能转化为热能）动能的消耗产生波阻激波阻力及减阻措施激波阻力的产生激波阻力的产生过程飞机跨音速或超音速飞行时，将空气强烈的压缩而形成高压而稠密的空气层超声速气流被压缩时以突跃压缩的形式实现气体介质中应力(或压强)、密度和温度在波阵面上发生突跃变化的压缩波为激波激波阻力及减阻措施激波阻力的特点激波阻力是由激波产生的阻碍飞机前行的阻力，对超声速飞行器翼身组合体的体积和横截面积分布十分敏感不考虑机翼头部压强的升高，机翼前后的压力差产生激波阻力高速飞行时，激波阻力消耗发动机一大部分动力飞机与激波接触的面积越大，激波阻力越大激波阻力及减阻措施减少激波阻力的措施降低飞行速度：避免飞机周围出现激波采用后掠机翼：减少机翼直接与激波接触的面积，提高临界马赫数，推迟机翼面上激波的产生采用尖头尖尾薄翼型：减少飞机的迎风面积步云登月

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