无人机空气动力学课件 4.1.2 飞机升力的产生和变化

《无人机空气动力学》升力的产生和变化PART1升力的产生PART2影响升力的因素目录PART

1升力的产生升力的产生迎角的概念什么是迎角？在低速气流中，翼型的流线谱主要取决于翼型和机翼在气流中的关系位置，机翼在气流中的关系位置常用迎角表示。迎角是翼弦与相对气流方向之间的夹角。升力的产生迎角的概念相对气流方向与翼弦平行时,迎角为零。相对气流方向指向机翼下表面时,迎角为正。相对气流方向指向机翼下上时,迎角为负。相对气流方向不同是对迎角又怎样的影响？升力的产生迎角的概念同一机型的飞机，翼型不变时，低速飞行中，翼型流线谱只取决于迎角大小。上表面前半部流管更细，下表面前半部流管更粗，后缘涡流区扩大。同一翼型在不同迎角下的流线谱升力的产生升力的产生空气流到机翼前缘，分成两股，分别沿机翼上下表面流过；由于受机翼迎角和翼型的影响，机翼上表面的流线弯曲大，流管变细，流速加快，压力减小；下表面的流管变粗，流速减慢，压力增大；机翼上、下表面出现压力差。机翼的升力(Y)=上、下表面垂直于相对气流方向压力差的总和。升力是怎样产生的？升力的产生升力的产生升力的方向始终是与相对气流垂直的,通常位于飞机对称面内。机翼压力中心—机翼升力的作用点(升力作用线与翼弦的交点)压力中心在翼弦上的位置常用压力中心距前缘距离型弦长的百分数表示（迎角改变），压力分布随之变化，压力中心位置也相应移动。升力的产生升力的产生压力中心的移动规律影响飞机的平衡、稳定性和操纵性。飞机升力(Y)—飞机各部分升力的总和（机身和水平尾翼也能产生一部分升力）。飞机压力中心—飞机升力的作用点（一般情况下飞机的压力中心与机翼的压力中心是不重合的）。升力的产生如何表示翼型表面的压力分布？升力的产生翼型表面的压力分布用带箭头线段表示压力系数；将各测量点所测得压力系数画在翼型对应点的法线上；线段长度表示压力系数大小；箭头从翼面指向外表示吸力；箭头向里指向翼面表示正压；将矢量外端用平滑曲线连接。矢量表示法升力的产生翼型表面的压力分布压力最低，即吸力最大的点是最低压力点;在前缘附近,流速为零,压力最高的点叫前驻点。机翼表面各处剩余压力(吸力或正压)在垂直于相对气流方向分力的合力就是机翼的升力。矢量表示法升力的产生翼型表面的压力分布以弦长相对量x/b作横坐标；将翼型各测量点投影在横坐标(翼弦)上；将各测量点上的压力系数值作为纵坐标画出（正压画在横坐标下方，吸力画在横坐标上方）；再用平滑曲线依次连接图上各点。坐标表示法PART

2影响升力的因素分析实际飞行问题和进行飞行性能计算；升力大小与升力系数、相对气流动压、机翼面积成正比。升力系数的大小又取决于迎角和翼型等。低速飞行时，影响升力因素有迎角、翼型、机翼面积和相对气流动压等。影响升力的因素升力公式：升力的产生迎角对升力系数的影响影响升力的因素迎角1在中、小迎角范围，涡流区只占上翼面后部很小一段，对翼面压强分布影响很小。影响升力的因素迎角迎角增大--图(a)到图(b)翼上表面前部流线弯曲---流管收缩---流速更快---压强更低---吸力更大吸力峰顶向前缘靠近---翼下表面的阻挡更强---压强更高---压力更大影响升力的因素迎角2翼型升力系数随迎角呈线性增长。压力中心位置会随迎角的增大向前移动。影响升力的因素迎角在较大迎角下--图(b)到图(c)迎角增加---最低压强降低---逆压梯度增强---分离点前移---涡流区扩大影响升力的因素迎角3前缘附近上翼面的吸力增长较快，上翼面翼段上的吸力和下翼面的正压力的增长缓慢。翼型升力系数虽仍随迎角增加而增大，但已呈非线性关系，增长趋势渐渐减缓。压力中心位置随迎角增大而缓缓前移。影响升力的因素迎角临界迎角：迎角增至某一迎角，升力系数达到最大。超过临界迎角后--图(d)随迎角增加---逆压梯度增强---分离点前移---涡流区扩大---气流分离---影响整个流场影响升力的因素迎角飞机失速：翼上表面，流管变粗，流速减慢，吸力峰急剧下降，在涡流区所在的一段翼面，力稍有增加，但补偿不了前段吸力的丧失，翼型升力系数会迅速降低(同时阻力还会急剧增加)，压力中心位置还会向后移动。升力的产生翼型对升力的影响影响升力的因素翼型表面流管的特点上表面：对称翼型>双凸翼型>平凸翼型下表面：平凸翼型>双凸翼型>对称翼型相对弯度：凸翼型>双凸翼>对称翼型=0流线谱不同，压力分布不同。影响升力的因素翼型表面压力系数的特点上表面:对称翼型>双凸翼型>平凸翼型下表面: