无人机空气动力学课件 4.1.7空气动力干扰

《无人机空气动力学》空气动力干扰PART1机翼与机身的相互干扰PART2机翼对平尾的干扰目录PART3跨声速面积律简介PART

1机翼与机身的相互干扰机翼与机身的相互干扰飞机是由机翼、机身、尾翼等部件组成的。由于空气绕一个部件的流动会影响绕另一个部件的流动。因此，几个部件组合在一起，组合体的升力或阻力并不等于各单个部件的升力或阻力之和，这种现象称为空气动力干扰。机翼与机身的相互干扰当机身的迎角不为零时，在机身两侧会形成上洗流，此上洗流引起机翼的有效迎角增大，因此，组合体中机翼上的升力比没有机身时的升力大。此外，由于越靠近翼根的地方机身产生的上洗速度越大，机翼的局部迎角也越大，所以半个外露机翼上的压力中心与单独半个机翼相比，要靠近机身些，同时压力中心的前后位置一般也会改变。组合体中机身对机冀的影响机翼与机身的相互干扰组合体中机冀对机身的影响当机翼产生升力时，机翼的翼尖涡要产生诱导速度。位于机翼前面的机身部分在上洗作用下，迎角增大；位于机翼后面的机身部分在下洗作用下，迎角减小；在翼身相连接的一段，气流沿机翼流动，当机翼无安装角时，这段机身的迎角为零。机翼与机身的相互干扰组合体中机冀对机身的影响由此可见，在机翼的影响下，机身的气流方向是逐渐变化的，从而改变了机身的局部迎角。另一方面，我们已经知道，当机翼产生升力时，机翼上表面流速快，压力小；机翼下表面流速慢，压力大。在与机翼相连的机身段上，由于受机翼的影响，机身上部流速增大，压力减小，而机身下部流速减慢，压力增大，从而使机身产生的升力增大。PART

2机翼对平尾的干扰机翼对平尾的干扰

机翼对平尾的干扰主要表现在两个方面：一是气流的阻滞作用；二是下洗作用。空气流过机翼，由于粘性的影响，要损失一部分能量，使气流受到阻滞。这样，流向平尾的气流速度(Vt)就会小于流向平尾的气流速度（V∞）。kq为速度阻滯系数，其大小与平尾和机翼的相对位置有关，可由实验确定，一般为0.85~1。：远前方来流流速V

t：流向平尾的气流速度kq：速度阻滯系数

机翼对平尾的干扰

空气流过机翼形成下洗，机翼后面的气流方向不同于远前方来流方向，导致a平尾迎角减小。机翼对平尾的干扰平尾迎角与机翼迎角的关系可表示为：：平尾安装角ε：机翼引起的下洗角下洗角的大小与机翼的升力系数有关。在机翼展弦比一定时，升力系数大，下洗角也大。升力系数和下洗角的关系可表示为：D为下洗角随升力系数而变的导数，其大小与机翼平面形状、平尾同机翼的相对位置以及飞行M数等因素有关。ε=D·Cyαt=α+φt-ε机翼对平尾的干扰综合考虑机翼的阻滞作用和下洗作用，平尾的升力可由下式计算：机身对平尾的空气动力也有一定影响。与机翼相比，影响一般较小，道理基本相同。实际应用中，常把机翼、机身作为翼身组合体一起考虑。Yt=½kqρV2∞C（α+φt-ε）StytαtPART

3跨声速面积律简介跨声速面积律简介

小展弦比机翼和细长旋成体机身的组合体，在跨声速阶段的零升波阻系数增量，在一定条件下，主要取决于组合体横截面积（即迎风面积）沿机身纵轴方向的分布，而与组合体的外形没有关系。跨声速面积律的基本理论跨声速面积律简介面积律反映了声速附近(Ma≈1)的气流特点。其物理意义大致是：在跨声速气流中，Ma=1对应流管喉部。流管喉部的横截面积（S）沿管轴x方向的变化率ds/dx=0。此时，流速变化引起流管横截面积的变化很小。跨声速面积律简介另一方面，Ma=1的马赫线与主流方向垂直，物体对气流的扰动，是在垂直于轴线的平面上传播。在这个平面上，物体外形的局