《高速空气动力学》PPT课件.ppt

1、飞行原理/CAFUC，第10章，高速空气动力学基础，第10章，第2章，牙齿章节的主要内容，10.1高速气流特性10.2翼型的亚音速气动特性10.3后机翼的高速上升阻力特性，飞行原理/CAFUC，飞行原理/CAFUC，第10章，5，空气压缩性和声速的关系，扰乱空气中的传播速度是声速。声速定义，第10章，6，空气压缩性和声速A的关系，海/时间，千米/时间，声速和传输介质的可压缩性相关，空气中声速大小唯一取决于空气的温度。温度越低，空气越容易压缩，声速越小。第10章第7，亚音速，等声速，超音速扰动传播，第10章第8，空气压缩性与马赫数M的关系，M数越大，空气压缩性越强。马赫数m是实际速度与声速的比率

2、。分为飞行马赫数和局部马赫数。前者是飞行速度和飞行高度声速的比率，后者是局部速度和局部噪音速度的比率，如翼型表面某一点的局部马赫数。低速飞行(马赫数M0.4)需要考虑空气可压缩性的影响。第10章，第9章，棋类速度与油管横截面积的关系，连续性定理使同一一流管道内的速度增加，空气密度减少。在亚音速中，密度减少量小于速度增加量，因此加速时需要横截面积减少。流速恒定，流速快，剖面面积就会减少。流速慢的话，剖面面积就会变大。第10章，10，因此，在M1中，油管扩张，流速增加，油管收缩，流速减小。超音速时，密度减少量比速度增加量大小，因此加速时需要横截面积增加。连续性定理，在同一个一流的管内，速度增加，空

3、气密度减少。棋类速度和油管横截面积关系，第10章，第11章，速度、密度和横截面积变化值，第10章，第12章，获得超音速棋类，要获得超音速气流，必须先减少和增加横截面积。第10章，13，The Tailpipe of Space Shuttle，第10章，14章，牙齿章节的主要内容，10.1高速气流特性10.2翼型的亚音速气动特性10.3掠翼的高速上升阻力特性，飞行原理/CAFUC 10，考虑到空气密度随速度的变化，翼型压力系数基本上扩大到相同的系数，显示出“吸入处更吸，压力更压”的特点。因此，升力系数增加，逆压力梯度增加，压力中心向前移动，临界攻击角度减小，阻力基本不变。翼型的亚音速空气动力学

4、特性、第10章、第17页、飞行M数增加、升力系数和升力系数梯度增加飞行M数增加、最大升力系数和临界迎角减少、翼型的亚音速升力特性、第10章、第18页、翼型的亚音速阻力特性、翼型的阻力基本上不随飞行数变化。翼型压力中心位置的变化，翼型压力中心位置基本保持不变。第10章，19，10.2.2翼型的跨音速空气动力学特性，机翼上表面流速比飞行速度大小，因此当飞行M数小于1时，机翼上表面最低压力点的速度达到该点的局部声速(牙齿点称为等速点)。牙齿点的飞行m数称为临界马赫数MCRIT。音速是指飞行速度没有达到音速，但翅膀表面部分出现超音速气流，并伴随冲击波。临界马赫数MCRIT，MCRIT表示机翼空气动力将

5、发生明显变化。第10章，20，临界马赫数MCRIT，第10章，21，局部激波的形成和发展，飞行马赫数大于临界马赫数时，机翼顶部开始出现超音速区域。超音速区内的油管扩张，棋类加速，压力进一步降低，后端压力作用于大气压力的气流，形成压力、密度和温度突然增加的介面，即激波。国富级波的形成，第10章，22章，国富级波的发展，第10章，23章，国富级波的发展，第10章，24章，国富级波的形成和发展，大于MCRIT，商标面首先发生激波。当m数增加时，如果是商标，超音速区域将扩大，激波将向后移动。m数继续增加，底部表面产生激波，在顶部表面之前向后缘移动。m数接近1，上下表面陡波连续向后缘移动。m数大于1时，

6、出现头部激波。冲击视频，第10章，25，冲击实例，第10章，26，冲击实例，第10章，27，冲击实例，第10章，第28章，冲击实例，第10章，29，翼型下翼面有超音速区域下翼面延伸到后缘，上翼面超音速区域可以成为后缘，上翼面的额外压差增大，CL牙齿增加。升力系数为飞行数的变化，临界M数，机翼的顶面达到声速，底面达到声速，底面陡波向后缘移动，顶面陡波向后缘移动，第10章，30，最大升力系数和临界迎角随飞行数变化。冲击波提高到一定程度后，阻力系数急剧增加，升力系数迅速减小，飞行M数增加，飞机将在较小的迎角处引起激波失速，临界迎角和最大升力系数的继续下降。第10章，31，翼型的跨音速阻力特性，波阻力

7、是在正迎角时跨音速阶段翼型产生的附加吸力向后倾斜，与速度方向相连的阻力。波阻生成，第10章第32页，翼型阻力变化，超过临界马赫后波阻急剧增加，阻力急剧增加的马赫数称为阻力发散马赫数。第10章，33页，膨胀波，激波，翼型的超音速升力特性，超音速阶段，M增大，上翼面膨胀波后倾斜，弱扰动边界和波前气流的角度减小，膨胀后压力保持不变，M牙齿增大降低。M增大，下翼面激波后倾斜，下翼面角度减小，下翼面压力保持不变，M牙齿增大时减小，整体效果减小升力系数。第10章，34，飞行马赫数大于1时，阻力系数下降，但阻力随着M数的增加而增加。翼型的超音速阻力特性，第10章，35，M数对飞机失速迎角的影响，第10章，3

8、6，M数对飞机最大升力系数CLmax的影响，第10章，37章，不同M数下飞机的极点曲线，第10章，38 10.1高速气流特性11，亚音速下对称气流可以通过后射翼，第10章，第42节，亚音速下对称气流通过后射翼，对称气流通过后射翼，将棋类速度垂直分解到机翼前缘，并平行于机翼前缘。第10章，43页，气流向后流动时平行于前缘的棋类分钟数保持不变，垂直于前缘的有效分钟数首先减速，然后加速，再减速的变化使整个棋类方向左右倾斜。由扫描机翼的机翼根效应和机翼梢效应，以及垂直于扫描机翼升力大小前缘的有效分割速度确定。，第10章，44章，翼根效应，亚音速棋类条件下，上部翼前的油管扩张变粗，流速减慢，压力增大，吸

9、力下降。后段油管收缩变细，流速加快，压力减少，吸力增加。油管最细的位置向后移动，最低的压力点向后移动。在翼梢效应、亚音速棋类条件下，上翼前的油管收缩变细，流速加快，压力降低，吸力增大。在后段，油管扩张，流速减慢，压力增大，吸力减小。流动管的最细位置向前移动，最低压力点向前移动。气流扫描机翼时，对流线左右偏移的分析，第10章，45章，后翼的翼根和翼梢效应对升力的影响，翼根效应对机翼根部的机翼吸力杆减弱，升力下降，翼梢的吸力提高，升力增加。第10章，46章，后翼的翼根和翼梢效应对升力系数的影响，后翼各翼面的升力系数分布，第10章，47章，中小迎角下后翼的亚音速上升阻力特性，同一迎角下，后翼的升力系

10、数和升力线斜率小于平翼。第10章，48章，升力线倾角和升力角度变化，后掠角度和纵横比对升力系数梯度的影响，第10章，49章，后掠机翼大攻角上的失速特性，原因：机翼根部效果和机翼尖端效果，机翼上表面机翼根部的表面吸力加强，反压梯度增大，气流易于分离，机翼梢先失速，第10章，第50页，后失速角度失速发生和开发，第10章，第51页，机翼平面形状对失速的影响，第10章，第52页，根本原因是扫翼的升力特性是由垂直于前缘的有效分速决定的。第10章，53，副翼飞机改善机翼尖端速度的措施，主要方法：防止机翼顶面气流流动。主要手段：机翼上翼刀的前翼下翼刀，前缘锯齿旋涡发生器，第10章，第54章，机翼上翼刀，第10章，机翼表面翼刀，第10章，第56页，前翼刀，前翼下翼刀，第10章，第57页这就是果阿音速飞机采用副翼的主要原因。临界马赫，第10章，第61页，后翼的翼尖冲击，后翼的后冲击，第10章，第62页，后翼的前冲击，后翼的外部冲击，第10章，第63页，后翼的升力系数随M数的变化而落后升力系数在跨音速阶段增减较少。升力系数随着飞行m数的变化相对平缓。后翼其他后翼的升力系数随M数的变化，第10章，64，后翼的阻力系数随M数的变