《低速空气动力学》PPT课件.ppt

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1、第二章第二章飞机的低速空气动力飞机的低速空气动力本章主要内容本章主要内容 空气流空气流动的描述的描述 升力升力 阻力阻力 飞机的低速空气机的低速空气动力特性力特性 增升装置的增升原理增升装置的增升原理第二章第二章 第第 页页22.4 飞机的低速空气动力性能飞机的低速空气动力性能飞机机的主要空气的主要空气动力性能包括力性能包括：升力特性升力特性阻力特性阻力特性升阻比特性升阻比特性主要空气主要空气动力性能参数包括：力性能参数包括：最大升力系数最大升力系数最小阻力系数最小阻力系数最大升阻比最大升阻比第二章第二章 第第 页页42.4.1 升力特性升力特性升力系数的升力系数的变化化规律律第二章第二章 第

2、第 页页5升力系数随迎角的升力系数随迎角的变化化规律律当当临界界，升力，升力系数系数随迎角的增大而减小，随迎角的增大而减小，进入失速区。入失速区。第二章第二章 第第 页页6烟烟风洞翼型洞翼型绕流流实验小迎角小迎角较大迎角大迎角大迎角大迎角第二章第二章 第第 页页7翼型在不同迎角下的翼型在不同迎角下的压强分布分布第二章第二章 第第 页页8翼型在不同迎角下的翼型在不同迎角下的压强分布分布第二章第二章 第第 页页9压力中心（力中心（CP）位置随迎角改）位置随迎角改变的的变化化第二章第二章 第第 页页10压力中心（力中心（CP）位置随迎角改）位置随迎角改变的的变化化第二章第二章 第第 页页11升力特性

3、参数升力特性参数I.零升迎角零升迎角第二章第二章 第第 页页12翼型在零升迎角下的翼型在零升迎角下的压强分布分布压强高于高于环境气境气压压强低于低于环境气境气压压强低于低于环境气境气压气气动中心中心前半部分合力前半部分合力后半部分合力后半部分合力第二章第二章 第第 页页13II.升力系数曲升力系数曲线斜率斜率第二章第二章 第第 页页14III.临界迎角和最大升力系数界迎角和最大升力系数第二章第二章 第第 页页15相相对厚度厚度对升力特性的影响升力特性的影响相相对厚度增加厚度增加 相相对厚度增加，最大升力系数增加，厚度增加，最大升力系数增加，临界迎角减小。界迎角减小。第二章第二章 第第 页页16

4、翼型前翼型前缘半径半径对升力特性的影响升力特性的影响半径小半径小半径大半径大 前前缘半径增加，半径增加，临界迎角增加。界迎角增加。第二章第二章 第第 页页17展弦比展弦比对升力特性的影响升力特性的影响展弦比高展弦比高展弦比低展弦比低 展弦比越高，最大升力系数越大，展弦比越高，最大升力系数越大，临界迎角越小。界迎角越小。第二章第二章 第第 页页18后掠翼后掠翼对升力特性的影响升力特性的影响平直机翼平直机翼后掠翼后掠翼 平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲平直机翼的最大升力系数更大，升力系数曲线斜率越大，斜率越大，临界迎角界迎角越小。越小。第二章第二章 第第 页页19翼型前翼型前缘粗糙度粗糙度对

5、升力特性的影响升力特性的影响光滑光滑粗糙粗糙 翼型前翼型前缘越光滑，最大升力系数越高，越光滑，最大升力系数越高，临界迎角越大。界迎角越大。第二章第二章 第第 页页202.4.2 阻力特性阻力特性 阻力系数的阻力系数的变化化规律律第二章第二章 第第 页页21阻力系数随迎角的阻力系数随迎角的变化化规律律在中小迎角范在中小迎角范围，阻力系数随迎角增大而，阻力系数随迎角增大而缓慢增大，慢增大，飞机阻机阻力主要力主要为摩擦摩擦阻力。阻力。在迎角在迎角较大大时，阻力系数随迎角增大而阻力系数随迎角增大而较快增大，快增大，飞机阻力机阻力主要主要为压差阻力和差阻力和诱导阻力。阻力。在接近或超在接近或超过临近迎角

6、近迎角时，阻力，阻力系数系数随迎角的增大而急随迎角的增大而急剧增增大，大，飞机阻力主要机阻力主要为压差阻力。差阻力。第二章第二章 第第 页页22 阻力特性参数阻力特性参数I.最小阻力系数最小阻力系数和零升阻力系数和零升阻力系数 飞机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般机的最小阻力系数非常接近零升阻力系数，一般认为二者二者为同同一个一个值。第二章第二章 第第 页页23II.中小迎角中小迎角时的阻力公式的阻力公式 在中小迎角在中小迎角时，阻力公式可以表示，阻力公式可以表示为：A是是诱导阻力因子，大小与机翼形状有关。阻力因子，大小与机翼形状有关。第二章第二章 第第 页页242.4.3 升阻比特性

7、升阻比特性 升阻比升阻比 升阻比是相同迎角下，升力系数与阻力系数之比，用升阻比是相同迎角下，升力系数与阻力系数之比，用K表示。表示。升阻比的大小主要随迎角升阻比的大小主要随迎角变化而化而变化。化。升阻比越大，升阻比越大，飞机的空气机的空气动力性能越好。力性能越好。第二章第二章 第第 页页25 升阻比曲升阻比曲线迎角迎角临界迎角界迎角最小阻力最小阻力迎角迎角第二章第二章 第第 页页26升阻比随迎角的升阻比随迎角的变化化规律律从零升迎角到最小阻力迎角，升力增加从零升迎角到最小阻力迎角，升力增加较快，阻力增加快，阻力增加缓慢，慢，因此升阻比增大。在最小阻力迎角因此升阻比增大。在最小阻力迎角处，升阻比

8、最大。，升阻比最大。从最小阻力迎角到从最小阻力迎角到临界迎角，界迎角，升力增加升力增加缓慢，阻力增加慢，阻力增加较快，快，因此升阻比减小。因此升阻比减小。超超过临近迎角，近迎角，压差阻力急差阻力急剧增大，升阻比急增大，升阻比急剧减小。减小。第二章第二章 第第 页页27性性质角角性性质角是角是总空气空气动力与升力之力与升力之间的的夹角。角。性性质角越小，角越小，总空气空气动力向后力向后倾斜越少，升阻比越大。斜越少，升阻比越大。第二章第二章 第第 页页282.4.4 飞机的极曲机的极曲线 极曲极曲线将将飞机的机的升力系数、阻力系升力系数、阻力系数、升阻比随迎角数、升阻比随迎角变化的关系化的关系综合

9、起合起来用一条曲来用一条曲线表示表示出来，以便于出来，以便于综合合衡量衡量飞机的空气机的空气动力性能。力性能。.极曲极曲线第二章第二章 第第 页页29极曲极曲线的深入理解的深入理解 从坐从坐标原点向曲原点向曲线引切引切线，切点，切点对应最小阻力迎角和最大升阻比。最小阻力迎角和最大升阻比。第二章第二章 第第 页页30 从原点所引直从原点所引直线与极曲与极曲线交于两点，交于两点，则两点的升阻比相同，两点的升阻比相同，较高者的迎角高者的迎角较大，大，较高者的平高者的平飞速度速度较小。小。极曲极曲线的深入理解的深入理解第二章第二章 第第 页页31螺旋螺旋桨滑流滑流不同滑流状不同滑流状态的极曲的极曲线第

10、二章第二章 第第 页页32不同滑流状不同滑流状态的极曲的极曲线 滑流使得升力系数和最大升力系数增大，最大升阻比增大，极曲滑流使得升力系数和最大升力系数增大，最大升阻比增大，极曲线向右上偏移。向右上偏移。第二章第二章 第第 页页33不同展弦比机翼的极曲不同展弦比机翼的极曲线 展弦比越大，低速空气展弦比越大，低速空气动力性能越好。力性能越好。第二章第二章 第第 页页34飞机的低速空气机的低速空气动力性能曲力性能曲线总结第二章第二章 第第 页页352.4.5 地面效地面效应 飞机在起机在起飞和着和着陆贴近地面近地面时，由于流，由于流过飞机的气机的气流受地面的影响，使流受地面的影响，使飞机的空气机的空

11、气动力和力矩力和力矩发生生变化。化。这种效种效应称称为地面效地面效应。第二章第二章 第第 页页36地面效地面效应的的产生原因生原因上下翼面上下翼面压差增加差增加地面阻碍使下洗流减小地面阻碍使下洗流减小下洗角减小，使平尾迎角减小下洗角减小，使平尾迎角减小飞机脱离地面机脱离地面效效应区区飞机机处于地面于地面效效应区区第二章第二章 第第 页页37地面效地面效应的效果的效果上下翼面上下翼面压差增加，从而使升力系数增加。差增加，从而使升力系数增加。地面阻碍使下洗流减小，使地面阻碍使下洗流减小，使诱导阻力减小，阻力系数减小。阻力减小，阻力系数减小。下洗角减小，使平尾迎角减小，出下洗角减小，使平尾迎角减小，

12、出现附加下俯力矩（低附加下俯力矩（低头力矩）。力矩）。第二章第二章 第第 页页38地面效地面效应的的产生范生范围 飞机距地面高度在一个翼展以内，地面效机距地面高度在一个翼展以内，地面效应对飞机有机有影响，距地面越近地面效影响，距地面越近地面效应越越强。第二章第二章 第第 页页39地效地效飞机机地效地效飞机是介于船和普通机是介于船和普通飞机之机之间的新型水上快速交通工具的新型水上快速交通工具。地。地效效飞机在民用方面使用前景也十分广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，如可用于海上和内河快速运输，海情，海情侦察，水上救生等。察，水上救生等。“小小鹰”地效地效飞机速度可达机速度

13、可达556556千米千米/小小时第二章第二章 第第 页页40Beriev Bartini VVA 14地效地效飞行器行器第二章第二章 第第 页页41地效地效飞机（我国的机（我国的发展情况）展情况）我国科学家也早已关注到地效我国科学家也早已关注到地效飞行器的研制，行器的研制，发起人便是原国家科起人便是原国家科委常委常务副主任、航天副主任、航天专家李家李绪鄂。鄂。19951995年，他年，他领导的中国科技开的中国科技开发院院联合湖北水上合湖北水上飞机研究所、北京空气机研究所、北京空气动力学研究所成立了中国地效力学研究所成立了中国地效飞行器行器开开发中心，中心，经过4 4年的努力，第一架中国的地效年的努力，第一架中国的地效飞行器行器诞生了。生了。第二章第二章 第第 页页42