机翼的几何外形和气动力和气动力矩.ppt

机翼的三元效应上翼面压强低，下翼面压强高-压差-漩涡-下洗阻力3：诱导阻力翼尖涡使流过机翼的气流向下偏转一个角度（下洗）。升力与气流方向垂直（向后倾斜），产生了向后的分力（阻力）诱导阻力同机翼的平面形状，翼剖面形状，展弦比，特别是同升力有关。伴随升力而产生的LL’D诱导阻力由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。1.5低速翼型的低速气动特性概述对于有弯度的翼型升力系数曲线是不通过原点的，通常把升力系数为零的迎角定义为零升迎角?0，而过后缘点与几何弦线成?0的直线称为零升力线。一般弯度越大，?0越大。1.5低速翼型的低速气动特性概述当迎角大过一定的值之后，就开始弯曲，再大一些，就达到了它的最大值，此值记为最大升力系数，这是翼型用增大迎角的办法所能获得的最大升力系数，相对应的迎角称为临界迎角。过此再增大迎角，升力系数反而开始下降，这一现象称为翼型的失速。这个临界迎角也称为失速迎角。1.5低速翼型的低速气动特性概述小迎角翼型附着绕流大迎角翼型分离绕流2.飞机的升力气流→翼型→上表面流线变密→流管变细下表面平坦→流线变化不大(与远前方流线相比)连续性定理、伯努利定理→翼型的上表面→流管变细→流管截面积减小→气流速度增大→故压强减小翼型的下表面→流管变化不大→压强基本不变上下表面产生了压强差→总空气动力R，R的方向向后向上→分力：升力L、阻力D升力方向垂直于来流速度方向，阻力，方向沿速度方向2.2超音速翼型的升力当α＜δ，前缘上下均受压缩，形成强度不同的斜激波；当α＞δ，上面形成膨胀波，下面形成斜激波；经一系列膨胀波后，由于在后缘处流动方向和压强不一致，从而形成两道斜激波，或一道斜激波一族膨胀波。由于上翼面压强低于下翼面，因此形成升力。如图是超音速以小迎角绕双弧翼型的流动2.3翼型的压力分布矢量表示法当机翼表面压强低于大气压，称为吸力。当机翼表面压强高于大气压，称为压力。用矢量来表示压力或吸力，矢量线段长度为力的大小，方向为力的方向。驻点和最低压力点A点，称为驻点，是正压最大的点，位于机翼前缘附近，该处气流流速为零。B点，称为最低压力点，是机翼上表面负压最大的点。坐标表示法从右图可以看出，机翼升力的产生主要是靠机翼上表面吸力的作用，尤其是上表面的前段，而不是主要靠下表面正压的作用。2.4不同迎角对应的压力分布压力中心随迎角增大会向前移动2.5翼型的跨音速升力特性考虑空气压缩性，上表面密度下降更多，产生附加吸力,升力系数CL增加，且由于出现超音速区，压力更小，附加吸力更大；下翼面出现超音速区，且后移较上翼面快，下翼面产生较大附加吸力，CL减小；当激波增强到一定程度，阻力系数急剧增大,升力系数迅速减小,这种现象称为激波失速下翼面扩大到后缘，而上翼面超音速区还能后缘，上下翼面的附加压力差增大，CL增加。1升力系数随飞行Ｍ数的变化2临界M数，机翼上表面达到音速3下表面达到音速4下表面激波移至后缘5上表面激波移至后缘62.6弯度和迎角的作用改变后缘弯度的作用增升装置襟翼（前、后缘）简单襟翼富勒襟翼Boeing727三缝襟翼Boeing727Triple-SlottedFowlerFlapSystemF-14全翼展的前缘缝翼与后缘襟翼前缘缝翼缝翼和襟翼对升力系数的影响2.7力矩特性及焦点规定：使翼型抬头的力矩为正升力的力矩MzP=-N(x压-xP)xP翼型转动中心用力矩系数的形式表示为焦点—mzP不随Cl而变化的点—升力增量作用点零升力矩系数mz0,绕焦点的力矩系数，不随Cl而变化，升力为零时的俯仰力矩系数零升力矩系数主要和翼型的摩擦力有关焦点、压力中心01040203压力中心和焦点不是同一个点，由于摩擦力始终存在，零升力矩系数不等于0焦点，又称气动中心，是这样的一个点—当迎角发生变化时，气动力对该点的力矩始终不变，因此它可以理解为气动力增量的作用点。焦点的位置是决定飞机稳定性的重要参数。焦点不随迎角变化。压力中心，作用于翼型上的空气动力与翼弦线的交点，这个空气动力包含升力、诱导阻力、压差阻力等。随着迎角增大，压力中心向前移动，越来越靠近焦点焦点机翼升力对焦点的下俯力矩恒定迎角增加，压力中心向前移动焦点会随M数增加而后移焦点位置与机翼上下表面的压力分布有密切关系，也与下洗角的大小和机身机翼的弹性形变有关，在亚音速气流中，机翼上下表面的压力分布前部压力绝对值大，后部较小，其增量分布也是如此，焦点位于约距前缘的1/4翼弦处；在超