飞行原理02V3.0

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1、飞行原理飞行原理/CAFUC第二章第二章飞机的低速空气动力飞机的低速空气动力第二章第二章 第第 页页2本章主要内容本章主要内容2.1 空气流动的描述空气流动的描述2.2 升力升力2.3 阻力阻力2.4 飞机的低速空气动力特性飞机的低速空气动力特性2.5 增升装置的增升原理增升装置的增升原理飞行原理飞行原理/CAFUC飞行原理飞行原理/CAFUC2.1 空气空气流动的描述流动的描述第二章第二章 第第 页页4 空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习和研究飞机的升力和阻力，首先要研究空气流动的基和研究飞机的升力和阻力，首先要研究空气流动的基本规律。本

2、规律。第二章第二章 第第 页页52.1.1 流体模型化流体模型化理想流体理想流体，不考虑流体粘性的影响。不考虑流体粘性的影响。不可压流体不可压流体，不考虑流体密度的变化，不考虑流体密度的变化，Ma0.4。绝热流体绝热流体，不考虑流体温度的变化，不考虑流体温度的变化，Ma0.4。第二章第二章 第第 页页62.1.2 相对气流相对气流运动方向运动方向相对气流方向相对气流方向自然风方向自然风方向第二章第二章 第第 页页7MotionRelative WindMotionRelative WindMotionRelative WindMotionRelative Wind飞机的相对气流方向与飞行速度方

3、向相反飞机的相对气流方向与飞行速度方向相反如果相对气流速度相同，飞机产生的空气如果相对气流速度相同，飞机产生的空气动力就可能相同。动力就可能相同。第二章第二章 第第 页页8对相对气流的现实应用对相对气流的现实应用直流式风洞直流式风洞回流式风洞回流式风洞第二章第二章 第第 页页9对相对气流的现实应用对相对气流的现实应用脉冲式超音速风洞脉冲式超音速风洞第二章第二章 第第 页页10风洞实验段及实验模型风洞实验段及实验模型第二章第二章 第第 页页11风洞的其它功用风洞的其它功用第二章第二章 第第 页页122.1.3 迎角迎角迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角。迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角。第

4、二章第二章 第第 页页13机翼的安装角机翼的安装角 机翼的翼弦通常不与机身纵轴平行。翼根处翼弦与纵轴的夹角机翼的翼弦通常不与机身纵轴平行。翼根处翼弦与纵轴的夹角称为机翼安装角。称为机翼安装角。第二章第二章 第第 页页14相对气流方向是判断迎角大小的依据相对气流方向是判断迎角大小的依据 平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。而其他飞平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。而其他飞行状态中，则不可以采用这种判断方式。行状态中，则不可以采用这种判断方式。第二章第二章 第第 页页15水平飞行、上升、下降时的迎角水平飞行、上升、下降时的迎角上升上升平飞平飞下降下降第二章第二章 第第 页页16CJ1的迎角探

5、测装置的迎角探测装置第二章第二章 第第 页页172.1.4 流线和流线谱流线和流线谱空气流动的情形一般用流线、流管和流线谱来描述。空气流动的情形一般用流线、流管和流线谱来描述。流线流线：流场中一条空间曲线，：流场中一条空间曲线，在该曲线上流体微团的速度与在该曲线上流体微团的速度与曲线在该点的切线重合。曲线在该点的切线重合。lV定常流的流线是流体微团流动定常流的流线是流体微团流动的路线。的路线。第二章第二章 第第 页页18流管流管：由许多流线所围成的管状曲面。：由许多流线所围成的管状曲面。二维流动的流管由两条相邻流线组成。二维流动的流管由两条相邻流线组成。第二章第二章 第第 页页19流线和流线谱

6、流线和流线谱流线谱是所有流线的集合。流线谱是所有流线的集合。第二章第二章 第第 页页20流线和流线谱流线和流线谱流线谱是所有流线的集合。流线谱是所有流线的集合。第二章第二章 第第 页页21流线和流线谱的实例流线和流线谱的实例第二章第二章 第第 页页22流线的特点流线的特点该曲线上每一点的流体微团速度与曲线在该点的切线重合。该曲线上每一点的流体微团速度与曲线在该点的切线重合。流线每点上的流体微团只有一个运动方向。流线每点上的流体微团只有一个运动方向。流线不可能相交，不可能分叉。流线不可能相交，不可能分叉。第二章第二章 第第 页页23流线谱的特点流线谱的特点流线谱的形状与流动速度无关。流线谱的形状

7、与流动速度无关。物体形状不同，空气流过物体的流线谱不同。物体形状不同，空气流过物体的流线谱不同。物体与相对气流的相对位置（迎角）不同，空气流过物体的物体与相对气流的相对位置（迎角）不同，空气流过物体的流线谱不同流线谱不同。气流受阻，流管扩张气流受阻，流管扩张变粗，气流流过物体变粗，气流流过物体外凸处或受挤压外凸处或受挤压 ，流管收缩变细。流管收缩变细。气流流过物体时，气流流过物体时，在物体的后部都要在物体的后部都要形成涡流区。形成涡流区。第二章第二章 第第 页页24不同迎角下的流线谱不同迎角下的流线谱第二章第二章 第第 页页252.1.5 连续性定理连续性定理 流体流过流管时，在同一时间流过流

8、管任意截面的流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的流体质量相等。流体质量相等。质量守恒定律是连续性定理的基础。质量守恒定律是连续性定理的基础。第二章第二章 第第 页页26连续性定理连续性定理1 12 2A A1 1,v,v1 1A A2 2,v,v2 211vA单位时间内流过截面单位时间内流过截面1的流体体积为的流体体积为111vA单位时间内流过截面单位时间内流过截面1的流体质量为的流体质量为222vA同理，单位时间内流过截面同理，单位时间内流过截面2的流体质量为的流体质量为则根据质量守恒定律可得：则根据质量守恒定律可得：111222vAvA1122vAvAC常数即即结论：空气流过一流管

9、时，流速大小与截面积成反比。结论：空气流过一流管时，流速大小与截面积成反比。第二章第二章 第第 页页27山谷里的风通常比平原大山谷里的风通常比平原大河水在河道窄的地方流得快，河水在河道窄的地方流得快，河道宽的地方流得慢河道宽的地方流得慢日常的生活中的连续性定理日常的生活中的连续性定理高楼大厦之间的风通常比高楼大厦之间的风通常比空旷地带大空旷地带大第二章第二章 第第 页页282.1.6 伯努利定理伯努利定理 同一流管的任意截面上，流体的静压与动压之和保同一流管的任意截面上，流体的静压与动压之和保持不变。持不变。能量守恒定律是伯努利定理的基础。能量守恒定律是伯努利定理的基础。第二章第二章 第第 页

10、页29伯努利定理伯努利定理 空气能量主要有四种：动能、压力能、热能、重力势能。空气能量主要有四种：动能、压力能、热能、重力势能。 低速流动，热能可忽略不计；空气密度小，重力势能可忽略不计。低速流动，热能可忽略不计；空气密度小，重力势能可忽略不计。 因此，沿流管任意截面能量守恒，即为：动能因此，沿流管任意截面能量守恒，即为：动能+压力能压力能=常值。公式常值。公式表述为：表述为：2102vPP 上式中第一项称为上式中第一项称为动压动压，第二项称为，第二项称为静压静压，第三项称为，第三项称为总压总压。 第二章第二章 第第 页页30伯努利定理伯努利定理2102vPP动压，单位体积空气所具有的动能。这

11、是一种附加的压动压，单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。212vP静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中，静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中，静压等于当时当地的大气压。静压等于当时当地的大气压。0P总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为，总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为，气流速度减小到零之点的静压。气流速度减小到零之点的静压。第二章第二章 第第 页页31深入理解动压、静压和总压深入理解动压、静压和总压同一流线同一流线：总压保持不变。总压保持不变。动