升力的来(lái)源
在机(jī)翼上,压力最高的点(diǎn)也就是所谓的驻点(diǎn),在驻点处是(shì)空(kōng)气与前缘相(xiàng)遇的地方。空气(qì)相对于机翼的速度减小到零,由伯(bó)努(nǔ)利定理知道这是压力(lì)最大的点。上翼面(miàn)和下翼面(miàn)的空(kōng)气必须从这个点由静止加速离开。在一个迎(yíng)角(jiǎo)为零(líng)、完全对称的(de)机翼上,从驻点开(kāi)始(shǐ),流经上(shàng)下边面的气流(liú)速度是相同的(de),所以上下边(biān)面(miàn)的压(yā)力变化也(yě)是完全相同的。这(zhè)和在狭长(zhǎng)截面的文氏管中的流动是相似(sì)的,在流速达(dá)到最大的点,其压力达(dá)到(dào)最低。在这(zhè)个最低(dī)压力点之后(hòu),两个表(biǎo)面(miàn)的流速同时降低。空气最终(zhōng)必定要回到主来流(liú)当(dāng)中,压力也恢复(fù)正常。由于上(shàng)下表面(miàn)的速度和压力(lì)特性是相同(tóng)的,所以这种(zhǒng)状态的机(jī)翼不(bú)会产生升力。
如果对称机翼相对来流旋转了一(yī)个(gè)迎角,驻点就(jiù)会稍稍向前缘的下表(biǎo)面(miàn)移动,并且(qiě)流经上下表面的空气流动情况也发生了改变(biàn),流经上表面的空气被迫夺走了(le)一段距离,在上下表面(miàn),空气仍然有(yǒu)一个从驻点(diǎn)加速离开的过程,但是下表(biǎo)面的最高速度(dù)要小于表面的最高速度。
在(zài)某些集合迎角为(wéi)父的(de)位置上,上下表面的平均压力是可能相等的,因此有弯(wān)度翼(yì)型存在一个(gè)零升迎角,这是翼型的气动力零点。尽(jìn)管在这个迎角(jiǎo)下没有产(chǎn)生(shēng)升力(lì),但由于翼型弯度的存在,上下面的(de)流动特征(zhēng)是不一(yī)样的。因(yīn)此,尽(jìn)管(guǎn)上下表面没有平均压力差,在翼表(biǎo)面上却会产生(shēng)不(bú)平衡(héng)并导致俯仰(yǎng)力矩的产生,这个力矩(jǔ)在(zài)飞行器配平中非常重(chóng)要。
升力系数有一个非常明(míng)确的极限值。如果迎角太大或是弯度(dù)增加太多的话,流(liú)线就会被破坏(huài)并(bìng)且(qiě)流动(dòng)从机翼上分离。分离剧(jù)烈地改变了上(shàng)下表面的(de)压力差,升力被大幅度降低(dī),机翼(yì)处于失速状态。
气流分离在小范围(wéi)内是一种普遍现象。。在上表面,流动可(kě)能(néng)在后缘前某个地(dì)方就分离了,气流在上下(xià)表面都可能(néng)分离,但是有可能(néng)再附着。这就(jiù)是所谓的“气泡(pào)分(fèn)离”
阻力和升(shēng)阻比
翼型阻力
形状(zhuàng)阻力(lì)(型阻)或压差阻力是由于气流的经过(guò),物体周围(wéi)压力分布不同而造成的阻力,而蒙皮摩擦阻力或粘性阻力是(shì)由于空气和飞行(háng)器表面接(jiē)触产(chǎn)生的。将这些(xiē)阻力(lì)分类(lèi)是非常有(yǒu)用的,这些阻力很很(hěn)显然是同时产生的。
蒙皮(pí)摩阻和行阻之间(jiān)的(de)关系非常密切:一个会影(yǐng)响(xiǎng)另外一个。举例来说,蒙皮摩阻很大程(chéng)度上是由气流(liú)的速度决定的,而流(liú)向后方的流(liú)体(tǐ)的速度是由物体的外形(xíng)来决定的。因此,特别是在考虑(lǜ)翼(yì)型(xíng)时,型阻和摩阻通常(cháng)放到一起考(kǎo)虑并用一(yī)个新的名词重(chóng)新(xīn)命(mìng)名——翼型阻力,经常也称型面(miàn)阻力。与诱导(dǎo)阻力相比,蒙皮摩阻和行阻都直(zhí)接(jiē)与速度的平方成(chéng)正比。所以,当速度(dù)增加而(ér)诱(yòu)导阻力减少时,型阻和蒙皮摩擦增(zēng)加,反(fǎn)之(zhī)亦然。
涡阻(zǔ)力(lì)
诱导阻力现在更(gèng)多(duō)地被称为涡诱导阻(zǔ)力,简称涡阻力或涡阻。因为它(tā)是与从(cóng)机翼翼尖或者任意表面拖出的涡联系(xì)在一起(qǐ)的,而这些(xiē)涡产(chǎn)生了升力。涡的(de)出现(xiàn)是直接跟升力(lì)联系(xì)在(zài)一起的(de):给定机翼的升力系数越高,涡的影响也越明显。
总阻力
飞(fēi)行器在每个速(sù)度下的总阻力由(yóu)总的涡阻(zǔ)力和(hé)所(suǒ)有其他的(de)阻力组成(chéng)。在(zài)涡阻力等于其他阻力和(hé)的地方(fāng),阻力达到最(zuì)小值。由(yóu)于在给(gěi)定飞(fēi)行器(qì)质(zhì)量的水平飞行(háng)中,升力是个(gè)常(cháng)数,在(zài)曲线上最小阻力点处就是飞行(háng)器的最(zuì)大(dà)升阻比出现的位置。一个滑翔机(jī)的极曲线的形状与这条(tiáo)曲线(xiàn)密切相(xiàng)关,比如(rú),用下沉速(sù)度(dù)比平(píng)飞速度而不是(shì)用(yòng)总阻力系数比总(zǒng)升(shēng)力系数。
失速(sù)
只要(yào)机翼(yì)产生的升(shēng)力足够抵(dǐ)消飞行(háng)器(qì)的总载荷,飞(fēi)行就会一(yī)直(zhí)飞行。当升力急剧下降时,飞机就失速。
记住,每次失速的直(zhí)接原因(yīn)是迎角(jiǎo)过(guò)大。有很多(duō)飞(fēi)行机动会增加飞(fēi)机的迎角,但是直到迎(yíng)角过大之前(qián)飞机不会失(shī)速。
在三种情况下会超过临界迎(yíng)角(jiǎo):低速(sù)飞行(háng)、高速(sù)飞行和转弯飞行。
飞机在平(píng)直飞(fēi)行时如(rú)果飞得太慢也会(huì)失速。空速降低时,必须增加迎角来获得维持高速(sù)所需要的升力。空速越(yuè)低,必须增加更大的迎(yíng)角。最终,达(dá)到一个迎角,它会导致机翼不能产生足够的升力维持飞机,飞机开始下降(jiàng)。如果(guǒ)空速(sù)进一(yī)步降(jiàng)低,飞行就会失(shī)速,由于(yú)迎角已(yǐ)经(jīng)超(chāo)出临界迎角(jiǎo),机翼上的气(qì)流被打乱了(le)(变(biàn)成(chéng)了紊流)。
高(gāo)速飞行中的失速(sù)
展弦(xián)比(bǐ)
展弦比,为飞机空气(qì)动(dòng)力学的(de)专有名(míng)词,是翼展(zhǎn)长(zhǎng)度与平(píng)均气动弦长的壁纸。无人机在设计时需要根据(jù)任务需求选择(zé)展弦比。
地面效应
地(dì)面效应也称为翼地效应(yīng)或翼面效(xiào)应,是(shì)一种使飞行器诱导阻力减小,同时(shí)能(néng)获得比空(kōng)中飞行更高升阻比的流体力学效应。

咨询航拍(pāi)服务可(kě)加昆明俊鹰无人机飞控手老鹰的微信laoyingfly |