影响飞机升力和阻力的因素都有哪些

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升力和阻力是在飞机与空气之间的相对运动(相对气流)中产生的。

影响升力和阻力的基本因素有:机翼在气流台的相对位置(迎角)、气流的速度和空气密度(空气的动压以及飞机本身的特点(飞机表面质量、机翼形状机翼面积、是否使用襟翼和前缘缝翼是否张开等)。这些因素中,经常变化的有迎角、飞行速度和空气密度。飞行员主要是通过改变迎角和飞行速度来改变升力和阻力的。一、迎角对升力和阻力的影响(一)迎角相对气流方向(飞机运动方向)与翼弦所夹的角度,叫迎角。相对气流方向指向机翼下表面,为正迎角;相对气流方向指向机翼上表面,为负迎角。飞行中,飞行员可通过前后移动驾驶盘来改变迎角的大小或者正负。飞行中经常使用的是正迎角。(二)迎角对升力的影响在飞行速度等其它条件相同的情况下,得到最大升力的迎角,叫做临界迎角。在小于临界迎角的范围内增大迎角,升力增大;超过临界边角后,再增大迎角,升力反而减小。改变迎角,不仅升力大小要发生变化,而且压力中心也要发生前后移动。迎角由小逐渐增大时,由于机翼上表面前段吸力增大,压力中心前移。超过临界迎角以后,机翼前段和中段吸力减小,而机翼后段吸力稍有增加,所以压力中心后移。(三)迎角改变对机翼阻力的影响在低速飞行时,机翼的阻力有:摩擦阻力、压差阻力和诱导阻力。实验表明,迎角增大,摩擦阻力一般变化不大。迎角增大,分离点前移,机翼后部的涡流区扩大,压力减小,机翼前后的压力差增加,故压差阻力增加。迎角增大到超过临界迎角以后,由于分离点迅速前移,涡流区迅速扩大,因此压差阻力急剧增加。小于临界迎角,迎角增大时,由于机翼上、下表面的压力差增大,使翼尖涡流的作用更强,下洗角增大,导致实际升力更向后倾斜,故诱导阻力增大。超过临界迎角,迎角增大,由于升力降低,故诱导阻力随之减小。(二)空气密度空气密度大,空气动力大,升力和阻力自然也大。这是因为,空气密度增大,则当空气流过机翼,速度发生变化时,动压变化也大,作用在机翼上表面的吸力和下表面的正压力也都增大。所以,机翼的升力和阻力随空气密度的增大而增大。实验证实,空气密度增大为原来的两倍,升力和阻力也增大为原来的两倍。即升力和阻力与空气密度成正比例。显然,由于高度升高,空气密度减小,升力和阻力也就会减小。

三、机翼面积,形状和表面质量对升、阻力的影响(一)机翼面积机翼面积大,升力大,阻力也大。升力和阻力都与机翼面积的大小成正比例。(二)机翼形状机翼形状对升、阻力有很大影响。就机翼切面形状来说,相对厚度大,机翼的升力和阻力也大。这是因为,相对厚度大,机翼上表面的弯曲程度也大,一方面使空气流过机翼上表面流速增快得多,压力也降低得多,升力大。另一方面最低压力点的压力小,分离点靠前,涡流区变大,压差阻力大。实验表明,相对厚度在5%-12%的翼型,其升力比较大,相对厚度若超过14%,不仅阻力过大,而且升力会因上表面涡流区的扩大而减小。最大厚度位置,对升阻力也有影响。最大厚度位置靠前,机翼前缘势必弯曲得更厉害些,导致流管在前缘变细,流速加快,吸力增大,升力较大。但因后缘涡流区大,阻力也较大。最大厚度位置靠近翼弦中央,升力较小,但其阻力也较小。因为,最大厚度位置靠后,最低压力点,转捩点均向后移,层流附面层加长,紊流附面层减短,使摩擦阻力减小,所以阻力较小。在相对厚度相同情况下,中弧曲度大,表明上表面弯曲比较厉害,流速大,压力低,所以升力比较大。平凸型机翼比双凸型机翼的升力大,对称型机翼升力最小。中弧曲度大,涡流区大,故阻力也大。机翼平面形状对升、阴力也有影响。实验表明,椭园形机翼诱导阻力最小,而矩形机翼和菱形机翼诱导阻力最大。展弦比越大,诱导阻力越小。放下襟翼和前缘缝翼张开,会改变机翼的切面形状,从而会改变机翼的升力和阻力。又如机翼结冰,会破坏机翼流线形外形,从而使升力降低,阻力增大。(三)飞机表面质量飞机表面光滑与否对摩擦阻力影响很大。飞机表面越粗糙,附面层越厚,转捩点越靠前,层流段缩短,紊流段增长,粘性摩擦加剧,摩擦阻力越大。因此保持好飞机表面光滑,就能减小飞机阻力

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