飛機(jī)飛行中的力學(xué)問題的簡(jiǎn)單分析征服天空之翼桑子儒PB04203228一，升力1，升力理論2，翼型3，襟翼二，阻力1，摩擦阻力2，壓差阻力3，誘導(dǎo)阻力4，干擾阻力三，失速機(jī)翼的升力牛頓是第一個(gè)給出了運(yùn)動(dòng)物體的阻力表達(dá)式，后人推導(dǎo)出了傾斜平板在氣流中受到阻力的公式。按他的理論，如果認(rèn)為這個(gè)阻力的垂直分量代表空氣的升力的話，那么這個(gè)升力值含有一個(gè)迎角正弦的平方項(xiàng)。按照這個(gè)理論，一個(gè)物體只有面積為無限大才能產(chǎn)生足夠的升力。這意味著宣判了飛機(jī)的死刑。有人說：牛頓對(duì)人類飛機(jī)提出了悲觀的論調(diào)。1783年，瑞士著名科學(xué)家D.Bernoulli建立了著名的伯努力定律：隨著流體流速的增加，其壓力減小。它對(duì)于解釋機(jī)翼的升力是相當(dāng)有效的，具有上凸外表的翼型在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，上外表速度較大，下外表速度較小，上下外表的氣流對(duì)機(jī)翼產(chǎn)生的壓力不同，這個(gè)壓力差就是氣流產(chǎn)生的向上的升力。流體力學(xué)的開展否認(rèn)了牛頓的升力是阻力垂直分量的理論。1894年，英國工程師及航空先驅(qū)者F.Lanchester建立了機(jī)翼環(huán)流理論，對(duì)于彎曲的機(jī)翼翼面，當(dāng)受到來流作用時(shí)相當(dāng)于前緣有一個(gè)逆風(fēng)，后緣有一個(gè)順風(fēng)，由于上下流動(dòng)都不能發(fā)生積累現(xiàn)象因此結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)環(huán)流導(dǎo)致上外表產(chǎn)生一個(gè)低壓，下外表產(chǎn)生一個(gè)高壓，這個(gè)壓力差就是升力。庫塔—茹科夫斯基條件：機(jī)翼后緣形成的起動(dòng)渦在逐漸增大的過程中離開機(jī)翼。當(dāng)他離開機(jī)翼很遠(yuǎn)處，這個(gè)環(huán)流到達(dá)最大值，亦即上下外表機(jī)翼后面很遠(yuǎn)處不在有流速的差異。使用庫塔—茹科夫斯基條件可使升力的計(jì)算變成純數(shù)學(xué)問題。使升力計(jì)算定量化。1918年，德國科學(xué)家L.Prandtl建立了有限翼展的升力線理論，這一理論把以前各種思想和理論歸納起來，使機(jī)翼表述得到了簡(jiǎn)化。L.Prandtl的理論解決了兩類：一是升力沿翼展的分布，要求通過計(jì)算來確定線性速度的流線和實(shí)現(xiàn)這一升力所需能量。二是由一定的機(jī)翼幾何形狀，來確定升力沿翼展的分布。翼型

雖然飛機(jī)所用翼型的外型千差萬別，但根據(jù)外型的特點(diǎn)一般可分為六種。1，平凸型2，對(duì)稱型3，凹凸型5，S型4，雙凸型6，特種型平凸翼型它的下弧線是一條直線，中弧線的彎度要比雙凸型大。最大升阻比也比雙凸型大。對(duì)稱翼型它的中弧線是一根與翼型弦線重合的直線。機(jī)翼上下弧是對(duì)稱的。這種翼型的阻力系數(shù)比較小，但升阻比也較小。凹凸翼型它的下弧線向內(nèi)凹入所以中弧線的彎度比平凸型要大，阻力也比較大。但能產(chǎn)生較大的升力，升阻比也較大。S型翼型它的中弧線像是橫放的S型。S型機(jī)翼本身的力矩特性是安定的。雙凸翼型它的上下弧線都是外凸的，但上弧線彎度要比下弧線大，所以中弧線是向上凸的。這種翼型的阻力要比對(duì)稱型大，但可獲得較大的升阻比。特種翼型特種翼型是為了滿足某種性能指標(biāo)或要求而設(shè)計(jì)的非同尋常的翼型。襟翼襟易是裝在機(jī)翼前緣或后緣的可動(dòng)翼片。襟翼可改變剖面的形狀，增加翼形彎度；襟翼可增加機(jī)翼的面積；襟翼能盡可能的保持層流流動(dòng)；襟翼在環(huán)繞機(jī)翼的氣流中，增加一股噴氣氣流。襟翼幾種襟翼的作用簡(jiǎn)介前緣襟翼較小，增加升力的效果不明顯，其作用主要是提高臨界角，提高飛機(jī)的穩(wěn)定性和平安性。開縫襟翼，特別是多縫襟翼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，重量大，因而主要用于大型飛機(jī)。它在增加升力的同時(shí)，也會(huì)使阻力大大增加，這對(duì)降低著陸速度、提高平安十分有利。富勒襟翼是在機(jī)翼安裝的活動(dòng)翼面，平時(shí)緊貼機(jī)翼下外表。使用時(shí)，按軌道下偏。使用富勒襟可以增加翼剖面的彎度，同時(shí)能大大增加機(jī)翼面積，增升效果非常明顯。富勒襟的缺點(diǎn)之一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？唆敻窠笠砦挥跈C(jī)翼前緣，它的外形相當(dāng)于機(jī)翼前緣的一局部。使用時(shí)克魯格襟翼向前下方伸出，既改變了翼形，也增加了翼形的面積。因此增升效果也比較好。阻力1，磨檫阻力2，壓差阻力3，誘導(dǎo)阻力4，干擾阻力

摩擦阻力的大小和粘性影響的大小，物體外表光滑程度以及浸潤面有關(guān)。另一方面，如果物體外表的邊界層是層流邊界層，空氣粘性所引起的摩擦阻力就比較小，如果物體外表的邊界層是紊流邊界層，空氣粘性所引起的摩擦阻力就比較大。摩擦阻力壓差阻力駐點(diǎn)駐點(diǎn)假設(shè)空氣沒有粘性〔如上圖〕實(shí)際空氣有粘性〔如上圖〕壓差阻力是由于物體與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)物體前后存在壓力差所引起的。其根本原因是空氣的粘性。壓差阻力與物體的形狀、它在氣流中的姿態(tài)以及最大迎風(fēng)面有關(guān)。流線產(chǎn)生的壓差阻力較小。壓差阻力也與物體外表的邊界層狀態(tài)有關(guān)。誘導(dǎo)阻力在機(jī)翼翼尖處，流速小靜壓大的下翼面空氣繚繞過翼尖向流速大靜壓小的上翼面流動(dòng)，于是在翼尖處形成一股渦流，它改變了翼尖附近流經(jīng)機(jī)翼的氣流方向，引起的阻力稱誘導(dǎo)阻力。干擾阻力飛機(jī)個(gè)部件之間相互影響所引起，整架飛機(jī)阻力與單獨(dú)個(gè)局部阻力的總和的差值稱為干擾阻力。渦流干擾。大雁人字或一字飛行，后一只雁的翅膀正好在前一只翅膀所形成的翼尖渦旋中，能產(chǎn)生助推作用。尾流干擾。任何突出在飛機(jī)外表的物體都產(chǎn)生壓差阻力，由尾流產(chǎn)生。壓力干擾。物體外表空氣壓力不均勻引起阻力。失速機(jī)翼在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的升力隨機(jī)翼迎角增大而增大。當(dāng)迎角增加到一定程度時(shí)，升力便不再隨迎角增大而增大了。這時(shí)的迎角稱為臨界迎角。超過臨界迎角后，再增加迎角升力反而急劇減小，出現(xiàn)失速現(xiàn)象。超過臨界迎角，機(jī)翼迎角進(jìn)一步增大，導(dǎo)致邊界層的空氣質(zhì)點(diǎn)流過機(jī)翼上外表最高點(diǎn)不遠(yuǎn)處便開始別離，使機(jī)翼上外表充滿旋渦，升力大為減少，而阻力迅速增加。然而，由普加喬夫駕駛蘇-27戰(zhàn)斗機(jī)創(chuàng)造的“普加喬夫眼鏡蛇〞動(dòng)作飛行中，飛機(jī)先以400千米/小時(shí)的