4.2.4流體流動的基本規(guī)律4.2.4流體流動的基本規(guī)律1.連續(xù)性方程這說明流體的流速與流管的橫截面積成反比：流管變細，流線變密，流速變快；流管變粗，流線變疏，流速變慢。4.2.4流體流動的基本規(guī)律1.連續(xù)性方程圖4-8連續(xù)性定理這說明流體的流速與流管的橫截面積成反比：流管變細，流線變密，流速變快；流管變粗，流線變疏，流速變慢。2.伯努利方程伯努利方程是能量守恒定律在流體流動中的應用。能量守恒定律是說在一個與外界隔絕的系統(tǒng)中，不論發(fā)生什么變化和過程，能量可以由一種形式轉(zhuǎn)変為另一種形式，但能量的總和保持恒定。對于不可壓縮的、理想的流體（沒有黏性）來說，在一個與外界沒有能量交換的系統(tǒng)中定常流動，流體具有的能量可以在壓力能和動能之間進行轉(zhuǎn)換，但能量的總和保持不變。4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程伯努利方程只近用于不可壓縮的、理想的流體（沒有黏性）。因為對于不可壓縮的、理想的流體（沒有黏性）來說，流動中不會產(chǎn)生熱量，流體具有的能量形式只有壓力能、動能和重力勢能。4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程流體在同一流管中流動，流管高度變化很小，可以認為流體的重力勢能不變。這樣在流動中只有壓力能和動能之間的相互轉(zhuǎn)換。壓力能是由于流體有壓力而具備的做功能力，單位體積流體所具有的壓力能用壓力p來表示。動能是由于流體有速度而具備的做功能力，單位體積流體所具有的動能用來表示。4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程公式4-44.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程將連續(xù)性方程和伯努利方程一起考慮，可以得出以下結論：不可壓縮的、理想的流體在進行定常流動時，流管變細，流線變密，流體的流速將增加，流體的動壓增大，靜壓將減??；反之，流管變粗，流線變疏，流體的流速將減小，流體的動壓減小，靜壓將增加。4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程圖4-9所示的實驗可以定性地說明這個結果。當管道中的空氣靜止時，管道中各處的大氣壓力都一樣，都等于此處的大氣壓力，所以，各測壓管中指示劑液面的高度都相等，如圖4-9(a)所示。4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程但當空氣以某一速度連續(xù)穩(wěn)定地流過管道時，情況就發(fā)生了變化，因為流動管道內(nèi)的空氣壓力都有所下降，所以各測壓管中指示劑的液面都有所升高，但升高的量卻不。管載面最細處的液面升高量最大，而管截面最粗處的液面升高量最小，如圖4-9(b)所示。4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程這就是在忽略了空氣可壓縮性的情況下，空氣連續(xù)而穩(wěn)定的流過管道，在管截面最細處的速度最快，空氣的壓力下降得最多；在管截面最粗處的速度最慢，空氣的壓力下降的最小的原因所致。4.2.4流體流動的基本規(guī)律4.2.4流體流動的基本規(guī)律2.伯努利方程通過圖4-9所示實驗可以說明飛機機翼氣動升力的產(chǎn)生。當氣流流過機翼表面時，由于氣流的方向和機翼所采用的翼型，在機翼表面形成的流管就像圖4-9中所示的那樣變細或變粗，流體中的壓力能和動能之間發(fā)生轉(zhuǎn)變，在機翼表面形成不同的壓力分布，從而產(chǎn)生升力。4.2.4流體流動的基本規(guī)律4.2.4機翼的外形參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)4.2.4機翼的外形參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)4.2.4機翼的外形參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)4.2.4機翼的外形參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)4.2.4機翼的外形參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)4.2.4機翼的外形參數(shù)4.2.5機翼的外形參數(shù)1.翼型的幾何參數(shù)2.機翼的幾何特性4.2.5機翼的外形參數(shù)前3種形狀主要用于低速飛機后2種形狀則主要用于高速飛機2.機翼的幾何特性（1）機翼的平面形狀參數(shù)4.2.5機翼的外形參數(shù)2.機翼的幾何特性（2）機翼相對機身的安裝位置4.2.5機翼的外形參數(shù)4.2.6機翼的升力和阻力飛行器在空氣中之所以能飛行，最基本的事實是有一股力量克服了它的重量把它托舉在空中。而這種力量主要是靠飛行器的機翼產(chǎn)生的，我們稱之為升力。1.翼型的升力和壓差阻力（1）迎角的概念相對氣流方向與翼弦之間的夾角，稱為迎角，用表示。根據(jù)氣流指向不同，迎角可分為正迎角、負迎角和零迎角。當氣流指向下翼面時，迎角為正；當氣流指向上翼面時，迎角為負；當氣流方向與翼弦重合時，迎角為零。4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力（2）升力和阻力的產(chǎn)生。前面已經(jīng)討論過運動的相對運動原理，可以認為在空中飛行的飛行器是不動的，而空氣以同樣的速度流過飛行器，這樣可以使問題簡化以便于我們分析。如圖4-16所示，當氣流流過翼型時，由于翼型的上表面凸些，這里的流線變密，流管變細，相反翼型的下表面平坦些，這里的流線變化不大(與遠前方流線相比)。4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力根據(jù)連續(xù)性定理和伯努利定理可知，在翼型的上表面，由于流管變細，即流管截面積減小，氣流速度增大，故壓強減??；而翼型的下表面，由于流管變化不大使壓強基本不變。這樣，翼型上下表面產(chǎn)生了壓強差，形成了總空氣動力R，R的方向向后向上。4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力按平行四邊形法則，根據(jù)它們實際所起的作用，可把R分成兩個分力：一個與氣流速度v垂直，起支托飛行器重量的作用，就是升力Y；另一個與流速平行，起阻得飛行器前進的作用，就是阻力X。此時產(chǎn)生的阻力除了摩擦阻力外，還有部分是由于翼型前后壓強不等引起的，稱之為壓差阻力。4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力總空氣動力R與翼弦的交點叫作壓力中心(見圖4-16)，整個作用在機翼上的空氣動力都匯集合成在這一點上。4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力根據(jù)翼型上下表面各處的壓強，可以繪制出機翼的壓強分布圖(壓力分布圖)，如圖4-17所示。圖中自表面向外指的箭頭，代表吸力；指向表面的頭，代表壓力。箭頭都與表面垂直，其長短表示負壓(與吸力對應)或正壓(與壓力對應)的大小。由圖可看出，上表面的吸力占升力的大部分?？拷熬壧幭”《茸畲螅催@里的吸力最大。4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力4.2.6機翼的升力和阻力1.翼型的升力和壓差阻力由圖4-17可見，機翼的壓強分布與迎角有關。在迎角為零時，上下表面雖然都受到吸力但總的空氣動カ合力R并不等于零。隨著迎角的増加，上表面吸力逐漸變大，下表面由受力變?yōu)閴毫Γ谑强諝鈩恿狭迅速上升，與此同時，翼型上表面后