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飛機(jī)升力與阻力的關(guān)系 飛機(jī)升力系數(shù)和阻力系數(shù)篇一

(一)迎角

相對(duì)氣流方向(飛機(jī)運(yùn)動(dòng)方向)與翼弦所夾的角度，叫迎角。相對(duì)氣流方向指向機(jī)翼下表面，為正迎角;相對(duì)氣流方向指向機(jī)翼上表面，為負(fù)迎角。飛行中，飛行員可通過(guò)前后移動(dòng)駕駛盤(pán)來(lái)改變迎角的大小或者正負(fù)。飛行中經(jīng)常使用的是正迎角。

飛行狀態(tài)不同，迎角的正、負(fù)、大、小一般也不同。在水平飛行中，飛行員可根據(jù)機(jī)頭的高低來(lái)判斷迎角的大小，機(jī)頭高，迎角大。機(jī)頭低，迎角小。其它飛行狀態(tài)，單憑機(jī)頭的高低就很難判斷迎角的大小和正負(fù)，只有根據(jù)迎角本身的含義去判斷。例如，飛機(jī)俯沖中。機(jī)頭雖然很低，但迎角并不為負(fù)的，氣流仍從下表面吹向機(jī)翼，因此迎角是正的。又如在上升中，機(jī)頭雖然比較高，但迎角卻不一定很大，在改出上升時(shí)，若推桿過(guò)猛，也可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)迎角。

(二)迎角對(duì)升力的影響

在飛行速度等其它條件相同的情況下，得到最大升力的迎角，叫做臨界迎角。在小于臨界迎角的范圍內(nèi)增大迎角，升力增大;超過(guò)臨界邊角后，再增大迎角，升力反而減小。

這是因?yàn)椋窃龃髸r(shí)，一方面在機(jī)翼上表面前部，流線更為彎曲，流管變細(xì)，流速加快，壓力降低，吸力增大。與此同時(shí)，在機(jī)翼下表面，氣流受到阻擋，流管變粗，流速減慢，壓力增大，要使升力增大。但是，另一方面迎角增大時(shí)，由于機(jī)翼上表面最低壓力點(diǎn)的壓力降低。因此，后緣部分的壓力比最低壓力點(diǎn)的壓力大得更多，于是在上表面后部的附面層中，空氣向前倒流的趨勢(shì)增強(qiáng)，氣流分離點(diǎn)向前移動(dòng)，渦流區(qū)擴(kuò)大，就會(huì)破壞空氣的平順流動(dòng)，從而使升力降低。在中、小迎角，增大迎角時(shí)，分離點(diǎn)前移緩慢，渦流區(qū)只占機(jī)翼后部的不大的一段范圍，這對(duì)機(jī)翼表面空氣的平順流動(dòng)影響不大，前一方面起著主要作用，因此，在小于臨界迎角的范圍內(nèi)，迎角增大，升力是增大的。到臨界迎角，升力達(dá)到最大。

超過(guò)臨界迎角后，迎角再增大，則分離點(diǎn)迅速前移，渦流區(qū)迅速擴(kuò)大，嚴(yán)重破壞空氣的平順流動(dòng)，機(jī)翼上表面前段，流管變粗，流速減慢，吸力降低。從分離點(diǎn)到機(jī)翼后緣的渦流區(qū)內(nèi)，壓力大致相同，比大氣壓力稍小。在靠近后緣的一段范圍內(nèi)，吸力雖稍有增加，但很有限，補(bǔ)償不了前段吸力的降低。所以，超過(guò)臨界迎角以后，迎角再增大，升力反而減小。

改變迎角，不僅升力大小要發(fā)生變化，而且壓力中心也要發(fā)生前后移動(dòng)。迎角由小逐漸增大時(shí)，由于機(jī)翼上表面前段吸力增大，壓力中心前移。超過(guò)臨界迎角以后，機(jī)翼前段和中段吸力減小，而機(jī)翼后段吸力稍有增加，所以壓力中心后移。

不同的機(jī)翼影響飛機(jī)飛行

(三)迎角改變對(duì)機(jī)翼阻力的影響

在低速飛行時(shí)，機(jī)翼的阻力有：摩擦阻力、壓差阻力和誘導(dǎo)阻力。

實(shí)驗(yàn)表明，迎角增大，摩擦阻力一般變化不大。

迎角增大，分離點(diǎn)前移，機(jī)翼后部的渦流區(qū)擴(kuò)大，壓力減小，機(jī)翼前后的壓力差增加，故壓差阻力增加。迎角增大到超過(guò)臨界迎角以后，由于分離點(diǎn)迅速前移，渦流區(qū)迅速擴(kuò)大，因此壓差阻力急劇增加。

小于臨界迎角，迎角增大時(shí)，由于機(jī)翼上、下表面的壓力差增大，使翼尖渦流的作用更強(qiáng)，下洗角增大，導(dǎo)致實(shí)際升力更向后傾斜，故誘導(dǎo)阻力增大。超過(guò)臨界迎角，迎角增大，由于升力降低，故誘導(dǎo)阻力隨之減小。

綜上所述，在小迎角的情況下增加迎角時(shí)，由于升力的增加和渦流區(qū)的擴(kuò)大都很慢，故壓差阻力和誘導(dǎo)阻力增加都很少，這時(shí)機(jī)翼的阻力主要是摩擦阻力，因此整個(gè)機(jī)翼阻力增加不多。當(dāng)迎角逐漸變大以后，再增大迎角時(shí)，由于機(jī)翼升力的增加和渦流區(qū)的擴(kuò)大都加快，故壓差阻力和誘導(dǎo)阻力的增加也隨之加快。特別是誘導(dǎo)阻力，在大迎角時(shí)，隨著迎角的增大而增加更快。因此，整個(gè)機(jī)翼的阻力隨著迎角的增大而增加較快。這時(shí)，誘導(dǎo)阻力是機(jī)翼阻力的主要部份。超過(guò)臨界迎角以后，雖然誘導(dǎo)阻力要隨著升力的降低而減小，但由于壓差阻力的急劇增加，結(jié)果使整個(gè)機(jī)翼阻力增加更快。

簡(jiǎn)單說(shuō)：迎角增大，阻力增大;迎角越大，阻力增加越多;超過(guò)臨界迎角，阻力急劇增大。

(一)飛行速度

飛行速度越大，空氣動(dòng)力(升力、阻力)越大。實(shí)驗(yàn)證明：速度增大到原來(lái)的兩倍，升力和阻力增大到原來(lái)的四倍;速度增大到原來(lái)的三倍，升力和阻力增大到原來(lái)的九倍。即升力、阻力與飛行速度的平方成正比例。

飛行速度增大，為什么升、陰力會(huì)隨之增大呢 因?yàn)樵谕挥窍?，機(jī)翼流線譜，即機(jī)翼周圍的流管形狀基本上是不隨飛行速度而變的。飛行速度愈大，機(jī)翼上表面的氣流速度將增大得愈多，壓力降低愈多。與此同時(shí)，機(jī)翼下表面的`氣流速度減小得愈多，壓力也增大愈多。于是，機(jī)翼上、下表面的壓力差愈加相應(yīng)增大，升力和阻力也更加相應(yīng)增大。

(二)空氣密度

空氣密度大，空氣動(dòng)力大，升力和阻力自然也大。這是因?yàn)椋諝饷芏仍龃?，則當(dāng)空氣流過(guò)機(jī)翼，速度發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)壓變化也大，作用在機(jī)翼上表面的吸力和下表面的正壓力也都增大。所以，機(jī)翼的升力和阻力隨空氣密度的增大而增大。

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，空氣密度增大為原來(lái)的兩倍，升力和阻力也增大為原來(lái)的兩倍。即升力和阻力與空氣密度成正比例。顯然，由于高度升高，空氣密度減小，升力和阻力也就會(huì)減小。

機(jī)翼面積大，升力大，阻力也大。升力和阻力都與機(jī)翼面積的大小成正比例。