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第十章 第 页 飞行原理/CAFUC 第十章 本章主要内容 本章主要内容 本章主要内容 翼型的跨音速阻力特性 波阻就是正迎角时，在跨音速阶段翼型产生的附加吸力向后倾斜从而在速度方向所附加产生的阻力。 波阻的产生 翼型阻力系数随Ｍ数的变化 超过临界马赫数后，波阻急剧增大导致阻力系数急剧增加的马赫数，称为阻力发散马赫数。 膨胀波 激波 翼型的超音速升力特性 在超音速阶段,M增加，上翼面膨胀波后斜，弱扰动边界与波前气流的夹角?减小，膨胀后的压力比 ?不变而M增加时降低得少； M增加，下翼面激波后斜，激波角?减小，下翼面压力比?不变而M增加时增加得少，总的效果使升力系数减小。 飞行马赫数大于1后，阻力系数会下降,但阻力会随着M数的增加而增加。 翼型的超音速阻力特性 M数对飞机的失速迎角的影响 M数对飞机的最大升力系数CLmax的影响 飞机在不同M数下的极曲线 10.1 高速气流特性 10.2 翼型的亚跨音速气动特性 10.3 后掠翼的高速升阻力特性 * 10.3 后掠翼的高速升阻力特性 ●后掠翼与后掠角 后掠角是机翼?弦长的连线与飞机横轴之间的夹角。 10.3.1 后掠翼的亚音速升阻力特性 ●对称气流经过直机翼时的M数变化 气流经过直机翼后, 马赫数M会增加。 亚音速下对称气流流经后掠翼 ●亚音速下对称气流流经后掠翼 对称气流经过后掠翼,可以将气流速度分解到垂直于机翼前缘和平行于机翼前缘。 在气流向后的流动过程中，平行于前缘的气流分速不发生变化，而垂直于前缘的有效分速则发生先减速、后加速、再减速的变化，导致总的气流方向发生左右偏斜。 ●后掠翼的翼根效应和翼尖效应 后掠翼的升力大小由垂直于前缘的有效分速所决定。 翼根效应 亚音速气流条件下，上翼面前段流管扩张变粗,流速减慢，压强升高，吸力降低；后段流管收缩变细,流速加快，压强减小,吸力有所增加。流管最细的位置后移，最低压力点向后移动。 翼尖效应 亚音速气流条件下，上翼面前段流管收缩变细，流速加快，压强降低，吸力变大；在后段，流管扩张，流速减慢，压强升高，吸力减小。流管最细位置前移，最低压力点向前移动。 气流流过后掠翼时，流线左右偏移的分析 后掠翼的翼根和翼尖效应对升力的影响 翼根效应使翼根部位机翼的吸力峰减弱，升力降低，翼尖效应使翼尖部位的吸力峰增强，升力增加。 后掠翼的翼根和翼尖效应对升力系数的影响 后掠翼各翼面的升力系数沿展向的分布 中小迎角下后掠翼的亚音速升阻力特性 同一迎角下,后掠翼的升力系数和升力线斜率比平直翼小。 后掠翼对升力系数和升力线斜率的影响 * 高速空气动力学基础 10.1 高速气流特性 10.2 翼型的亚跨音速气动特性 10.3 后掠翼的高速升阻力特性 * 10.1 高速气流特性 10.1.1 空气的压缩性 空气的压缩性是空气的压力、温度等条件改变而引起密度变化的属性。 低速飞行(马赫数M0.4) 空气密度基本不随速度而变化 高速飞行(马赫数M0.4) 空气密度随速度增加而减小 空气压缩性与音速的关系 扰动在空气中的传播速度就是音速。 ●音速的定义 ●空气压缩性与音速a的关系 海里/小时 公里/小时 音速与传输介质的可压缩性相关，在空气中，音速大小唯一取决于空气的温度，温度越低，空气越易压缩，音速越小。 ●亚音速、等音速和超音速的扰动传播 空气压缩性与马赫数M的关系 M数越大，空气被压缩得越厉害。 马赫数M是真速与音速之比。分为飞行马赫数和局部马赫数，前者是飞行真速与飞行高度音速之比，后者是局部真速与局部音速之比（如翼型上表面某点的局部马赫数）。 低速飞行(马赫数M0.4) 可忽略压缩性的影响 高速飞行(马赫数M0.4) 必须考虑空气压缩性的影响 气流速度与流管截面积的关系 由连续性定理，在同一流管内 速度增加，空气密度减小。 在亚音速时，密度的减小量小于速度的增加量，故加速时要求截面积减小。流量一定，流速快则截面积减小；流速慢则截面积增大。 在亚音速气流中,流管截面积随流速的变化 因此，M1时，流管扩张，流速增加，流管收缩，流速减小。 在超音速时，密度的减小量大于速度的增加量，故加速时要求截面积增大。 由连续性定理，在同一流管内 速度增加，空气密度减小。 气流速度与流管截面积的关系 在超音速气流中,流管截面积随流速的变化 1.65% 0.96% 0.44% 0 -0.36% -0.64% -0.84% -0.96% 截面积变化的百分比 -2.56% -1.96% -1.44% -1% -0.64% -0.36% -0.16% -0.04% 密度变化