北京航空航天大学飞行器空气动力学经典课件空气动力学基础.ppt

流体连续性方程： ? 1 S 1 v 1 = ? 2 S 2 v 2 = ? 3 S 3 v 3 =……=const. 即： ? S v = const. 对于低速流体，流体不可压缩，即： ? 1 = ? 2 = ? 3= …… 可得： S 1 v 1 = S 2 v 2 = S 3 v 3 =……=const. 即： S v = const. 低速流体 在一个管道中流动时， 管道剖面小 的地方 流速大，管道剖面大 的地方 流速小。 ? 2. 伯努利定理 ? 连续性定理是能量守恒定律在流体流动中的应用。管道 中以稳定的速度流动的流体，若流体为 不可压缩 的 理想 流体 （没有粘性），则沿管道各点的流体的 动压与静压 之和等于常量 。 ? p+0.5 ? v 2 = P = const ? 静压 ： 就是“压能”，即势能的一种，也就是压力 ? 动压 ： 气体具有流动速度，受阻力时，由于动能转变 为压力能而引起的超过流体静压力部分的压力 ? 低速流动空气的特性 ? 根据流体连续性定理和伯努利定理，可以得到以下结论： 流体在管道中流动时，凡是管道剖面大的地方，流体的 流速就小，流体的静压 就大，而管道剖面小的地方， 流速就大，静压就小。即： ? 若 S 1 ＞ S 2 ＞ S 3 ? 则 v 1 ＜ v 2 ＜ v 3 p 1 ＞ p 2 ＞ p 3 ? 实验验证 ? 空气静止时，各处大气压力都一样，等于此处的大气压 力，测压管中指示剂液面的高度都相等。 ? 空气以某一速度连续稳定地流过管道，空气压力下降， 所有液面均有所升高，但升高的量却不一样 ? 管截面最细处，速度最快，静压最小，动压最大。 “钓鱼岛撞船事件”中的流体运动规律分析 机翼的几何外形和参数 ? 机翼翼型的形状和参数 ? 机翼平面的形状和参数 ? 机翼相对机身的安装位置 ? 就是用平行于飞机机身对称平面的平面切割机翼所 得的剖面。 ? 圆头尖尾翼型 ? 尖头尖尾翼型 早期飞机：平板和弯板 流线型：提高飞行性能 翼型（翼剖面）的形状 ? 弦线 : 前缘与后缘之间的连线。 ? 弦长：弦线的长度，又称为几何弦长。用 b 表示， 是翼型的特征尺寸。 翼型的参数（一） ? 厚度 t ：上下翼面在垂直于翼弦方向的距离，其中最 大者称为最大厚度 t m ? 最大相对厚度 t ： t=t m / b ? 最大相对厚度位置 x ： x=x m / b 翼型的参数（二） ? 中弧线（中线）：在弦向任一位置 x 处，垂直于弦 线的直线与上、下表面交点的 中点 连接起来所构成 的线。 ? 弯度 f m ：中弧线与翼弦之间的距离 ? 最大相对弯度 f ： f = f m / b ? 最大相对弯度位置 x ： x=x m / b 翼型的参数（三） ? 前缘半径 r p ? 后缘角 τ ：翼型上下表面周线在后缘处切线的夹角 ? 迎角 α 翼型的参数（四） 翼型的分类 ? １全对称翼：上下弧线均凸且对称，一般用于尾翼 ? ２半对称翼：上下弧线均凸但不对称，常用于低亚音速飞机 的机翼 ? ３克拉克 Y 翼：下弧线为一直线，也叫平凸翼 ? ４ S 型翼：中弧线是一个平躺的 S 型，因攻角改变时，压力中 心不变动，常用于无尾翼机 ? ５内凹翼：又叫凹凸翼型，下弧线在翼弦上面，升力系数大 ，常见于早期飞机及牵引滑翔机，所有鸟类除蜂鸟外都是这 种翼型 ? NACA 2415 ? 2 —— 相对弯度，即中弧线的最大弧高为 2% ? 4 —— 相对弯度位置位于翼弦前缘的 40% ? 15 —— 相对厚度，即最大厚度是弦长的 15% ? NACA 0012 NACA 四位数翼型族 机翼的几何外形和参数 ? 机翼翼型的形状和参数 ? 机翼平面的形状和参数 ? 机翼相对机身的位置参数 ? 机翼平面形状：从飞机顶上看下去，机翼在平面上 的投影形状 ? 低速飞机 ? 跨音速、超音速飞机 翼面的形状 ? 机翼面积 S ：机翼在水平面内的投影面积 ? 翼展展长 l ：机身两侧翼尖之间的距离 ? 根梢比 η ：翼根弦长和翼尖弦长之比 ? η = b 1 /b 2 ? 展弦比 λ ：展长和机翼平均几何弦长 b av 之比 ? b av =S/ l→ λ=l/b av =l 2 /S 翼面的参数（一） ? 后掠角 χ （ /chi/ ）：沿机翼展向等百分比弦线点的连 线与垂直于机身中心线的直线之间的夹角 翼面的参数（二） ? 前缘后掠角 χ 0 ? 1/4 弦线后掠角 χ 0.25 ? 中弦线后掠角 χ 0.5 ? 后缘后掠角 χ 1 ? 平均气动力弦长： 与实际机翼面积相 等、气动力矩特性 相同的当量矩形机 翼的弦长，用 b A 表 示。 ? 是计算空气动力中 心（焦点）、纵向 力矩系数等常用的