无人机空气动力学基础知识点二：气流流动的加速、减速特性知识点二：气流流动的加速、减速特性.ppt

无人机空气动力学基础 无人机空气动力学基础 模块二 空气动力学 无人机应用技术教研室 王朋飞 2.5 高速空气动力特性 1 空气的可压缩性和飞行马赫数 2 气流流动的加速、减速特性 3 激波、波阻和膨胀波 4 临界马赫数和临界速度 5 气动力系数随马赫数的变化 6 高速飞机气动外形的特点 7 空气动力加热 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 1）亚音速气流 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。 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 2）超音速气流 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。 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 3）气流流动 若为亚音速，M＜1，则 ，V与A具有相反的变化率。气流加速，则截面积减小，采用收缩管道。 截面积A与速度V变化的对应关系： 若为超音速，M＞1，则 ，V与A具有相同的变化率。气流加速，则截面积扩张，采用扩张管道。 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 3）气流流动 在音速情况，M=1，则dA/A=0。此时管道的面积应为极大或极小。而亚音速气流或是超音速气流，只有在截面积收缩的条件下，气流速度才逐渐向音速靠近，因此，音速截面只可能出现在截面积最小的地方。 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 气流M数 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 流速增加的百分比 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 密度变化的百分比 -0.04% -0.16% -0.36% -0.64% -1% -1.44% -1.96% -2.56% 截面积变化的百分比 -0.96% -0.84% -0.64% -0.36% 0 0.44% 0.96% 1.65% ●速度、密度和截面积在不同M数下的变化值 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 ●超音速气流的获得： 要想获得超音速气流，截面积应该先减后增。 应用：拉瓦尔喷管 2.5 高速空气动力特性 2.气流流动的加速、减速特性 * * 无人机空气动力学基础 * *