原理
在真实且可产生升力的机翼中,气流总是在后缘处交汇,否则在机翼后缘将会产生一个气流速度为无穷大的点。
这一条件被称为库塔条件,只有满足该条件,机翼才可能产生升力。在理想气体中或机翼刚开始运动的时候,这一条件并不满足,粘性边界层没有形成。
通常翼型(机翼横截面)都是上方距离比下方长,刚开始在没有环流的情况下上下表面气流流速相同,导致下方气流到达后缘点时上方气流还没到后缘,后驻点位于翼型上方某点,下方气流就必定要绕过尖后缘与上方气流汇合。
由于流体黏性(即康达效应),下方气流绕过后缘时会形成一个低压旋涡,导致后缘存在很大的逆压梯度。随即,这个旋涡就会被来流冲跑,这个涡就叫做起动涡。
根据海姆霍兹旋涡守恒定律,对于理想不可压缩流体在有势力的作用下翼型周围也会存在一个与起动涡强度相等方向相反的涡,叫做环流,或是绕翼环量。
环流是从机翼上表面前缘流向下表面前缘的,所以环流加上来流就导致后驻点最终后移到机翼后缘,从而满足库塔条件。
由满足库塔条件所产生的绕翼环量导致了机翼上表面气流向后加速,由伯努利定理可推导出压力差并计算出升力,这一环量最终产生的升力大小亦可由库塔-茹可夫斯基方程计算:L(升力)=ρVΓ(气体密度×流速×环量值)这一方程同样可以计算马格努斯效应的气动力。
根据伯努利定理——“流体速度越快,其静压值越小(静压就是流体流动时垂直于流体运动方向所产生的压力)。”因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。
F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。升力的原理就是因为绕翼环量(附着涡)的存在导致机翼上下表面流速不同压力不同。
扩展资料:
优点
喷气式客机的时速在810千米左右,机动性高。飞机飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根据客、货源数量随时增加班次。
据国际民航组织统计,民航平均每亿客公里的死亡人数为0.4人,是普通交通方式事故死亡人数的几十分之一到几百分之一,是比火车更为安全的交通运输方式。
缺点
价格太贵。无论是飞机本身还是飞行所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的极多。
受天气情况影响。虽然航空技术已经能适应绝大多数气象条件,但是风、雨、雪、雾等气象条件仍然会影响飞机的起降安全。
起降场地也有限制。飞机必须在飞机场起降,一个城市最多不过几个飞机场,而且机场受周围净空条件的限制多分布在郊区。由于从飞机场到市区往往需要一次较长的中转过程,由此给高速列车提供了800公里以内距离的城际运输市场空间。
因此飞机只适用于重量轻,时间紧急,航程又不能太近的运输。
危险:虽然民航客机每亿客公里的死亡人数远低于其他运具,但批评者认为飞机本身旅程亦远比其他运具长,所以这个数值被拉低。在某些数据上飞机并不是特别安全。
飞机的事故率虽然比火车低,但是飞机一旦失事,将会有极少人生还甚至无人生还。飞机与地面失去联系,就无法安全飞行。
参考资料:百度百科---飞机
飞机的翅膀就像两个大风筝,下边很平,上面是鼓起来的。风从前面吹过来时,翅膀上面压力小,将翅膀向上吸;下面压力大,将翅膀向上抬高,飞机靠着发动机的力量向前快跑,一股强劲的风吹到翅膀上,飞机就飞起来了。
不同型号的飞机,自身重量和载客量也会有所不同,就拿波音747来说,它的载客量可达350-400人左右,重量更是达到了300多吨,那重量如此庞大的飞机,到底是怎样轻松飞上天的呢?
飞机是靠机翼的上下气压差来提供升力的,因为只要飞机向前运动(无论是在跑道上滑行还是在空中飞行),机翼下方的气压机会大于机翼上方的气压。
机翼的侧剖面是一个上缘向上拱起,下缘基本平直的形状。所以气流吹过机翼上下表面而且要同时从机翼前端到达后端,从上缘经过的气流速度就要比下缘的快(因为上缘弧度大,弧长较长,就是说距离较远)。
按照物理学的伯努利方程:同样是流过某个表面的流体,速度快的对这个表面产生的压强要小。因此就得出机翼上表面大气压强比下表面的要小的结论,这样子就产生了升力,升力达到一定程度飞机就可以离地而起。
有个公式不知道你有没有见过:l=cl*1/2*ρ*v*v*s。
它的意义是:飞机升力是一下五个量的乘积:
1.升力系数cl
(那个c表示系数,l是角码,我没有字符编辑工具打不出来),它的值和飞机的迎风角度等许多精细的变量有关,一般在零点几,详细的记不大情了:(
2.二分之一
就是0.5
3.大气密度ρ
(飞机所在环境,可以是高空也可以是低空)
4.飞机相对于周围大气速度的平方
v*v
(没有角码打不出来只能这么表示)
5.机翼面积
s
这个公式只适用于速度相对慢的飞行,就像常见的大小型客机飞行,其他飞行器(只要有机翼)速度不超过一马赫时基本都可以用,但是象战机那种两三马赫的大速度飞行就不行了,速度太大的话机翼表面的空气会变得有黏性,要考虑到雷诺数,那时候就另有一个公式了,很复杂,我也不懂。: