飛機翼剖面物理量是什麼

❶ 飛機的機翼原理是什麼

飛機機翼產生升力的原理，公認的說法是大氣施加與機翼下表面的壓力(方向向上)比施加於機翼上表面的壓力(方向向下)大，二者的壓力差便形成了飛機的升力。飛機向前飛行得越快，機翼產生的氣動升力也就越大。

機翼是飛機的重要部件之一，安裝在機身上。其最主要作用是產生升力，同時也可以在機翼內部置彈葯倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機乎彎翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用於飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。

❷ 飛機外形是根據什麼原理設計的

從20世紀初開始，飛機的軍用意義已廣泛引起各個國家的關注。在20～30年代，飛機從雙翼機到張臂式單翼機，從木結構到全金屬結構，從敞開式座艙到密閉式座艙，從固定式起落架到收放式起落架，飛機外形結構和氣動布局已經發生了革新性變化。二次世界大戰期間，參戰飛機數量猛增，性能迅速提高，軍用航空顯然已對戰爭局勢具有舉足輕重的影響。戰後，航空科學技術迅速地發展，特別表現在飛機空氣動力外形的改進上。所謂空氣動力外形，就是應用空氣動力學原理來設計飛機外形，使得它的升力高，阻力小，穩定性、操縱性好。比如，機身盡可能呈流線型，減少突起物，以此來減小阻力。機翼的形狀和配置也相當講究。低速飛機通常用長方形或梯形翼。當飛機飛行速度到達聲速附近或超過聲速以後，就要採用像燕子翅膀似的後掠機翼。超聲速戰斗機或轟炸機的機翼可採用三角形的平面形狀。飛機的飛行速度從低速到高速發展，與機翼從直機翼到後掠翼、三角翼、邊條翼這些飛機氣動構形的不斷地演變密切相關。可我們的力學家為了這些氣動外形的演進，不知付出了多少心血。世界各國的空氣動力學研究機構都投入相當大的人力、物力，致力於飛機機翼翼型的理論分析和風洞實驗研究。翼型指的是機翼橫切剖面形狀。剖面形狀是影響機翼升力的重要因素。在飛機誕生的初期，飛行的主要矛盾是如何克服飛機的重力，使飛機離地升空。實踐已經表明，採用大翼面積、大彎度剖面的機翼，克服重力而升空不成問題。當飛機速度不斷提高，特別是超聲速飛機出現後，推動飛機前進的力與空氣阻力的矛盾就更加突出了。因此，必須找到能進一步大大減小阻力的機翼形狀，才能滿足飛機提速後的需要。1947年便出現首架超聲速飛機，「聲障」很快成為了一個歷史名詞。隨著空氣動力學、結構力學和材料科學的進展，飛機飛行突破聲障之後，飛行速度接著又達到聲速的2～3倍，進入了超聲速飛行時代。

所有通過大氣層的飛行器，都要利用理論計算和風洞實驗來確定它們的空氣動力外形和空氣動力特性。實驗家努力猜漏發展從亞跨聲速到高超聲速速度范圍配套的風洞實驗設備，並利用新的觀測、顯示、信息處理手段，揭示新的流動現象，為飛行器設計師更快的提供更多、更精確的氣動力數據。理論家根據空氣動力學的原理和各種理論，努力把實驗揭示出的流動現象就其最典型的簡化形態概括成數學模型。主要依靠數學分析的方法，研究流動現象中各種物理量之間的關系和變化以及這種關系和變化對飛行器性能的影響，盡可能獲得有利的流動，避開不利的流動。經過反反復復研究變化中的變化，關系臘頃中的關系，才能對流動的物理實質和主要矛盾作出合理的解釋和預測，以便把握新的流動規律，創造出飛行器新的設計思想、設計概念和設計方法。計算家則在已建立的數學模型指引下，利用當代最先進的電子計算機，致力於發展新的演算法和軟體，模擬更復雜的飛行器外形和流動現象。這些復雜的流動現象，是航空航天工程應用必然遇到和必須解決的。亞聲速、跨聲速(指0.75～1.2倍聲速范圍)和超聲速(指1.2～5倍聲速范圍)空氣動力學的發展，才使得後掠翼、小展弦比細長翼和三角翼氣動布局在飛機設計中成功地穗局爛應用，促使了第一代超聲速戰斗機和旅客機的誕生。1954年問世的F102蜂腰形超聲速戰斗機就是其中第一代戰斗機的代表。

❸ 飛機機翼的受力分析

其實呢
根據空氣動力學的知遲輪識，上訴觀點是有問題的。不能簡單說成相同時間內路程暴不同。
因為氣流在流經機翼前緣時分成了上下兩股獨立的氣流，直接說時間一樣是沒有道理的，既然是兩股相對獨立的氣流，就不存在時間上的關聯性。
其實呢，原因是兩方面的，1機翼翼型的作用，簡單的說就是上租頌凸下平
2迎角的存在，其實現代飛機，特別是戰斗機上，翼型的作用的已經小碼型信於迎角作用了。
氣流在分成上下兩股之後，上翼面氣流的流管變細，氣流被加速，下翼面氣流流管變粗，氣流減速。

在實際中，翼型和迎角是並存的，流體流管解釋才更有依據，如果簡單的分析翼型的話，當飛機倒飛時，上下壓力差向下，飛機就掉下去了。

❹ 直升機的飛行原理和空氣動力

2.3 飛機上的空氣動力作用及原理

飛機之所以能在空氣中飛行，最基本的條件是，當它在空中飛行時必須產生一種能克服飛機自身重力並將它托舉在空中的力。現代大型運輸機的起飛重量 (質量 )一般可達 300 t左右，空氣真有那麼大的力量能把飛機托舉起來嗎 ?

作用在飛機上的空氣動力包括升力和阻力兩部分。升力主要靠機翼來產生，並用來克服飛機自身的重力，而阻力要靠發動機產生的推力來平衡，這樣才能保證飛機在空中水平等速直線飛行。為了更好地說明機翼上產生的空氣動力，首先研究一下風箏和平板上的空氣動力問題燃搜。

2 ， 3． 1 平板上的空氣動力

很多人都有過在空曠的地面上放風箏的經歷，當你拉著風箏迎風奔跑時，風箏就會在風力的作用下緩緩上升，此時風就對風箏產生了一定的空氣動力。這個空氣動力即包含了一個克服風箏重力使風箏向上升起的「升力」 Y(其方向垂直於氣流相對速度 v方向 )，又包含了一個阻止風箏前進的「阻力」 D(其方向與物體運動方向相反 )，如圖 2—11(a)所示。升力和阻力的合力就是作用在風箏上的空氣動力。

為了對風箏上的空氣動力作進一步的分析，我們把風箏從頂上向下切一刀，取風箏的一個剖面來代替風箏加以研究，如圖 2—11(b)所示，研究一下當它和風速成不同的夾角時，作用在它上面的空氣動力情況。圖中風箏的剖切面與平板剖面相似，如圖 2—11(c)所示，因此，下面將通過對平板剖面的研究來說明在風箏上產生空氣動力的機理。

圖 2-11風箏與風箏剖面

1 ．平板剖面與相對速度夾角為零

當平板剖面與相對速度夾角為零時，氣流繞剖面的流動情況如圖 2—12所示。當氣流流到平板前端時，氣流分成兩股分別沿剖面上下對稱、平滑地向後流去。氣流在流動過程中所受的阻滯很小，平板剖面所受的空氣動力 R主要是空氣沿平板流動時空芹段粗氣與平板之間的摩擦阻力。但總的來說，當平板剖面與氣流方向平行時，剖面上產生的空氣動力很小，產生的阻力也很小。由於氣流對稱地流過平板上下剖面，所以不會產生垂直於氣流方向的力，即升力。

圖 2-12平板剖面與相對速度夾角為零

2 ．平板剖面與相對速度夾角為 90°

當平板剖面與相對速度夾角為 90°時，氣流繞剖面的流動情況如圖 2—13所示。當氣流流到平板剖面的前面時，由於受到剖面的阻攔，速度降低。壓強增大，在乎板的前面形成高壓區 (用「 +』』號表示 )，在壓力作用下，迫使氣流繞過平板剖面的上下兩端對稱地向後流去。在流動過程中，由於慣性作用上下兩股氣流還沒有來得及匯合就繼續向後沖去，因此，在乎板的後面形成低壓區 (用「一』』號表示 )。由於平板前面壓強大，而後面壓強小，於是在乎板前後就產生了一個壓強差，形成了一個很強的「壓差阻力」，再加上空氣與平板之間產生的摩擦力，就產生了一個作用在平板剖面的總的向後的空氣動力 R。這個空氣動力是阻止平板向前運動的，因此全部都是阻力。

如圖 2—13所示，由於低壓區的空氣受向前沖的氣流的帶動，產生了許多旋渦，這種氣流脫離物體 (如平板剖面 )的現象叫「氣流分離」。

圖 2-13平板剖面與相對氣流夾角為 90°

3 ．平板剖面與相對速度成一定角度

當平板剖面與相對速度成一定夾角時，氣流繞剖面的流動情況如圖 2—14所示。此時氣流沿平板的流動變得上下不對稱了。當氣流流到平板剖面的前面時，受到剖面的阻攔，速度降低。壓強增大，氣流分成上下兩股繞剖面向後流動，並在平板後面形成低壓區．產生氣流分離，平板前後形成了壓強差，再考慮到空氣與平板之間產生的摩擦力 F，就形成了總的空氣動力 R。

圖 2-14 平板剖面與相對速度成一定角度

由於平板剖面與氣流流速成一定夾角，使流經平板剖面的氣流上下不再對稱，因此產生的空氣動力 R的方向也就不再垂直於平板剖面，而是與平板剖面有一定的角度。由於壓強差總 是從高壓指向低壓，因此平板上壓強差的作用方向應垂直嫌鎮於平板剖面，並從剖面前方指向剖面 後方，在加上向後的摩擦阻力，所以作用在乎板上的總的空氣動力 R應指向剖面的後上方。如果把 R分解成垂直於氣流方向的力 y和平行於氣流方向的力 D，則 y就是用來克服平板重力的升力，平板或風箏就是靠這個力支持在空中的。而 D的方向與平板的運動方向相反，因此是阻礙平板運動的阻力。

2 ． 3． 2 機翼升力的產生和增升裝置

1 升 力的 產生

飛機機翼上產生空氣動力的情況與平板相似，所不同的是機翼「翼剖面」的形狀一般為流線形。「翼剖面」，通常也叫「翼型」，是指沿平行於飛機對稱平面的切平面切割機翼所得到的剖面，如圖 2—15所示的陰影部分即為一機翼的翼剖面 ——翼型。翼型最前端的一點叫「前緣」，最後端的一點叫「後緣」，前緣和後緣之間的連線叫「翼弦」。翼弦與相對氣流速度 v之間的夾角ɑ叫「迎角」。

空氣動力作用點； 2-前緣； 3-後緣； 4-翼弦
圖 2-15 翼型和作用在翼型上的空氣動力

如果要想在翼型上產生空氣動力，和平板一樣，必須讓它與空氣有相對運動，或者說必須有具有一定速度的氣流流過翼剖面。現在將一個翼型放在流速為 v的氣流中，如圖 2—15所示。假設翼型有一個不大的迎角ɑ，當氣流流到翼型的前緣時，氣流分成上下兩股分別流經翼型的上下翼面。由於翼型的作用，當氣流流過上翼面時流動通道變窄，氣流速度增大，壓強降低，並低於前方氣流的大氣壓；而氣流流過下翼面時，由於翼型前端上仰，氣流受到阻攔，且流動通道擴大，氣流速度減小，壓強增大，並高於前方氣流的大氣壓。因此，在上下翼面之間就形成了一個壓強差，從而產生了一個向上的升力 Y。

機翼上產生升力的大小，與翼型的形狀和迎角有很大關系，迎角不同產生的升力也不同。一般來講，不對稱的流線翼型在迎角為零時仍可產生升力，而對稱翼型和平板翼型這時產生的升力卻為零。

圖 2-16 失速現象

隨著迎角的增大，升力也會隨之增大，但當迎角增大到一定程度時，氣流就會從機翼前緣開始分離，尾部會出現很大的渦流區，這時，升力會突然下降，而阻力卻迅速增大，這種現象稱為「失速」，如圖 2—16所示。失速剛剛出現時的迎角叫「臨界迎角」。飛機不應以接近或大於臨界迎角的狀態飛行，此時，會使飛機產生失速，甚至造成飛行事故。

2 ．影響飛機升力的因素

在設計飛機時，應盡量使飛機的升力大而阻力小，這樣才能獲得比較好的飛行性能。那麼怎樣才能提高飛機的升力呢 ?要解決這個問題，首先得了解影響升力的因素有哪些。

(1) 機翼面積的影響

飛機的升力主要由機翼產生，而機翼的升力又是由於機翼上下翼面的壓強差產生的，因此，如果壓強差所作用的機翼面積越大，則產生的升力也就越大。機翼面積通常用「 S」來表示。需要注意的是，機翼面積應包括同機翼相連的那部分機身的面積。機翼所產生的升力與機翼面積成正比。

(2) 相對速度的影響

我們都有這樣的體驗，風速越大，那麼我們所感受到的風力也就越大。飛機的空氣動力也是一樣，當相對速度 v越大時，產生的空氣動力也就越大，機翼上產生的升力也就越大。但升力與相對速度並不是成簡單的正比關系，而是與相對速度的平方成正比。

(3) 空氣密度的影響

升力的大小和空氣密度ρ成正比，密度越大，則升力也越大，當空氣很稀薄時，機翼上產生的升力也就很小了。

(4) 機翼剖面形狀和迎角的影響

機翼的剖面形狀和迎角不同，則產生的升力也不同。因為不同的剖面和不同的迎角，會使機翼周圍的氣流流動狀態 (包括流速和壓強 )等發生變化，因而導致升力的改變。早期的飛機，由於人們沒有體會到翼型的作用，所以，曾採用平板和彎板翼型，後來，隨著理論研究和實踐研究的不斷深入，人們已經認識到翼型的重要性和它對升力所起的作用，因此，創造了很多適合於各種不同需要的翼型，並通過實驗確定出各種不同翼型的空氣動力特性。

翼型和迎角對升力的影響，可以通過升力系數「 Cy」表現出來。升力系數的變化反映著在一定的翼型的情況下，升力隨迎角的變化情況如圖 2—27所示，同時也說明不同的翼型有不同的升力特性。

結合前面的各項影響因素，通過理論和實驗證明，升力的公式可以寫為

(2—6)

式中， Y為升力 (單位 N)；

C y 為升力系數；

ρ為密度 (單位 kg／ m 3)；

v 為速度 (單位 m／ s)；

S 為機翼面積 (單位 m 2)。

3 ．增升裝置

在設計一架飛機時，主要從飛機作高速飛行或巡航飛行時的觀點來確定飛機的布局參數，當飛機高速飛行或巡航飛行時，即使迎角很小，由於速度較大，因此仍能保證有足夠的升力來維持飛機的水平飛行。但在低速飛行時，尤其是在起飛或著陸時，由於速度較低，即使有較大的迎角，升力仍然很小，使飛機不能正常飛行。況且，迎角的增大是有限度的，超過臨界迎角以後就會產生失速現象，給飛行造成危險。因此，需要採用「增升裝置」，使飛機在盡可能小的速度下產生足夠的升力，提高飛機的起飛和著陸性能。

前面已經提到飛機的升力與機翼面積、翼剖面形狀、迎角和氣流相對流動速度等因素有關。因此，可以通過以下幾項增升原則來進一步提高飛機的升力，即

(1) 改變機翼剖面形狀，增大機翼彎度；

(2) 增大機翼面積；

(3) 改變氣流的流動狀態，控制機翼上的附面層，延緩氣流分離。

飛機的增升裝置通常安裝在機翼的前緣和後緣部位，安裝在機翼後緣的增升裝置叫「後緣襟翼」，其應用最為廣泛。如圖 2—17所示是三種典型的後緣襟翼的例子。如圖 2—17(a)所示是一種最簡單的襟翼，它是靠增大翼型彎度來增大升力的。當襟翼放下時，翼剖面變得更彎，因此增大了上翼面的氣流速度，提高了升力，但同時阻力也隨之增大，而且比升力增大的還要多。故而增升效果不佳。

圖 2-17 幾種典型的後緣式襟翼
另一種是後退開縫式襟翼，當襟翼打開時，其襟翼向後退的同時，它的前緣又和機翼後緣之間形成一條縫隙，如圖 2—17(b)所示為富勒式襟翼它有三重增升效果：一是增加了機翼彎度；二是增大了機翼面積；三是由於開縫的作用，使下翼面的高壓氣流以高速流向上翼面，使上翼面附面層中的氣流速度增大，延緩了氣流分離，起到了增升作用。後退開縫式襟翼的增升效果很好，在現代高速飛機和重型運輸機上得到了廣泛的應用

❺ 飛機的空氣動力是怎麼算的

飛機為什麼能高空飛？盡管有各個部件的配合，但是最主要的是飛機有一對採用特殊剖面形狀的機翼。
翼剖面又稱翼型。典型的翼型上凸下平，人們通常稱流線型。根據流體的連續性和伯努利定理可知，相對遠前方的空氣來說，流經上翼面的氣流受擠，流速加快壓力減小，甚至形成吸力（負壓力）而流過下翼面的氣流流速減慢。於是上下翼面就形成了壓力差。這個壓力差就是空氣動力。按力的分解法則，將其談早悶沿含彎飛行方向分解成向上的升力和向後的阻力。阻力由發動機提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力，將飛機托向空中。這就是飛機為什麼會飛的奧秘所在。睜冊

❻ 飛機的機翼面積是怎樣計算的

機翼的主要功用是產生升力，以支持飛機在空中飛行；同時也起一定的穩定和操縱作用。是飛機必不可少的部件，在機翼上一般安裝有飛機的主操作舵面：副翼，還有輔助操縱機構襟翼、縫翼等。另外，機翼上還可安裝發動機、起落架等飛機設備，機翼的主要內部空間經密封後，作為存儲燃油的油箱之用。

相關名詞解釋：

翼型：飛喚此羨機機翼具有獨特的剖面，其橫斷面（橫向剖面）的形狀稱為翼型，稱為翼型

前緣：翼型最前面的一點。
後緣：翼型最後面的一點。
翼弦：前緣與後緣的連線。
弦長：前後緣的距離稱為弦長。如果機翼平面形狀不是長方形，一般在參數計算時採用製造商指定位置的弦長或平均弦長

迎角(Angle of attack) ：機翼的前進方向(相當與氣流的方向)和翼弦(與機身軸線不同)的夾扒含角叫迎角，也稱為攻角，它是確定機翼在氣流中姿態的基準。

翼展：飛機機翼左右翼尖間的直線距離。

展弦比：機翼的翼展與弦長之比值。用以表現機翼相對的展張程度。

上（下）反角：機翼裝在機和拍身上的角度，即機翼與水平面所成的角度。從機頭沿飛機縱軸向後看，兩側機翼翼尖向上翹的角度。同理，向下垂時的角度就叫下反角。

上（中、下）單翼：目前大型民航飛機都是單翼機，根據機翼安裝在機身上的部位把飛機分為上（中、下）單翼飛機也有稱作高、中、低單翼。
機翼安裝在機身上部（背部）為上單翼；機翼安裝在機身中部的為中單翼，機翼安裝在機身下部（腹部）為下單翼。

上單翼的飛機一般為運輸機與水上飛機，由於高度問題，此時起落架等裝置一般就不安裝在機翼上，而改在機身上，使用上單翼的飛機一般採用下反角的安裝。
中單翼因翼梁與機身難以協調，幾乎只存在理論上；
下單翼的飛機是目前民航飛機常見的類型，由於離地面近，便於安裝起落架，進行維護工作，使用下單翼的飛機一般採用上反角的安裝。