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机翼上的空气动力

1959-01-19愉璞节

航空知识 1959年6期
关键词:风洞升力机翼

我们知道,机翼上除了有各种阻力:摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力(超音速飞行,还有波阻和热阻)之外,机翼还必须产生保证飞行的升力。这就是当机翼同迎面气流有一个角度(冲角)时,在机翼上会产生空气动力R。这个力叫总空气动力。它可分解为二个力:一是平行迎面气流的阻力Q;二是同迎面气流垂直的升力Y。

研究与实验证明,阻力Q、升力Y的大小与空气密度ρ、机翼面积S以及飞行速度V有关。

但影响升力和阻力的并非只是上面的三个因素。冲角的变化、机翼的翼型与机翼的平面形状,以及其他许多因素都有很大的影响。所以在计算升力Y与阻力Q的公式里,还包含着一个相应力的修整系数。这个系数反映了许多其他因素的影响。从风洞的实验中,可测得这个相应力的系数。升力与阻力的公式:

上面公式中,Cy与Cx是未知的升力系数和阻力系数。但可用下面的公式计算:

显然,在运用上面公式时,必须先知道阻力Q和升力Y的值。因而,首先要做风洞实验。通过实验可测出速压,阻力Q和升力Y的数值。从上面公式看出,当我们知道了机翼面积,就很容易计算出机翼的阻力系数Cx和升力系数Cy。

为了计算不同冲角的Cx和Cy,一般取冲角变动范围是从α=-4°~18°或20°。这样,取得一组Cx与Cy的值,可做升阻极曲线。

当我们知道了升力系数Cy与阻力系数Cx以后,很容易用下列公式计算出真正机翼的阻力与升力:

如果公式中,S用米2;用公斤/米2,这时算得的阻力和升力的单位为公斤。

机翼的风洞实验,不仅可确定Cy与Cx的值,而且可确定对应A点的力矩系数。当测得不同冲角下的Rm值后,对应A点的力矩等于:

MA=Rm·bcpo(bcp为平均几何弦长)

知道了力矩后,用下公式很容易求得A点的力矩系数:

到此为止,我们可取得一系列的Cy、Cx和CmA的数值,此些数值都在所取的攻角范围内,从而,可作出CmA同α及Cy同α变化的曲线。

这样,我们就可很方便地根据图表查得对应冲角的CmA及Cy值,然后再根据CmA及Cy值在Cm-Cy图表中找出曲线Cy同CmA交点即为Cm值。

(愉璞节译自“模型飞机的翼型”)

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