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飞机迎角对升力的影响

2014-09-19 责任编辑:鲁魂 来源:- 我要点评(
 
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迎角对升力和阻力的影响 
(一)迎角 
  相对气流方向(飞机运动方向)与翼弦所夹的角度,叫迎角。相对气流方向指向机翼下表面,为正迎角;相对气流方向指向机翼上表面,为负迎角。飞行中,飞行员可通过前后移动驾驶盘来改变迎角的大小或者正负。飞行中经常使用的是正迎角。 
  飞行状态不同,迎角的正、负、大、小一般也不同。在水平飞行中,飞行员可根据机头的高低来判断迎角的大小,机头高,迎角大。机头低,迎角小。其它飞行状态,单凭机头的高低就很难判断迎角的大小和正负,只有根据迎角本身的含义去判断。例如,飞机俯冲中。机头虽然很低,但迎角并不为负的,气流仍从下表面吹向机翼,因此迎角是正的。又如在上升中,机头虽然比较高,但迎角却不一定很大,在改出上升时,若推杆过猛,也可能会出现负迎角。 
(二)迎角对升力的影响 
  在飞行速度等其它条件相同的情况下,得到最大升力的迎角,叫做临界迎角。在小于临界迎角的范围内增大迎角,升力增大;超过临界边角后,再增大迎角,升力反而减小。 
  这是因为,迎角增大时,一方面在机翼上表面前部,流线更为弯曲,流管变细,流速加快,压力降低,吸力增大。与此同时,在机翼下表面,气流受到阻挡,流管变粗,流速减慢,压力增大,要使升力增大。但是,另一方面迎角增大时,由于机翼上表面最低压力点的压力降低。因此,后缘部分的压力比最低压力点的压力大得更多,于是在上表面后部的附面层中,空气向前倒流的趋势增强,气流分离点向前移动,涡流区扩大,就会破坏空气的平顺流动,从而使升力降低。在中、小迎角,增大迎角时,分离点前移缓慢,涡流区只占机翼后部的不大的一段范围,这对机翼表面空气的平顺流动影响不大,前一方面起着主要作用,因此,在小于临界迎角的范围内,迎角增大,升力是增大的。到临界迎角,升力达到最大。 
  超过临界迎角后,迎角再增大,则分离点迅速前移,涡流区迅速扩大,严重破坏空气的平顺流动,机翼上表面前段,流管变粗,流速减慢,吸力降低。从分离点到机翼后缘的涡流区内,压力大致相同,比大气压力稍小。在靠近后缘的一段范围内,吸力虽稍有增加,但很有限,补偿不了前段吸力的降低。所以,超过临界迎角以后,迎角再增大,升力反而减小。 
  改变迎角,不仅升力大小要发生变化,而且压力中心也要发生前后移动。迎角由小逐渐增大时,由于机翼上表面前段吸力增大,压力中心前移。超过临界迎角以后,机翼前段和中段吸力减小,而机翼后段吸力稍有增加,所以压力中心后移。 
(三)迎角改变对机翼阻力的影响 
  在低速飞行时,机翼的阻力有:摩擦阻力、压差阻力和诱导阻力。 
  实验表明,迎角增大,摩擦阻力一般变化不大。 
  迎角增大,分离点前移,机翼后部的涡流区扩大,压力减小,机翼前后的压力差增加,故压差阻力增加。迎角增大到超过临界迎角以后,由于分离点迅速前移,涡流区迅速扩大,因此压差阻力急剧增加。 
  小于临界迎角,迎角增大时,由于机翼上、下表面的压力差增大,使翼尖涡流的作用更强,下洗角增大,导致实际升力更向后倾斜,故诱导阻力增大。超过临界迎角,迎角增大,由于升力降低,故诱导阻力随之减小。 
综上所述,在小迎角的情况下增加迎角时,由于升力的增加和涡流区的扩大都很慢,故压差阻力和诱导阻力增加都很少,这时机翼的阻力主要是摩擦阻力,因此整个机翼阻力增加不多。当迎角逐渐变大以后,再增大迎角时,由于机翼升力的增加和涡流区的扩大都加快,故压差阻力和诱导阻力的增加也随之加快。特别是诱导阻力,在大迎角时,随着迎角的增大而增加更快。因此,整个机翼的阻力随着迎角的增大而增加较快。这时,诱导阻力是机翼阻力的主要部份。超过临界迎角以后,虽然诱导阻力要随着升力的降低而减小,但由于压差阻力的急剧增加,结果使整个机翼阻力增加更快。 
  简单说:迎角增大,阻力增大;迎角越大,阻力增加越多;超过临界迎角,阻力急剧增大。 

关键字: 增大,阻力,增加,压力,临界

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