飞行原理（二零二二版）.pdfVIP

飞行原理 飞行原理 : 要在空中飞行，需要考虑的不外乎空力的问题，要创造具有优越的空力的飞 机就必须考虑到 分量、升力、阻力、推力 四个基本要素。  谈分量除去机体分量、燃料乘坐的人之外还包括货 物的撘载量。  升力就是飞机胜过分量的力量。  阻力就是种种气流交织在一起把飞机引向后方的力量。  推力就是胜过抗力在空气中使飞机前进的力量。 鸟类和飞机的升力，主要是借着气流流过机翼表面的气流所造成的。航空界 以前有句俗话说 : 只要有强力的引擎即使是门板也一定能飞。这句话虽然是夸 张了点，但并非不切实际，因为只要赋予螺旋桨强大的马力，任何笨拙的机翼也 能强拉飞起来。但是要在空中飞的更有效率分法是调整机体的形状。换句话说， 要最大限度的发挥升力，最小限度的抑制阻力。 飞机在前进的时候，机翼上面的气流比机翼下面低，也就是说，飞行中的飞 机就是在空气中气流插进去的异物，促使气流把飞机往上推挤。 升力大小因为 种种的因素而被决定。其中之一就是机翼的面积，被气流吹打的面积越大，产生 的升力越大。第二个要素是速度，流经过机翼的的空气越快，上下的压力差也就 越大。第三个要素是冲角，也就是说，对气流的机翼的倾斜度在某一定界线内， 使得机翼上面的气流通路较长，速度便增加，与机翼下的流速差增加，升力也就 变大，因此冲角越大升力也越大。 随着升力的作用与飞机的前进便产生了所谓的阻力，阻力主要有三种，那就 是磨擦力、形状阻力和诱导阻力，前两种是因为飞机通过空气发生的，可以借着 航空科学的进步和机体流线形调整而减小，我们可以想象一个方盒子跟一个圆球 在空气中前进的阻力差别。诱导阻力则是机翼所产生的升力的副产物，可以说这 是发生升力必然引起的代价。因为升力是由于气压差所产生，但是同时也发生吹 下或者伴流之类的情势。这主要是在翼的尖端引起的，随着飞机的前进，机翼尖端 便会产生螺旋状的气尾，将飞机拉向后，这就是所谓的诱导阻力。 一个机翼不可能无限长，一定有端点，我们现在知道翼端是不少问题的根源， 翼前缘有点后掠的飞机，因几何形状的关系，翼前缘的气流非但往后走而且往外 流，使翼端气流更复杂。 于是有各式各样的方法来减少诱导阻力，常见的有 : １：把翼端整成圆弧状，尽点人事。 ２：把下翼面往上整形，希翼涡流尽量离开翼端。 ３：把翼端装上油箱或者电子战装备，顺便隔离气流，不让它往上翻。 ４：小翼是目前最流行的作法，大部份小翼是往上伸，但也有些是往下伸的， 实机的小翼很明显，飞行时看的非常清晰，波音747-400 的小翼相信不少搭乘过 的人都注意到，小翼的作用除了隔离翼端上下的空气外减少诱导阻力外，因安装 的角度关系还多少可提供一些向前的分力节省一点马力。 除了这三种阻力之外，其实还有此外一种阻力，无非这是在飞机以超音速飞 行时才会产生。 一架飞机能够飞上天空以后，飞机的飞行时间是我们接着需要考虑的重要要 素，而展弦比是飞机长期飞行的重要要素，因为如果一架滑翔机有非常高的展 弦比，即使没有乘上升气流，他仍就可以滑行很久。 所谓的展弦比，就是翼长与翼弦的比例，通常展弦比越大机翼就显的越细长。藉 由机翼的展弦比就可以知道飞机撘载一定燃料时，可以飞行多远。 飞机最重要的部份固然是机翼了，飞机能飞在空中全靠机翼的浮力，机翼的 剖面称之为翼型，为了适应各种不同的需要，航空前辈们发展了各种不同的翼型， 从合 超音速飞机到手掷滑翔机的翼型都有，翼型的各部名称如，100 年来有相 当多的单位及个人做有系统的研究。无非为翼型实在太多种类了，飞机界称呼翼 型普通常分成以下几类 ： • １、全对称翼：上下弧线均凸且对称。 • ２、半对称翼：上下弧线均凸但不对称。 • ３、克拉克Y 翼：下弧线为向来线，其实应叫平凸翼，有不少其它平凸 翼型，只是克拉克Y 翼最有名，故把这种翼型都叫克拉克Y 翼，但要注 意克拉克Y 翼也有好几种。 • ４、S 型翼：中弧线是一个平躺的S 型，这种翼型因攻角改变时，压力中 心较不变动，常用于无尾翼机。 • ５、内凹翼：下弧线在翼弦在线，升力系数大，常见于早期飞机及牵引滑 翔机，所有的鸟类除蜂鸟外都是这种翼型。 • ６、其它特种翼型。 以上的分类只是一个粗糙的分类，在观察一个翼型的时候，最重要的是找出 它的中弧线，然后再看它中弧线两旁厚度分布的情形，中弧线弯曲的方式