飛機升力與失速基本知識

　　對于升力系數有一個非常明確的極限值。如果迎角太大或是彎度增加太多的話，流線就會被破壞并且流動從機翼上分離。分離劇烈地改變了上下表面的壓力差，升力被大幅度降低，機翼處于失速狀態。那么，下面是小編為大家整理的飛機升力與失速基本知識，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　升力的來源

　　在機翼上，壓力最高的點也就是所謂的駐點，在駐點處是空氣與前緣相遇的地方。空氣相對于機翼的速度減小到零，由伯努利定理知道這是壓力最大的點。上翼面和下翼面的空氣必須從這個點由靜止加速離開。在一個迎角為零、完全對稱的機翼上，從駐點開始，流經上下邊面的氣流速度是相同的，所以上下邊面的壓力變化也是完全相同的。這和在狹長截面的文氏管中的流動是相似的，在流速達到最大的點，其壓力達到最低。在這個最低壓力點之后，兩個表面的流速同時降低。空氣最終必定要回到主來流當中，壓力也恢復正常。由于上下表面的速度和壓力特性是相同的，所以這種狀態的機翼不會產生升力。

　　如果對稱機翼相對來流旋轉了一個迎角，駐點就會稍稍向前緣的下表面移動，并且流經上下表面的空氣流動情況也發生了改變，流經上表面的空氣被迫奪走了一段距離，在上下表面，空氣仍然有一個從駐點加速離開的過程，但是下表面的最高速度要小于表面的最高速度。

　　在某些集合迎角為父的位置上，上下表面的平均壓力是可能相等的，因此有彎度翼型存在一個零升迎角，這是翼型的氣動力零點。盡管在這個迎角下沒有產生升力，但由于翼型彎度的存在，上下面的流動特征是不一樣的。因此，盡管上下表面沒有平均壓力差，在翼表面上卻會產生不平衡并導致俯仰力矩的產生，這個力矩在飛行器配平中非常重要。

　　升力系數有一個非常明確的極限值。如果迎角太大或是彎度增加太多的話，流線就會被破壞并且流動從機翼上分離。分離劇烈地改變了上下表面的壓力差，升力被大幅度降低，機翼處于失速狀態。

　　氣流分離在小范圍內是一種普遍現象。。在上表面，流動可能在后緣前某個地方就分離了，氣流在上下表面都可能分離，但是有可能再附著。這就是所謂的“氣泡分離”

　　阻力和升阻比

　　翼型阻力

　　形狀阻力(型阻)或壓差阻力是由于氣流的經過，物體周圍壓力分布不同而造成的阻力，而蒙皮摩擦阻力或粘性阻力是由于空氣和飛行器表面接觸產生的。將這些阻力分類是非常有用的，這些阻力很很顯然是同時產生的。

　　蒙皮摩阻和行阻之間的關系非常密切：一個會影響另外一個。舉例來說，蒙皮摩阻很大程度上是由氣流的速度決定的，而流向后方的流體的速度是由物體的外形來決定的。因此，特別是在考慮翼型時，型阻和摩阻通常放到一起考慮并用一個新的名詞重新命名——翼型阻力，經常也稱型面阻力。與誘導阻力相比，蒙皮摩阻和行阻都直接與速度的平方成正比。所以，當速度增加而誘導阻力減少時，型阻和蒙皮摩擦增加，反之亦然。

　　渦阻力

　　誘導阻力現在更多地被稱為渦誘導阻力，簡稱渦阻力或渦阻。因為它是與從機翼翼尖或者任意表面拖出的渦聯系在一起的，而這些渦產生了升力。渦的出現是直接跟升力聯系在一起的：給定機翼的升力系數越高，渦的影響也越明顯。

　　總阻力

　　飛行器在每個速度下的總阻力由總的渦阻力和所有其他的阻力組成。在渦阻力等于其他阻力和的地方，阻力達到最小值。由于在給定飛行器質量的水平飛行中，升力是個常數，在曲線上最小阻力點處就是飛行器的最大升阻比出現的位置。一個滑翔機的極曲線的形狀與這條曲線密切相關，比如，用下沉速度比平飛速度而不是用總阻力系數比總升力系數。

　　失速

　　只要機翼產生的升力足夠抵消飛行器的總載荷，飛行就會一直飛行。當升力急劇下降時，飛機就失速。

　　記住，每次失速的直接原因是迎角過大。有很多飛行機動會增加飛機的迎角，但是直到迎角過大之前飛機不會失速。

　　在三種情況下會超過臨界迎角：低速飛行、高速飛行和轉彎飛行。

　　飛機在平直飛行時如果飛得太慢也會失速。空速降低時，必須增加迎角來獲得維持高速所需要的升力。空速越低，必須增加更大的迎角。最終，達到一個迎角，它會導致機翼不能產生足夠的升力維持飛機，飛機開始下降。如果空速進一步降低，飛行就會失速，由于迎角已經超出臨界迎角，機翼上的氣流被打亂了(變成了紊流)。

　　高速飛行中的失速

　　展弦比

　　展弦比，為飛機空氣動力學的專有名詞，是翼展長度與平均氣動弦長的壁紙。無人機在設計時需要根據任務需求選擇展弦比。

　　地面效應

　　地面效應也稱為翼地效應或翼面效應，是一種使飛行器誘導阻力減小，同時能獲得比空中飛行更高升阻比的流體力學效應。

　　飛機失速怎么辦

　　飛機的升力由機翼在空氣中運動產生，也就是說要有氣流流過機翼才有可能產生升力。當大于一定速度的氣流平滑地流過機翼時，會在機翼的上表面和下表面產生不同的壓力，上下表面的壓力之差就產生了升力。如果飛機的速度不夠，機翼上下表面沒有足夠的壓力差，也就產生不了足夠的壓力。這種情況就叫“失速”。

　　除了速度之外，機翼的迎角，即機翼與氣流方向的夾角也會對機翼的升力產生影響。一般來說，迎角越大，機翼所產生的升力也就越大。但是當機翼迎角大于一個臨界值以后，機翼上表面的氣流會發生嚴重分離。產生的升力也迅速降低，這同樣被稱為失速。

　　失速對于飛機來說是非常危險的。一旦發生失速，飛機就會馬上往下掉。這時飛行員可以通過壓下機頭以減小迎角，同時俯沖增加速度的方式來擺脫失速狀態。一般的飛機都會盡量避免失速。不過也有一些飛機特別是戰斗機會在一些特殊的情況下刻意進入失速狀態。比如著名的俄羅斯蘇-27戰斗機的“眼鏡蛇機動”，就是飛機在合適的高度和速度下，人為地進入失速狀態，最后從失速狀態中恢復。這個動作可以讓飛機的速度瞬間從400千米/時降到100千米/時，甚至更低，以便在戰斗中占據有利位置。

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