升力系数是什么意思(一次性学透|飞行原理,让飞行有据可循)
一次性学透飞行原理,让飞行有据可循。
本期重点介绍飞行基本原理,可能有的地方小伙伴可能看不大懂,没关系,收藏起来慢慢看,好啦,话不多说,直接进入本期主题。
众所周知,飞机要飞起来必须克服地球的引力和空气的阻力,引力由升力克服,阻力由发动机或螺旋桨的推力或拉力克服。飞机在空气中飞可以看成管道中的定常流体的流动,飞机的机翼顶部相当于管道底部凹陷部分,机翼底部相当于管道顶部平坦部分。根据伯努利原理,我能知道,单位时间通过每个断面的流量是一样的,所以断面大的地方,流体流动速度要小,而断面小的地方,流体流动速度要大。根据伯努利方程,气流流速越大,压力越小,反之压力越大。所以机翼下表面空气流速慢,压力大,上表面空气流速快,压力小,上下表面形成压力差产生了升力推动飞机上升。飞机在飞行时空气流动方向与翼弦之间形成一个夹角,这个夹角称为迎角或攻角。迎角是影响升力系数的一个重要因素,迎角越大升力系数越大。
那么升力系数是什么呢?
实际上,升力系数是一个无量纲量,指物体所受到的升力与气流动压和参考面积的乘积之比。升力系数与迎角和机翼的形状有关,不同的机翼形状升力系数也不一样。
提高升力系数可以通过以下方式:
改变机翼形状:无论机翼是否有上凸的设计,只要机翼以适当的仰角对着气流就能获得一定的升力。
调整迎角:对称型、非对称型、拱形以及其他形状的机翼都能把气流的位置降低,也因此获得了升力。
通过改变机翼形状来提高升力系数的例子有很多,比如多层机翼、三翼机等。
接下来谈一谈热气球的飞行原理,其主要利用热空气上升的原理。热气球的主要结构包括气球、吊篮和喷火装置三个部分。把喷火装置点上火后,气球里的空气受热膨胀,密度变小,就会产生浮力。当气球加热到一定程度,受到的浮力大于本身的重力,热气球就能飞上天了。
那滑翔伞飞行原理是什么?滑翔伞能越飞越高的主要原因是利用了上升气流,而上升气流又主要分为动力气流和热力气流。
动力气流可以理解为风在正常情况下是平行地表流动的,当风遇到山体后一部分会沿着山体向山上运动,而这种向山上运动的气流即称之为动力气流。在一定的范围内风越大动力气流越强,滑翔伞即可飞的越高。
想要飞的更高则需要借助热力气流。太阳照射地表后地表空气受热膨胀即会产生热气流,热气流虽然看不见摸不着,但是成熟的飞行员可根据地表物体及天上的云朵来判别。在热力气流合适的情况下滑翔伞飞行员可轻松飞到一两千米的高度,而顶尖滑翔伞飞行员则可借助热力气流飞行上几百公里。
最后谈一谈直升机飞行原理,直升机飞行过程中螺旋桨的转速是不变的,它能够自由的飞翔是依靠改变螺旋桨上四根桨叶的角度实现自由升降。这个角称为“迎角”,当桨叶角度增大升力也随之减小,飞机就会上升。反之桨叶角度减小飞机就会下降。
直升机引擎转动螺旋桨的同时会产生反作用力,从而让机身反向旋转并导致直升机失控。工程师们在直升机尾部安装了尾桨来稳定机身,同时尾桨的桨叶也可以改变角度来实现直升机的左右旋转。
斜盘组件是由主旋转斜盘以及四根连接在螺旋桨上的变桨控制杆组成。斜盘不仅可以上下移动还可以左右倾斜,从而单独改变位于一条直线上两根叶片的角度。
此时旋转的叶片会不停的改变角度,当叶片旋转到右边是没有角度的,旋转到左边的时候角度增大,此时直升机左边升力就会比右边大,机身就会向右倾斜并移动。