飞机飞行的基本原理有哪些?飞机上升的原理是什么?

飞机(Fixed-wing Aircraft)指具有机翼、一具或多具发动机的靠自身动力驱动前进,能在太空或者大气中自身的密度大于空气的航空器。如果飞行器的密度小于空气,那它就是气球或飞艇。

固定翼飞机是一种有机翼和一个或多个发动机,靠自身动力驱动的飞机。它在空间或大气中的密度高于在空气中的密度。如果飞机的密度小于空气的密度,它就是气球或飞艇。如果没有动力装置,只能在空中滑翔,那就叫滑翔机。如果飞机的机翼不是固定的,升力是由机翼旋转产生的,也就是直升机或者旋翼机。

航空知识科普——飞行的基本原理

飞行原理:在真正能产生升力的机翼中,气流总是在后缘相遇,否则在机翼后缘会产生一个气流速度无穷大的点。这种情况称为库塔条件。只有满足这个条件,机翼才能产生升力。在理想气体中或机翼运动开始时,这个条件不满足,粘性边界层不形成。

一般来说,翼型的上部(机翼横截面)比下部长。首先,上下表面气流速度相同,不存在环流,导致下气流到达后缘时,上气流没有到达后缘,后驻点位于翼型上方的点,下气流必须绕过尖后缘与上气流汇合。由于流体的粘性(即康达效应),当较低的空气在后缘周围流动时,会形成低压涡流,从而在后缘产生较大的背压梯度。随即,这个漩涡就会被来流冲走,这个漩涡就叫做起始漩涡。根据海姆霍兹旋涡守恒定律,对于理想的不可压缩流体,翼型周围会出现一个与初始旋涡强度相同、方向相反的旋涡,称为环流或绕翼环量。

环量从翼型上表面的前缘流向下表面的前缘,所以环量加上来流最终会导致驻点后移至翼型后缘,从而满足库塔条件。库塔条件时产生的绕翼环量导致机翼上表面的气流向后加速。根据伯努利定理,可以推导出压差,从而计算出升力。这个循环产生的最终升力也可以通过Kutta-茹可夫斯基Equation计算:L(升力)=V(气体密度流量循环值)。根据伯努利定理3354,这个方程也可以用来计算马格努斯效的气动力,流体速度越快,静压越小(静压是流体垂直于流体运动方向流动时产生的压力)。因此,空气施加在机翼上表面上的压力F1小于下表面上的压力F2。F1和F2的合力一定是向上的,产生升力。升力的原理是绕翼环(附着涡)的存在导致机翼上下表面的速度和压力不同。

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