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无人机为什(shí)么能够飞起来

 

在机翼上,压力最高的点也就是所谓的驻(zhù)点,在(zài)驻点(diǎn)处是空气与前缘相(xiàng)遇的地(dì)方。空气相对于(yú)机翼的速度减小到零,由伯努利(lì)定理知道这是压力最(zuì)大的点。上翼面和下翼面的空气必(bì)须从这个点由静止加(jiā)速离开(kāi)。在一个迎角为零、完全对称的机翼上,从驻点开始,流经上下表面的气流速度(dù)是相同(tóng)的,所以上下表(biǎo)面(miàn)的压力变化(huà)也(yě)是(shì)完全相同的。这和(hé)在狭长(zhǎng)截面的文氏管(guǎn)中的流动是相似的,在流速(sù)达到最(zuì)大(dà)点(diǎn),其压力(lì)达到最低。在这个最低压力点之后,两个表面的流速同(tóng)时降低。空(kōng)气最终必定要(yào)回到主(zhǔ)来流当中,压力(lì)也恢复到正(zhèng)常。由于上下表面的(de)速度和压力特性是相同(tóng)的(de),所以(yǐ)这种状态的机(jī)翼不会产生升力(lì)。

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如果对(duì)称机翼(yì)相对来流旋转了一个迎(yíng)角,驻(zhù)点就会稍稍向前(qián)缘的下表(biǎo)面移动,并且流经上下表面的空(kōng)气流动情况也发(fā)生的改变,流经上表面的空气被迫多走了一段距离,在上下(xià)表面,空气(qì)仍然有一个从驻点加速离开的过程,但(dàn)是下表面的(de)最高速度要小于(yú)上表面的最高速(sù)度。因此,机(jī)翼下表(biǎo)面的压力就比上表(biǎo)面的压(yā)力大,升力(lì)由(yóu)此(cǐ)产(chǎn)生(shēng)。所以,知道旋(xuán)转(zhuǎn)一个正的迎角,对(duì)称翼型完(wán)全能够产生升力。

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一(yī)个有弯(wān)度(dù)的(de)翼型展示了与对称翼(yì)相似的速度和(hé)压力分布,但是(shì)由于翼型存(cún)在弯曲,尽管弦线的位置可能(néng)是几何零迎角,平(píng)均压力(lì)和(hé)升(shēng)力与对称翼型仍然存在差异。

在某些几何迎角为负的位置上,上(shàng)下表面的平均压力是可(kě)能相(xiàng)等的,因此有弯度翼型(xíng)存在一(yī)个零升迎角,这是翼型的气动力(lì)零点(diǎn)。尽管在这个迎角下没有产生升力,但由于翼型弯(wān)度存在,上(shàng)下面的(de)流动特征是不一样的。因此,尽管上(shàng)下表面没有平均压(yā)力差,在翼表面(miàn)上却会产(chǎn)生不平衡并导致俯仰力(lì)矩的产生,这个力矩在飞(fēi)行器配平中非常重要。

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升力系数(shù)有(yǒu)一个非常明(míng)确(què)的极(jí)限(xiàn)值。如果迎(yíng)角(jiǎo)太大(dà)或是弯曲度(dù)增加太多,流(liú)线就会被(bèi)破坏并(bìng)且流动从机翼上分离。分离剧烈地改(gǎi)变了上(shàng)下表面的压力差,升力被大幅(fú)度降低(dī),机翼(yì)处于失速状态。

气流分离在小范围内是一种普遍的现象(xiàng)。在上(shàng)表面(miàn),流(liú)动可能在后缘前某个(gè)地方就分离了(le),气流在上下表(biǎo)面都可能分(fèn)离,但(dàn)是有可再附着。这(zhè)就(jiù)是(shì)所谓的(de)气泡分离。

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