●回顾阻力组成
•摩擦阻力(Skin Friction Drag) •压差阻力(Form Drag) •干扰阻力(Interference Drag) •诱导阻力(Induced Drag)
第二章 第 53 页
废阻力 (Parasite Drag)
●阻力相关资料
阻力名称
摩擦阻力 诱导阻力 干扰阻力 激波阻力 其他阻力
第二章 第 54 页
典型飞机阻力构成
亚音速运输 超音速战斗 单旋翼直升
机
机
机
45%
23%
25%
40%
29%
25%
7%
6%
40%
3%
35%
5%
5%
7%
5%
●总空气动力 升力和阻力之和称为总空气动力。
第二章 第 55 页
第二章 第 26 页
III. 压差阻力的产生
气流流过机翼后，在机翼的后缘部分产生附面层分离形成涡 流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样 机翼前后缘就产生了压力差，从而使机翼产生压差阻力。
第二章 第 27 页
●分离点位置与压差阻力大小的关系 ➢分离点靠前，压差阻力大。 ➢分离点靠后，压差阻力小。
II. 下洗流（DownWash）和下洗角
由于两个翼尖涡的存在，会导致在翼展范围内出现一个向下的诱 导速度场，称为下洗。在亚音速范围内，这下洗速度场会覆盖整个 飞机所处空间范围。
第二章 第 39 页
●下洗角
下洗速度的存在，改变了翼型的气流方向，使流过翼型的气流向 下倾斜，这个向下倾斜的气流称为下洗流，下洗流与相对气流之间 的夹角称为下洗角ε。
第二章 第 44 页
●展弦比对诱导阻力的影响
升力系数不变
诱导阻力系数减少的百分比
第二章 第 45 页
机翼展弦比倒数
●高展弦比飞机
第二章 第 46 页
●空速大小对诱导阻力大小的影响
空速小，下洗角 大，诱导阻力大
阻力
诱导阻力
空速空速大，下洗角 小，来自导阻力小第二章 第 47 页
●翼梢小翼
第二章 第 48 页
PBPC' PC
B C’ C
A
第二章 第 28 页
●影响压差阻力的因素
总的来说，飞机压差阻力与迎风面积、形状和迎角有关。迎风面 积大，压差阻力大。迎角越大，压差阻力也越大。
压差阻力在飞机总阻力构成中所占比例较小。
第二章 第 29 页
③ 干扰阻力
飞机的各个部件，如机翼、机身、尾翼的单独阻力之和小于把 它们组合成一个整体所产生的阻力，这种由于各部件气流之间的 相互干扰而产生的额外阻力，称为干扰阻力。
➢ 紊流附面层的摩擦阻力比层流附面层的大。 ➢ 飞机的表面积越大，摩擦阻力越大。 ➢ 飞机表面越粗糙，摩擦阻力越大。
第二章 第 17 页
●摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大
摩擦阻力占总阻力的比例
超音速战斗机
25-30%
大型运输机
40%
小型公务机
50%
水下物体
70%
船舶
90%
第二章 第 18 页
正常飞行时，下翼面的压强比上翼面高，在上下翼面压强差的作用 下，下翼面的气流就会绕过翼尖流向上翼面。
这样形成的漩涡流称为翼尖涡。（注意旋转方向）
第二章 第 33 页
I. 翼尖涡的形成
正常飞行时，下翼面的压强比上翼面高，在上下翼面压强差的作用 下，下翼面的气流就会绕过翼尖流向上翼面，就使下翼面的流线由机翼 的翼根向翼尖倾斜，上翼面反之。
•诱导阻力(Induced Drag)
第二章 第 5 页
升力
粘性
2.3.1 低速附面层
① 附面层的形成
附面层，是气流速度从物面处速度为零逐渐增加到 99%主流速度的很薄的空气流动层。
速度 不受干扰的主流
附面层边界
第二章 第 6 页
物体表面
●附面层厚度较薄
第二章 第 7 页
●无粘流动和粘性流动
附面层的形成是受到粘性的影响。
在逆压梯度作用下，附面层底层出现倒流，与上层顺流 相 互作用，形成漩涡脱离物体表面的现象。
第二章 第 21 页
分离点
●分离区的特点一
分离区内漩涡是一个个单独产生的，它导致机翼的振动。
第二章 第 22 页
●分离区的特点二
分离区内压强几乎相等，并且等于分离点处的压强。 P分离点 = P1 = P2 = P3 = P4
●翼梢小翼可以减小诱导阻力
第二章 第 49 页
●翼梢小翼可以减小诱导阻力 翼梢小翼改变了机翼沿展向分布的翼载荷。
第二章 第 50 页
●翼梢小翼可以减小总阻力
第二章 第 51 页
⑤ 阻力公式
DCD12v2S
第二章 第 52 页
C D —飞机的阻力系数
1 2
V
2
S
—飞机的飞行动压 —机翼的面积。
第二章 第 15 页
废阻力 (Parasite Drag)
升力
粘性
① 摩擦阻力
由于紧贴飞机表面的空气受到阻碍作用而流速降低到零，根据 作用力与反作用力定律，飞机必然受到空气的反作用。这个反作 用力与飞行方向相反，称为摩擦阻力。
第二章 第 16 页
●影响摩擦阻力的因素
摩擦阻力的大小与附面层的类型密切相关，此外还取决于空 气与飞机的接触面积和飞机的表面状况。
第二章 第 40 页
●下洗速度沿翼展分布
不同平面形状的机翼，沿展向下洗速度的分布是不一样的。
第二章 第 41 页
III.诱导阻力的产生
有限展长机翼与无限展长机翼相比，由于前者存在翼尖涡和下洗速 度场，导致前者的总空气动力较后者更加后斜，即前者总空气动力沿 飞行速度方向（即远前方相对气流方向）的分量较后者更大。这一增 加的阻力即为诱导阻力。
l
第二章 第 10 页
l
II. 附面层厚度随气流流经物面的距离增长而增厚。
l
第二章 第 11 页
l
III. 附面层的特点三
附面层分为层流附面层和紊流附面层，层流在前， 紊流在后。层流与紊流之间的过渡区称为转捩点。
层流附 面层
转捩点
紊流附面层
第二章 第 12 页
●层流的不稳定性
AI AII
1
vI vII
无粘流动 沿物面法线方向速度一致
第二章 第 8 页
“附面层”
粘性流动 沿物面法线方向速度不一致
② 附面层的特点
I. 附面层内沿物面法向方向压强不变且等于法线主 流压强。
P1
P2
只要测出附面层边界主流的静压，便可得到物面各点的静 压，它使理想流体的结论有了现实意义。
第二章 第 9 页
II. 附面层厚度随气流流经物面的距离增长而增厚。
② 压差阻力
压差阻力是由处于流动空气中的物体的前后的压 力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。
第二章 第 19 页
I. 顺压梯度与逆压梯度
顺压：A到B，沿流向压力逐渐减小，如机翼上表面前段。 逆压：B到C，沿流向压力逐渐增加，如机翼上表面后段。
B C
A
第二章 第 20 页
II. 附面层分离
升力 Lift
拉力 Pull
第二章 第 4 页
重力 Weight
阻力 Drag
●阻力的分类
对于低速飞机，根据阻力的形成原因，可将阻力 分为：
•摩擦阻力(Skin Friction Drag) •压差阻力(Form Drag) •干扰阻力(Interference Drag)
废阻力 (Parasite Drag)
第二章
飞机的低速空气动力
飞行原理/CAFUC
本章主要内容
2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理
第二章 第 2 页
2.3 阻力
飞行原理/CAFUC
阻力是与飞机运动轨迹平行，与飞行速度方向相反 的力。阻力阻碍飞机的飞行，但没有阻力飞机又无法 稳定飞行。
第二章 第 23 页
P分离点
P1
P2 P3 P4
●分离区的特点三
附面层分离的内因是空气的粘性，外因是因物体表面弯曲而 出现的逆压梯度。
PAPBPC
B C
A
第二章 第 24 页
●分离点与最小压力点的位置 最小压力点 B
A
分离点 C
第二章 第 25 页
●分离点与转捩点的区别
➢层流变为紊流（转捩），顺流变为倒流（分离）。 ➢分离可以发生在层流区，也可发生在紊流区。 ➢转捩和分离的物理含义完全不同。
第二章 第 34 页
I. 翼尖涡的形成
由于上、下翼面气流在后 缘处具有不同的流向，于是 就形成旋涡，并在翼尖卷成 翼尖涡，翼尖涡向后流即形 成翼尖涡流。
第二章 第 35 页
●翼尖涡形成的进一步分析 注意旋转方向
第二章 第 36 页
●翼尖涡的立体形态
第二章 第 37 页
●翼尖涡的形态
第二章 第 38 页
第二章 第 30 页
●干扰阻力的消除 飞机各部件之间的平滑过渡和整流包皮，可以有效
地减小干扰阻力的大小。
干扰阻力在飞机总阻力中所占比例较小。
第二章 第 31 页
④ 诱导阻力
由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出 现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。
第二章 第 32 页
I. 翼尖涡的形成
2
a
AI vI PI
b
AII vII PII
c
第二章 第 13 页
PI PII
3
●层流附面层和紊流附面层的速度型
第二章 第 14 页