早期低速飞机可以通过调整外撑杆的长度来调整 机翼的安装角：加大安装角叫内洗，减小安装角 叫外洗。
2.3 机体几何外形和参数
上反角和下反角：机翼底 面与垂直机体立轴平面之 间的夹角，ψ 。
纵向上反角：机翼安装角 与水平尾翼安装角之差。
机身的几何形状和参数
机身长度Lsh、最大当量 直径Dsh及其所在轴向相 对位置和长细比 λ sh=Lsh/Dsh。
附面层转变的原因
气流流过机体表面的距离越长，附面层越厚。 机体表面过于粗糙、凹凸不平。
层流附面层和紊流附面层
紊流附面层VS层流附面层
紊流附面层比层流附面层厚，底部的横向速度 梯度也比层流的大。紊流附面层对气流的阻滞 作用比层流附面层大。
层流附面层和紊流附面层的速度型
气流在机体表面的流动状态
机翼的空气动力
α 小迎角下作用在机翼上的空气动力
伯努利定理的应用
阻力
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。
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)
影响因素：
空气的粘性 附面层内气流的流动状态（紊流大于层流）。 机体与气流的接触面积越大，机体表面越粗糙，
摩擦阻力越大。
层流附面层和紊流附面层的速度型
摩擦阻力在飞机总阻力构成中占的比例较大
超音速战斗机 大型运输机 小型公务机 水下物体 船舶
摩擦阻力占总阻力的比例 25-30% 40% 50% 70% 90%
废阻力
(Parasite Drag)
•诱导阻力(Induced Drag)
升力
粘性
气流在机体表面的流动状态
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
物体表面
附面层的特点
附面层厚度随气流流经物面的距离增长而增厚。


l
附面层的特点
维护中，保持机体表面光滑整洁，特别是在主 要的气动面，比如：机翼尾翼的前缘、上表面 等。
(4)尽可能减小飞机暴露在气流中的表面 面积，也有助于减小摩擦阻力。
压差阻力的产生
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。
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。
理想流体，不可压缩流体？
2.1 流体流动的基本概念
流场
流体流动所占据的空间 非定常流和定常流
在流场中的任何一点处，流体微团的流动参数 （速度、压力、温度、密度）随时间变化为非定 常流。
在流场中的任何一点处，流体微团的流动参数 （速度、压力、温度、密度）不随时间变化为定 常流。
废阻力 (Parasite Drag)
升力
粘性
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。
影响摩擦阻力的因素
摩擦阻力是由于空气有粘性而产生的阻力， 存在于附面层内。
F ( / y) S
减小摩擦阻力的措施
减小摩擦阻力的措施
使附面层保持层流状态。
(1)采用层流翼型，前缘半径小，最大厚度靠后。
返回
减小摩擦阻力的措施
(2)附面层控制
减小摩擦阻力的措施
(3)保持机体表面的光滑清洁。
制造时，尽量考虑采用埋头铆钉铆接飞机表面 上的结构件(如蒙皮)；钉头突出高度或凹进深 度应符合设计要求。
附面层的分离
最低压 力点B
驻点A
返回
阻力
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。
阻力的产生
•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)
置，f。
各种不同的翼型
低亚音速飞机翼型相对厚度约为12%——18%， 最大厚度位置为30%左右。
目前民用运输机机翼翼型的相对厚度约为8%—— 16%，最大厚度位置约为35%——50%。
随着飞行速度的提高，翼型的相对厚度逐渐减小， 最大厚度的位置向后移动；翼型的相对弯度也逐 渐减小。
低速飞机机翼采用的翼型弯度较大，相对弯度约为 4%——6%，最大弯度位置靠前，高速飞机大多采用 对称翼型。


v2

P

P0
v 2(P0 P)

2.3 机体几何外形和参数
机翼的几何外形和参数
机翼翼型、机翼平面形状和机翼相对机身的安装位置。
翼型
2.3 机体几何外形和参数
机翼翼型
弦线、弦长（几何弦长），b。 最大厚度、相对厚度，最大厚度位置，c。 中弧线（中线）、最大弯度，相对弯度，最大弯度位
第2章 空气动力学
2.1 流体流动的基本概念 2.2 流体流动的基本规律 2.3 机体几何外形和参数 2.4 作用在飞机上的空气动力 2.5 机翼表面积冰（雪、霜）对飞机飞行
性能的影响 2.6 高速飞行的一些特点
2.1 流体流动的基本概念
相对运动原理
飞机在空中飞行时，相当于飞机静止，空气以等速、 反方向运动。在这两种情况下，飞机与空气之间产生 的空气动力是完全相同的。
2.2 流体流动的基本规律
A1v1 A2v2
p1
1 2
v12

p2

1 2
v2 2
结合连续方程和伯努利方程可以得出结论： 不可压缩、理想流体定常流动时，
在管道剖面面积减小的地方，流速增大，流体 的动压增大，静压减小。
在管道剖面面积增大的地方，流速减小，流体 的动压减小，静压增大。
1 2
v2

P

P0
上式中第一项称为动压，第二项称为静压，第三项称为总 压。
伯努利方程
1 2
v2

P

P0
1 2
v2—动压，单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压
力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。
P —静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压等于当时当地的大气压。
高楼大厦之间的对流 通常比空旷地带大
2.2 流体流动的基本规律
伯努利定理是能量守恒定律在流体流动中的 应用。对于不可压缩的、理想流体，在一个 与外界没有能量交换的系统中定常流动，流 体具有的能量可以在压力能和动能之间进行 转换，但能量的总和保持不变。
伯努利定理
空气能量主要有四种：动能、压力能、热能、重力势能。 低速流动，热能可忽略不计；空气密度小，重力势能可忽 略不计。 因此，沿流管任意截面能量守恒，即为：动能+压力能=常 值。公式表述为：
由这许多流线所围成 的管状曲面称为流管。 注意流体不能穿越流 管壁。
qm=ρAv
2.2 流体流动的基本规律
1 A1,v1
2 A2,v2
流体的连续性定理
在定常流动中，流体连续并稳定的在流管中流动，通 过流管各截面的质量流量相等。即： ρ 1A1v1= ρ 2A2v2= C
2.2 流体流动的基本规律
与实际机翼面积相等， 气动力矩特性相同的 当量矩形机翼的弦长， bA。它是计算焦点位置， 纵向力矩系数等的一 种基准弦长。
机翼后掠角
2.3 机体几何外形和参数
机翼相对机身的安装 位置
相对机身中心线的高 度位置：上单翼、下 单翼和中单翼。
2.3 机体几何外形和参数
机翼相对机身的角度：安装角，机翼弦线与机身 中心线之间的夹角。
各种不同的翼型
低亚音速
尾翼 超音速
2.3 机体几何外形和参数
机翼平面形状和参数
机翼面积 梢根比 展长 展弦比，λ =L/b=L/b平
均=L2/S。
2.3 机体几何外形和参数
后掠角
沿机翼展向等百分比 弦线点连线与垂直机 身中心线的直线之间 的夹角，χ 。
平均空气动力弦长
2.1 流体流动的基本概念
流线和流线谱
流线就是流场中某一 瞬时的一条空间曲线， 在该曲线上各点的流 体质点所具有的速度 方向与曲线在该点的 切线方向重合。
定常流的流线形状始 终不变。
迹线
流体质点的运动轨迹。
2.1 流体流动的基本概念
流管
在流场中画一封闭曲
线C(不是流线)，经过 曲线C的每一点作流线，
飞机的相对气流方向与飞行速度方向相反
只要相对气流速度相同，飞机产生的空气动力就 相同。
●对相对气流的现实应用
直流式风洞
回流式风洞
●风洞实验段及实验模型
迎角
迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角 。
相对气流方向就是飞机速度的反方向
相对气流方向是判断迎角大小的依据
平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。而其他飞 行状态中，则不可以采用这种判断方式。
从右图可以看出，机翼升 力的产生主要是靠机翼上表面 吸力的作用，尤其是上表面的 前段，而不是主要靠下表面正 压的作用。
压力系数
CP

P P
1 2
V 2
●升力的产生原理