气体的压强（P）
作用在单位面积上的法向力。单位：牛顿/米2（N/m2） 习惯上把压强称为压力，压强分布称为压力分布
温度（T）
表示物体冷热程度的物理量 反应了物体内能的大小
常用摄氏温度和开氏温度，°K= ℃ +273.15
1.1 流体的属性
➢气体的热力学性质
完全气体状态方程
气体状态参数：P、 ρ 、T 气体状态方程：P=RρT，
定容比热CV – 使单位质量气体保持容积不变温度升高1 °K 所需热量 – 单位J/（kg °K）
CP>CV，且 CP － CV＝R CP、CV与气体的种类和温度有关
1.1 流体的属性
➢气体的热力学性质
绝热指数
κ＝ CP/CV称为绝热指数（等熵指数、比热比），与 气体的种类和温度有关
空气温度在300 ℃以下时， κ＝1.4，可看作常
– 即质量为1千克的物体重量就是1公斤
➢热力学方面
热量单位－－卡
使1千克纯净的水在14.5℃时的温度升高1 ℃所需要的热量为1卡
1卡＝4.1868J（焦耳）
温度
摄氏温度，用℃表示 开氏温度（绝对温标），用°K表示 华氏温度，用℉表示
°K＝273.15+ ℃（经常用到） ℃+×1.8＋32＝ ℉
第一章 流体力学基础
导出量纲
– 速度－－米/秒 – 加速度－－米/秒2 ，标准重力加速度=9.80065米/秒2 – 力－－1牛顿（N）＝1千克×1米/秒2
» 使质量为1千克的物体产生1米/秒2加速度的力被定义为 1N
– 压强－－1帕（par）=1牛/米2 » 曾用单位：巴。1巴＝105牛/米2，1巴＝1000毫巴，1毫 巴＝1百帕
dS dq T
温度为T的单 位质量气体得 到热量dq，则 说明单位质量 气体的熵增加 了dS.
空气动力学的研究方法
理论分析 实验研究：风洞、试飞 数值计算
学习方法
理论学习 视频、图像
该课程内容及课时安排
我 们
流体力学基础 （14课时）
飞机空气动力学 飞机的空气动力（14课时）
学
国际标准大气及其应用 （8课时）
习
的
飞机的静稳定性与操纵 （4课时）
内 容
飞机的稳定性 与操纵性飞机的动Fra bibliotek定性（4课时）
– T是绝对温度°K – R－－气体常数
方程成立条件：完全气体
– 忽略气体分子之间间隔 – 忽略气体分子之间相互作用力 – 认为气体之间是完全弹性碰撞
– 空气除高温高压外一般可看为完全气体 – 对于空气R=287.06J/（kg °K），J－焦耳
1.1 流体的属性
➢气体的热力学性质
比热
定压比热CP – 使单位质量气体保持压强不变温度升高1 °K 所需热量 – 单位J/（kg °K）
很重要参数，在空气动力学和飞行性能计算中经常 用到
1.1 流体的属性
➢气体的热力学性质
熵
熵表示任何一种能量在空间中分布的均匀 程度。能量分布得越均匀，熵就越大。
对于系统来说，能量完全均匀地分布，这 个系统的熵就达到最大值。
对于气体微团来说，熵的增加反映了该气 团的可用能量的减少，能力品质下降。
在孤立系统中,实际发生的过程，总使整个 系统的熵值增大，此即熵增原理。
➢连续介质（连续性假设）
介质
– 能使物体在其中运动并给物体一定作用力的物质 – 如空气、水等
连续介质
– 连绵不断地、没有空隙地充满整个空间的介质。 – 对于几十公里高度以下飞行的飞机来说，空气可
以认为是连续介质
1.1 流体的属性
➢气体的密度、压强、温度
气体密度（ρ）
单位体积所含的气体质量。单位：千克/米3（kg/m3） 比重：单位体积所含气体的重量。γ＝ρg 比容：单位质量气体的体积，及密度的倒数。υ＝1/ρ
交通运输专业
简明飞机空气动力学
2008年春季版
赵向领
飞机为什么会 飞呢
绪论：
➢我们学的是什么？
什么是空气动力学？ －－考虑学习的对象
➢为什么要学习空气动力学？
－－考虑学习的目的
➢怎样学习空气动力学
－－考虑学习的方法
➢我们学的是什么？
－－空气动力学
空气动力学是研究空气运动规律及空气与物 体发生作用的科学。其内容包含： 不可压缩空（低速）气动力学 可压缩（高速）空气动力学
– 体积－－米3，1米3＝1000公升＝1000立方分米 – 密度－－千克/米3 – 能量（J）－－焦耳，1焦耳＝1牛顿米 – 功率－－瓦特，1瓦特＝1焦耳/秒
➢力学方面的物理量纲
英制单位及换算
力学基本量
– 质量－－斯勒格（Slug），1斯勒格＝14.5939千克 – 长度
» 英尺，1英尺＝12英寸；1米＝3.28084英尺 » 英里，1英里＝5280英尺＝1.609316公里 » 海里，1海里＝1.852公里，即地球大圆周上1’的弧长
– 时间－－秒
导出单位
– 速度－－节（Knot） – 1节＝1海里/小时＝1.852×1000/3600(m/s) – 力－－磅，1磅＝1斯勒格×1英尺/秒2
» 1公斤＝2.20462磅，1磅＝4.44822牛顿
➢力学方面的物理量纲
力学工程单位
力－－千克力（公斤力，公斤）
– 纬度450海平面上质量1千克的物体所受到的引力 被定义为1公斤
➢§1、流体的属性 ➢§2、作用在流体上的力 ➢§3、流场的基本概念 ➢§4、空气动力学的基本方程 ➢§5、膨胀波与激波 ➢§6、附面层
1.1 流体的属性
➢什么是流体
液体和气体不能保持固定的形状，富有流动性，
故统称为流体。
固体在静止状态下可以承受一定的剪切力 流体没有运动是不能反抗剪切力作用的
1.1 流体的属性
空气动力学
属于力学分支 空气的运动规律
➢ 为什么要学习空气动力学？
应用广泛
航空、航天 汽车工业 其他领域
属于专业基础课程
需要基础课程的知识，又是后续课程 的基础
今后的实际工作会接触到
空气动力学的应用举例
➢一级方程式赛车空气动力学的应用
空气动力学的应用举例
➢其他领域（两个小试验）
➢怎样学习空气动力学
飞机对操纵的响应－－飞机的动操纵性（2
课时）
2课时用于实践
共48课时，课时少，属于介绍性课程
附录A 常用单位及换算
➢ 力学方面的物理量纲
国际单位制 英制单位及换算 其他
➢ 热力学方面的物理量纲
热量单位 温度
摄氏温标 开式温标 华式温标
➢力学方面的物理量纲
国际单位制
基本量纲
– 质量(M) －－千克 长度(L)－－米 时间(T)－－秒