本科課程輔導(dǎo)
發(fā)布時間：2023-06-20 10:49
空氣動力學(xué)是空氣在物體周圍移動的方式。空氣動力學(xué)規(guī)則解釋了飛機(jī)如何能夠飛行。任何在空氣中移動的東西都會對空氣動力學(xué)產(chǎn)生反應(yīng)。從發(fā)射臺發(fā)射的火箭和天空中的風(fēng)箏對空氣動力學(xué)作出反應(yīng)。空氣動力學(xué)甚至作用于汽車，因為空氣在汽車周圍流動。在這篇文章里，我們總結(jié)了英國布里斯托大學(xué)空氣動力學(xué)課程基本知識。
航空工程師需要知道如何塑造機(jī)翼以獲得特定飛機(jī)任務(wù)的升力和阻力以及俯仰力矩的最佳組合。此外，他或她需要了解車輛的空氣動力學(xué)如何與其設(shè)計和性能的其他方面相互作用。
有些飛機(jī)的機(jī)翼短而粗(翼展小)，而另一些飛機(jī)的機(jī)翼又長又窄。有些翅膀是掃過的，有些是直的。機(jī)翼的尖端可能有奇怪的形狀，甚至可能有小翼等附件和延伸部分。所有這些形狀都與飛機(jī)的用途和設(shè)計有關(guān)。
為了了解為什么機(jī)翼的形狀像它們一樣，我們需要首先查看用于定義機(jī)翼形狀的術(shù)語。
平行于飛機(jī)機(jī)身或機(jī)體中心線切割的機(jī)翼二維切片稱為機(jī)翼截面。從翼型截面前緣到其后緣的直線稱為弦線。弦線的長度稱為弦長。在機(jī)翼截面的上表面和下表面之間繪制的一條線稱為弧線。弧線和弦線之間的最大距離稱為機(jī)翼的弧度，通常以弦的百分比表示. 我們將看到機(jī)翼彎度的數(shù)量和最大彎度點的位置是定義機(jī)翼形狀和預(yù)測其性能的重要數(shù)字。對于大多數(shù)翼型，最大彎度大約為百分之零到百分之五，并且最大彎度點的位置在距翼型前緣的弦的 25% 到 50% 之間。
當(dāng)從飛機(jī)上方觀察時，機(jī)翼形狀或平面形狀由其他術(shù)語定義。
請注意，平面面積不是機(jī)翼的實際表面積，而是“投影面積”或機(jī)翼陰影的面積。另請注意，使用的某些縮寫并不直觀;跨度，從翼尖到翼尖的距離(包括任何機(jī)身寬度)用 b 表示，平面區(qū)域用符號“S”而不是“A”表示。掃掠角通常用 lambda (λ) 符號表示。
另一個基于機(jī)翼平面形狀的定義是縱橫比 (AR)。
AR = b 2 /S。
縱橫比也是跨度除以“平均”或平均弦。稍后我們會發(fā)現(xiàn)縱橫比是衡量機(jī)翼在遠(yuǎn)程飛行中的效率的指標(biāo)。
機(jī)翼平面形狀可能因一種類型的飛機(jī)與另一種類型的飛機(jī)而有很大差異。戰(zhàn)斗機(jī)往往具有低展弦比或短而短的機(jī)翼，而遠(yuǎn)程運輸機(jī)則具有更高展弦比的機(jī)翼形狀，而滑翔機(jī)則具有更大的翼展。一些機(jī)翼被掃過，而另一些則沒有。一些機(jī)翼具有三角形或“三角形”平面形狀。如果回顧過去 100 年的機(jī)翼設(shè)計，他或她會看到幾乎無窮無盡的形狀。一些形狀來自空氣動力學(xué)優(yōu)化，而其他形狀則是為了結(jié)構(gòu)優(yōu)勢而設(shè)計的。有些是為了隱身而設(shè)計的，有些是為了特技飛行中的機(jī)動性，還有一些只是為了滿足設(shè)計師對飛機(jī)外觀漂亮的愿望。
了解空氣動力特性的第一步是了解作用于身體的力。飛行中的主要空氣動力是：：
(1)升力
當(dāng)流體和彈道相互作用，其中一個處于運動狀態(tài)時，就會產(chǎn)生升力。產(chǎn)生了一個作用于飛機(jī)重量的力，使其穩(wěn)定并保持在空中。
(2)阻力
阻力是對空氣動力運動或推力的作用力。在一架移動的飛機(jī)上，空氣由于阻力而抵制向前運動，從而降低速度。
(3)推力
推力是飛機(jī)對空氣阻力的驅(qū)動力。雖然恒定的推力使飛機(jī)保持恒定的速度，但在起飛或降落時可能有必要增加或減少推力。飛機(jī)的噴氣發(fā)動機(jī)和螺旋槳都能夠產(chǎn)生推力。
(4)重量
重量可以表示為重力將飛機(jī)拉向地球的力量。這個力總是從飛機(jī)的質(zhì)量中心向下的。升力，與質(zhì)量相反，是使飛行成為可能所需要的。在飛行過程中，質(zhì)量會不斷變化，影響飛機(jī)的穩(wěn)定性。因此，持續(xù)的控制始終是必要的。
(5)力矩
在一個流場中，空氣動力產(chǎn)生的動量作用于壓力中心。壓力中心是總壓力作用在流體中運動物體上的點。作用在身體上的力和力矩取決于各種因素，如流體的狀態(tài)和特性、運動物體的形狀和尺寸、速度和方向。
以上就是關(guān)于英國布里斯托大學(xué)空氣動力學(xué)課程基本知識輔導(dǎo)的內(nèi)容。如果你對此還有疑問,或者有更多關(guān)于學(xué)業(yè)輔導(dǎo)方面需求的話,可以添加微信號：hmkt131聯(lián)系留學(xué)生輔導(dǎo)網(wǎng)的Joyce老師哦。
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