1、第二章第二章 第第 页页1本章主要内容本章主要内容2.1 空气流动的描述空气流动的描述2.2 升力升力2.3 阻力阻力2.4 飞机的低速空气动力特性飞机的低速空气动力特性2.5 增升装置的增升原理增升装置的增升原理飞行原理飞行原理/CAFUC2.5 增升装置的增升原理增升装置的增升原理第二章第二章 第第 页页3迎角与速度的关系迎角与速度的关系速度速度迎角迎角 飞机的升力主要飞机的升力主要随飞行速度和迎角随飞行速度和迎角变化。在大速度飞变化。在大速度飞行时，只要求较小行时，只要求较小迎角，机翼就可以迎角，机翼就可以产生足够的升力维产生足够的升力维持飞行。在小速度持飞行。在小速度飞行时，则要求较飞
2、行时，则要求较大的迎角，机翼才大的迎角，机翼才能产生足够的升力能产生足够的升力来维持飞行。来维持飞行。第二章第二章 第第 页页4为什么要使用增升装置为什么要使用增升装置 用增大迎角的方法来增大升力系数从而减小速度是有限的，飞机用增大迎角的方法来增大升力系数从而减小速度是有限的，飞机的迎角最多只能增大到临界迎角。因此，为了保证飞机在起飞和着的迎角最多只能增大到临界迎角。因此，为了保证飞机在起飞和着陆时，仍能产生足够的升力，有必要在机翼上装设增大升力系数的陆时，仍能产生足够的升力，有必要在机翼上装设增大升力系数的装置。装置。ljmaxLC 增升装置用于增大飞机增升装置用于增大飞机的最大升力系数的最
3、大升力系数，从而缩，从而缩短飞机在起飞着陆阶段的短飞机在起飞着陆阶段的地面滑跑距离。地面滑跑距离。第二章第二章 第第 页页5主要增升装置包括：主要增升装置包括：前缘缝翼前缘缝翼后缘襟翼后缘襟翼前缘襟翼前缘襟翼第二章第二章 第第 页页6 前缘缝翼前缘缝翼 前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。在缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。在中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。第二章第二章 第第 页页7前缘缝翼
4、前缘缝翼 下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。另一方面，减度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。另一方面，减小了上下翼面的压强差，减小升力系数。小了上下翼面的压强差，减小升力系数。第二章第二章 第第 页页8前缘缝翼对压强分布的影响前缘缝翼对压强分布的影响 较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。第二章第二章 第第 页页9 后缘襟翼后缘襟翼分裂襟翼分裂襟翼 （The Split Flap）简单襟翼简单襟翼 （The Plai
5、n Flap）开缝襟翼开缝襟翼 （The Slotted Flap）后退襟翼后退襟翼 （The Fowler Flap）后退开缝襟翼后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap） 放下后缘襟翼放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。因，使升力系数和阻力系数同时增大。因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。第二章第二章 第第 页页10 分裂襟翼分裂襟翼（The Split Flap） 分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下偏转而分裂出的翼面，分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下偏转而分裂出的翼面，它使升力系数和最大升力系数
6、增加，但临界迎角减小。它使升力系数和最大升力系数增加，但临界迎角减小。第二章第二章 第第 页页11 放下分裂襟翼后，在机翼和襟翼之间的楔形区形成涡流，压强放下分裂襟翼后，在机翼和襟翼之间的楔形区形成涡流，压强降低，吸引上表面气流流速增加，上下翼面压差增加，从而增大了降低，吸引上表面气流流速增加，上下翼面压差增加，从而增大了升力系数，延缓了气流分离。升力系数，延缓了气流分离。 此外，放下分裂襟翼使得此外，放下分裂襟翼使得翼型弯度增大，上下翼面压翼型弯度增大，上下翼面压差增加，从而也增大了升力差增加，从而也增大了升力系数。系数。 分裂襟翼分裂襟翼（The Split Flap）第二章第二章 第第
7、页页12 简单襟翼简单襟翼 （The Plain Flap） 简单襟翼与副翼形状相似。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进简单襟翼与副翼形状相似。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进而增大上下翼面压强差，增大升力系数。但是放简单襟翼使得压差而增大上下翼面压强差，增大升力系数。但是放简单襟翼使得压差阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。第二章第二章 第第 页页13 大迎角下放简单襟翼，由于弯度增加，使上翼面逆压梯度增大，大迎角下放简单襟翼，由于弯度增加，使上翼面逆压梯度增大，气流提前分离，导致临界迎角降低。气流提前分离，导致临界迎角降
8、低。 简单襟翼简单襟翼 （The Plain Flap）第二章第二章 第第 页页14 开缝襟翼开缝襟翼 （The Slotted Flap） 开缝襟翼在开缝襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时进行开下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，增大机翼弯缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，增大机翼弯度，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。度，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。第二章第二章 第第 页页15 开缝襟翼开缝襟翼 （The Slotted Flap）下翼面气流经开缝流向上翼面下翼面气流经开缝流向上翼
9、面开缝襟翼的流线谱开缝襟翼的流线谱 第二章第二章 第第 页页16 后退襟翼（后退襟翼（The Fowler Flap） 后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时向后滑后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时向后滑动，和简单襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升动，和简单襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进而增大上下翼面压强差，增大升力系数。第二章 第 页因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。简单襟翼与副翼形状
10、相似。后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。第二章 第 页简单襟翼 （The Plain Flap）增升装置主要是通过三个方面实现增升：在大速度飞行时，只要求较小迎角，机翼就可以产生足够的升力维持飞行。4 飞机的低速空气动力特性第二章 第 页因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。第二章 第 页增升装置用于增大飞机的最大升力系数，从而缩短飞机在起飞着陆阶段的地面滑跑距离。前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。第二章 第 页第二章 第 页较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。
11、下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。第二章第二章 第第 页页17后退开缝襟翼后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap） 后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最好，结构最复杂。好，结构最复杂。大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。双开缝双开缝三开缝三开缝第二章第二章 第第 页页18747的后退开缝襟翼的后退开缝襟翼第二章第二章 第第 页页19 前缘襟翼前缘襟翼 前缘襟翼位于机翼前缘。前缘襟翼放下后能延缓上表面前缘襟翼位于机翼前缘。前缘襟翼放下后能延
12、缓上表面气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角得到提高。得到提高。前缘襟翼广泛应用于高亚音速飞机和超音速飞机。前缘襟翼广泛应用于高亚音速飞机和超音速飞机。第二章第二章 第第 页页20B737-800的前缘襟翼的前缘襟翼第二章第二章 第第 页页21增升装置的原理总结增升装置的原理总结第二章第二章 第第 页页22增升装置的原理总结增升装置的原理总结 增升装置主要是通过三个方面实现增升：增升装置主要是通过三个方面实现增升：增大翼型的弯度，提高上下翼面压强差。增大翼型的弯度，提高上下翼面压强差。延缓上表面气流分离，提高临界迎角和最大升力系数
13、。延缓上表面气流分离，提高临界迎角和最大升力系数。增大机翼面积。增大机翼面积。增升装置的目的是增大最大升力系数。增升装置的目的是增大最大升力系数。第二章第二章 第第 页页23本章小结本章小结飞行原理飞行原理/CAFUCn连续性定理、伯努利定理连续性定理、伯努利定理n升力产生的原因、机翼的压力分布升力产生的原因、机翼的压力分布n附面层分离的原因及分离点移动的规律附面层分离的原因及分离点移动的规律n诱导阻力诱导阻力n升力系数、阻力系数和升阻比升力系数、阻力系数和升阻比n增升装置的增升原理。增升装置的增升原理。n后缘襟翼的功用，增升的基本方法和原理，放襟翼对后缘襟翼的功用，增升的基本方法和原理，放襟
14、翼对气动性能影响气动性能影响2.5 增升装置的增升原理增升装置的增升原理第二章第二章 第第 页页25 后缘襟翼后缘襟翼分裂襟翼分裂襟翼 （The Split Flap）简单襟翼简单襟翼 （The Plain Flap）开缝襟翼开缝襟翼 （The Slotted Flap）后退襟翼后退襟翼 （The Fowler Flap）后退开缝襟翼后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap） 放下后缘襟翼放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。因，使升力系数和阻力系数同时增大。因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。第二章第二
15、章 第第 页页26 分裂襟翼分裂襟翼（The Split Flap） 分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下偏转而分裂出的翼面，分裂襟翼是一块从机翼后段下表面向下偏转而分裂出的翼面，它使升力系数和最大升力系数增加，但临界迎角减小。它使升力系数和最大升力系数增加，但临界迎角减小。后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）4 飞机的低速空气动力特性第二章 第 页简单襟翼 （The Plain Flap）下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。B737-800的前缘襟翼前缘襟翼位于机翼前缘。第二章 第 页后缘襟翼的功用，增升的基本方法和原理，放襟翼对气动性能影响分裂襟翼是一块从机翼
16、后段下表面向下偏转而分裂出的翼面，它使升力系数和最大升力系数增加，但临界迎角减小。开缝襟翼 （The Slotted Flap）大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。第二章 第 页第二章 第 页一方面降低逆压梯度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。第二章 第 页简单襟翼与副翼形状相似。放下简单襟翼，增加机翼弯度，进而增大上下翼面压强差，增大升力系数。但是放简单襟翼使得压差阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。第二章第二章 第第 页页27 后退襟翼（后退襟翼（The Fowler Flap） 后退襟翼在简单襟翼的基础上进行
17、了改进。在下偏的同时向后滑后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。在下偏的同时向后滑动，和简单襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升动，和简单襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。第二章第二章 第第 页页28后退开缝襟翼后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap） 后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最好，结构最复杂。好，结构最复杂。大型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。大
18、型飞机普遍使用后退双开缝或三开缝的形式。双开缝双开缝三开缝三开缝第二章 第 页放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。在大速度飞行时，只要求较小迎角，机翼就可以产生足够的升力维持飞行。第二章 第 页增升装置主要是通过三个方面实现增升：前缘襟翼位于机翼前缘。第二章 第 页第二章 第 页放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。增升装置用于增大飞机的最大升力系数，从而缩短飞机在起飞着陆阶段的地面滑跑距离。下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。简单襟翼与副翼形状相似。升力系数、阻力系数和升阻比升力系数、阻力系数和升阻比下翼面气流经开缝流向上翼面前缘
19、缝翼对压强分布的影响前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。但是放简单襟翼使得压差阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。在中小迎角下打开前缘缝翼，会导致机翼升力性能变差。一方面降低逆压梯度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。第二章 第 页增升装置主要是通过三个方面实现增升：增升装置的目的是增大最大升力系数。简单襟翼 （The Plain Flap）放下简单襟翼，增加机翼弯度，进而增大上下翼面压强差，增大升力系数。前缘缝翼对压强分布的影响一方面降低逆压梯度，延缓气
20、流分离，增大最大升力系数和临界迎角。简单襟翼 （The Plain Flap）下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。一方面降低逆压梯度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。后退襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。第二章 第 页简单襟翼与副翼形状相似。下翼面气流经开缝流向上翼面第二章 第 页第二章 第 页4 飞机的低速空气动力特性放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。前缘缝翼对压强分布的影响前缘襟翼放下后能延缓上表面气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角得到提高。下翼面高压气流流过缝隙，贴近上翼面流动。在下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，增
21、大机翼弯度，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。第二章 第 页简单襟翼与副翼形状相似。第二章 第 页第二章 第 页因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。分裂襟翼 （The Split Flap）后退开缝襟翼结合了后退式襟翼和开缝式襟翼的共同特点，效果最好，结构最复杂。放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。第二章 第 页在下偏的同时向后滑动，和简单襟翼相比，增大了机翼弯度也增加了机翼面积，从而使升力系数以及最大升力系数增大更多，临界迎角降低较少。后退襟翼（The Fowler Flap）在下偏的同时进行开缝，和简单襟翼相比，可以进一步延缓上表面气流分离，增大机翼弯度，使升
22、力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。第二章 第 页简单襟翼 （The Plain Flap）一方面降低逆压梯度，延缓气流分离，增大最大升力系数和临界迎角。简单襟翼与副翼形状相似。简单襟翼 （The Plain Flap）第二章 第 页较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。因此，在起飞时放小角度襟翼，着陆时，放大角度襟翼。连续性定理、伯努利定理较大迎角下，使用前缘缝翼可以增加升力系数。分裂襟翼 （The Split Flap）第二章 第 页但是放简单襟翼使得压差阻力和诱导阻力增大，阻力比升力增大更多，使得升阻比降低。飞机的升力主要随飞行速度和迎角变化。第二章 第 页前缘缝翼对压强分布的影响前缘缝翼位于机翼前缘，在大迎角下打开前缘缝翼，可以延缓上表面的气流分离，从而使最大升力系数和临界迎角增大。放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。下翼面气流经开缝流向上翼面后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）前缘襟翼放下后能延缓上表面气流分离，能增加翼型弯度，使最大升力系数和临界迎角得到提高。5 增升装置的增升原理增升装置的目的是增大最大升力系数。放下后缘襟翼，使升力系数和阻力系数同时增大。第二章第二章 第第 页页29B737-800的前缘襟翼的前缘襟翼
