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无人机的空气动(dòng)力之升力(lì)

 

升力是飞行(háng)器区别于别(bié)的物体运动(dòng)的一个很重要的物理(lǐ)量,“升力”顾名思义就(jiù)是指(zhǐ)使飞机离开地(dì)面(miàn),飞向空中(zhōng)的力,而(ér)“升力”的(de)产生大部分来自机翼本身(shēn),本(běn)篇主要介绍机翼的升(shēng)力是如何产生的。了(le)解“升力”需要知(zhī)道三(sān)个一,一则(zé)定律,一个形(xíng)状(zhuàng)和一条公式。

一(yī)、一个形状——机翼翼型

当我们从(cóng)上向(xiàng)下俯视飞机(jī)时(shí),机翼是个(gè)长方(fāng)形,而翼型,是指我们从向右(yòu)或从右向左(zuǒ)的机翼剖面形状

翼型更像个(gè)水(shuǐ)滴(dī)形状,最右端的点为翼型(xíng)的(de)前缘(yuán)点,最左端(duān)的点为翼(yì)型(xíng)的后缘(yuán)点,两点之间的(de)连线为翼弦,翼弦决(jué)定(dìng)升(shēng)力体或机翼的(de)宽(kuān)度(dù),翼弦将翼(yì)型分成上(shàng)下两部分,上部分为翼型的上(shàng)弧线,下部分(fèn)为翼型的下弧线,连接上下弧面做翼弦的垂线,为(wéi)翼型(xíng)的宽度(dù),最后连接前缘点与(yǔ)后缘点,并经过(guò)垂(chuí)线中点,为翼型的弯度,弯(wān)度越大,翼型越不对称(chēng)。

二、一则(zé)定律——伯(bó)努利定律

伯(bó)努利定律是(shì)描述有关(guān)流体连(lián)续性介质的(de)运动规律,其实质是机械能(néng)守恒(héng),简单来说,就是在(zài)环境一(yī)定的情(qíng)况下(xià),流速快(kuài)的地方(fāng),压力(lì)小(xiǎo),流速慢的(de)地方压力大(dà)。   

空气在(zài)经流机翼后,会在前缘点(diǎn)处分成两股分流(liú),经(jīng)流上(shàng)弧面的气流,因相(xiàng)较于(yú)下弧面流速快。根据(jù)伯努利定律,上弧面的压(yā)力要小于下(xià)弧面,因此产生(shēng)由下而(ér)上的托(tuō)举(jǔ)力,也就是升力(lì)。

三、一(yī)条公式——升力公式

升力公(gōng)式 L = 1/2ρ v² S Cy ,其中(zhōng) v²为升(shēng)力体(tǐ)与空气的相对速度,S为升力体的投影面积,Cy为升力系数。上述几个(gè)是(shì)决定升力力度的物理量(liàng),飞机速(sù)度越(yuè)快,机翼(yì)面积越大或升力(lì)系数越高(gāo)(翼型的弯度(dù)和机翼与来流的迎角(jiǎo)),升力也(yě)就(jiù)越大。

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