1、飞行原理空气动力学复习思考题第一章 低速气流特性1 何谓连续介质？为什么要作这样的假设？连续介质把空气看成是由空气微团组成的没有间隙的连续体。作用把空气压强（P ） 、密度（） 、温度（T）和速度(V)等状态参数看作是空间坐标及时间的连续函数，便于用数学工具研究流体力学问题。2 何谓流场？举例说明定常流动与非定常流动有什么区别。流场流体所占居的空间。定常流动流体状态参数不随时间变化；非定常流动流体状态参数随时间变化；3 何谓流管、流谱、流线谱？低速气流中，二维流谱有些什么特点？流线谱由许多流线及涡流组成的反映流体流动全貌的图形。流线某一瞬间，凡处于该曲线上的流体微团的速度方向都与该曲线相应点的
2、切线相重合。流管通过流场中任一闭合曲线上各点作流线，由这些流线所围成的管子。二维流谱1.在低速气流中，流谱形状由两个因素决定：物体剖面形状，物体在气流中的位置关系。2.流线的间距小，流管细，气流受阻的地方流管变粗。3.涡流大小决定于剖面形状和物体在气流中的关系位置。4 写出不可压缩流体和可压缩流体一维定常流动的连续方程，这两个方程有什么不同？有什么联系？连续方程是质量守恒定律应用于运动流体所得到的数学关系式。在一维定常流动中，单位时间内通过同一流管任一截面的流体质量都相同。方程表达式：m=VA不可压流中，常数，方程可变为：VA=C（常数）气流速度与流管切面积成反比例。可压流中，常数，图 1-7
3、 一翼剖面流谱方程可变为：m=VA适用于理想流体和粘性流体5 说明气体伯努利方程的物理意义和使用条件。方程表达式: 常 量ghVP21高度变化不大时，可略去重力影响，上式变为： 常 量021pV即:静压+动压= 全压 (P0 相当于 V=0 时的静压)方程物理意义:空气在低速一维定常流动中，同一流管的各个截面上，静压与动压之和（全压）都相等。由此可知，在同一流管中，流速快的地方，压力（P）小；流速慢的地方，压力（P）大。方程应用条件1.气流是连续的、稳定的气流（一维定常流） ；2.在流动中空气与外界没有能量交换；3.空气在流动中与接触物体没有摩擦或摩擦很小，可以忽略不计（理想流体） ；4.空气
4、密度随流速的变化可忽略不计（不可压流） 。6图 1-7 为一翼剖面的流谱，设 A1=0.001 米 2，A 2=0.0005 米2，A 3=0.0012 米 2，V 1=100 米/秒，P 1=101325 帕斯卡，=225千克/米 3。求 V2、P 2；V 3、P 3。P1+ =P2+ =P3+1V2231VV1A1=V2A2=V3A3V2=200 米/秒P2=-3273675 帕斯卡V3=83 米/秒1P3=445075 帕斯卡7.何谓空气的粘性？空气为什么具有粘性？空气粘性空气内部发生相对运动时，相邻两个运动速度不同的空气层相互牵扯的特性。其原因是：空气分子的不规则运动所引起的动量交换。
5、8写出牛顿粘性力公式，分析各因素对粘性力是怎样影响的？牛顿粘性力公式为: SdYVFS 面积， 在 Y 方向的速度梯度变化， 粘性系数dV9低速附面层是怎样产生的？分析其特性。空气流过物体时，由粘性作用，在紧贴物体表面的地方，就产生了流速沿物面法线方向逐渐增大的薄层空气。这薄层空气称为附面层。沿物面各点的法线上，速度达到主流速度的 99%处，为附面层边界。附面层的性质1. 空气沿物面流过的路程越远，附面层 越厚；2.附面层内沿物面法线方向各点的压力不变,且等于主流的压力。层流附面层分层流动，互不混淆，无上下乱动现象，厚度较小，速度梯度小；紊流附面层各层强烈混合，上下乱动明显，厚度较大，速度梯度
6、大。转捩点层流附面层与紊流附面层之间的一个过渡区，可看成一个点。10顺压梯度和逆压梯度是如何形成的？分别如何影响主流和附面层气流的？E 点最低压力点 0XPE 点之前顺压梯度 E 点之后逆压梯度 0XP由机翼表面摩擦力而使气流速度增量减小，从而产生速度顺压梯度变化。机翼表面摩擦力进一步增大，产生逆压，致使气流反向流动，从而产生速度逆压梯度变化。11什么叫气流分离？气流分离的根本原因是什么？在逆压梯度段，附面层底层的空气受到摩擦和逆压的双重作用，速度减小很快，至 S 点速度减小为零， 附面层底层的空气在0)(YV逆压的继续作用下，开始倒流，倒流而上与顺流而下的空气相遇，使附面层拱起，形成分离（S
7、 点为分离点） 。 图1-5 翼型表面主流的压力变化 图1-6 附面层的分离第二章 飞机的低速空气动力特性1. 常用的飞机翼型有哪几种？说明弦长、相对弯度、最大弯度位置、相对厚度、最大厚度位置、前缘半径和后缘角的定义？翼型几何参数：1.弦长（b）翼型上下表面内切圆圆心的光滑连线称为中线。中弧线的前端点，称为前缘；后端点，称为后缘。前缘与后缘的连线叫翼弦，其长度叫弦长或几何弦长。2.相对弯度（ ）f翼型中弧线与翼弦之间的距离叫弧高或弯度(f)。最大弧高与弦长的比值，叫相对弯度。相对弯度的大小表示翼型的不对称程度。3.最大弯度位置( )fX翼型最大弧高所在位置到前缘的距离称为最大弯度位置。通常以其
8、与弦长的比值来表示。4.相对厚度（ ）c上下翼面在垂直于翼弦方向的距离叫翼型厚度()。翼型最大厚度与弦长的比值，叫翼型的相对厚度。5.最大厚度位置（ ）CX翼型最大厚度所在位置到前缘的距离称为最大厚度位置。通常以其与翼弦的比值来表示。6.前缘半径（r）翼型前缘处的曲率半径，称为前缘半径。7.后缘角（）翼型上下表面围线在后缘处的切线之间的夹角，称为后缘角。2. 常用的机翼平面形状有哪几种？说明机翼面积、展长、展弦比、根尖比和后掠角的定义？常用的几种机翼平面形状：1.机翼面积（）襟翼、缝翼全收时机翼在平面上的投影面积所占的那部分面积 (一般包括机身)。波音 737： 105.4 米 22.展长（）
9、机翼左右翼端（翼尖）之间的距离。波音 737 ：28.91 米3.展弦比（）展长与平均弦长（ av）之比。歼击机：25 轰炸、运输机：712滑翔机、高空侦察机：1619波音 737： 8.834.根尖比（）翼根弦长(b x) 与翼尖弦长(b t)之比。=b x/bt矩形翼 =1三角翼 =初教六 =2歼教八 =2.155.后掠角（）机翼上有代表性的等百分弦线（如前缘线、弦线、后缘线等）在平面上的投影与轴之间的夹角。后掠角大小表示机翼向后倾斜的程度。一般常用 14 弦线后掠角作为机翼的后掠角。3. 说明迎角的物理意义？迎角的概念定义：翼弦与相对气流方向之间的夹角。(用 表示)正负:相对气流方向指向
10、机翼下表面，迎角为正；指向机翼上表面，迎角为负；相对气流方向与翼弦平行，迎角为零。4以双凸翼型为例，说明迎角对流谱的影响，并根据翼型的流谱画图分析翼型升力的产生。机 翼升力的作用点叫机翼压力中心。 飞机各部分升力的总和就是飞机的升力。飞机升力的作用点，叫飞机压力中心。上表面上表面弯曲大流管变细流速快压力小空气流过机翼上下表面 下表面弯曲小流管变粗流速慢压力大压力差（P）垂直相对气流方向总和Y 翼5何谓剩余压力、正压力、吸力和压力系数？分别用矢量表示法和坐标表示法画出翼型压力系数分布示意图。压力系数剩余压力与远前方气流动压的比值。剩余压力测量点静压与大气压力的差值。表示方法矢量表示法线段的方向箭
11、头向外为吸力；箭头向里为正压力。2-11 用矢量法表示的翼型压力 临 , Y翼 Y大小变 变 临 压力中心后移 坐标表示法6.写出升力公式，说明公式中各项的物理意义。升力公式 y 升力系数 空气密度 远前方气流速度 机翼面积 y综合表达了翼型、迎角和气流 M 数对升力影响的无因次数值。7影响机翼升力大小的因素有哪些？各是怎样影响的？说明升力系数的物理意义。影响升力的因素：迎角对升力的影响迎角对升力的影响SVCYy21 临 , Y 翼 Y 大小变 变 临 压力中心后移 翼型对升力的影响其它因素不变时，翼型形状不同，升力不同: 平凸翼型 Cy最大;双凸翼型次之;对称翼型最小。总之，翼型形状对升力的影响其它因素不变时，翼型形状不同，升力不同，平凸翼型 Cy最大;双凸翼型次之;对称翼型最小。相对气流动压对升力的影响：其它因素不变时，动压大Y 大。 y综合表达了翼型、迎角和气流 M 数对升力影响的无因次数值。8画出升力系数曲线示意图。说明 0、 cr、 ymax的含义及影响因素。升力系数曲线飞机升力系数随迎角变化的曲线。零 升迎角（ 0 ）升力系数为零的迎角。影响因素相对弯度相对弯度增加， 0 机翼翼型升力系数曲线
