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1、飞行原理/CAFUC,第二章,飞机的低速空气动力,第二章 第 页,2,本章主要内容,2.1 空气流动的描述 2.2 升力 2.3 阻力 2.4 飞机的低速空气动力特性 2.5 增升装置的增升原理,飞行原理/CAFUC,飞行原理/CAFUC,2.5 增升装置的增升原理,第二章 第 页,4,迎角与速度的关系,飞机的升力主要随飞行速度和迎角变化。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。在小速度飞行时，则要求较大的迎角，机翼才能产生足够的升力来维持飞行。,第二章 第 页,5,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，飞机的迎角最多只能增大到临界
2、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装置。,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。,第二章 第 页,6,主要增升装置包括： 前缘缝翼 后缘襟翼 前缘襟翼,第二章 第 页,7,2.5.1 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。,第二章 第 页,8,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
3、下翼面的压强差，减小升力系数。,第二章 第 页,9,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。,第二章 第 页,10,2.5.2 后缘襟翼,分裂襟翼 （The Split Flap） 简单襟翼 （The Plain Flap） 开缝襟翼 （The Slotted Flap） 后退襟翼 （The Fowler Flap） 后退开缝襟翼 （The Slotted Fowler Flap）,放下后缘襟翼，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。,第二章 第 页,11,分裂襟翼（The Split Flap）,分裂襟翼是一块从机翼后段下
4、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。,第二章 第 页,12,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，从而增大了升力系数，延缓了气流分离。,此外，放下分裂襟翼使得翼型弯度增大，上下翼面压差增加，从而也增大了升力系数。,分裂襟翼（The Split Flap）,第二章 第 页,13,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
5、章 第 页,14,大迎角下放简单襟翼，升力系数及最大升力系数增加，阻力系数增加，升阻比降低（即空气动力性能降低），临界迎角降低。,简单襟翼 （The Plain Flap）,第二章 第 页,15,TB200的简单襟翼,第二章 第 页,16,开缝襟翼 （The Slotted Flap）,开缝襟翼在简单襟翼的基础上进行了改进。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，使升力系数提高更多，而临界迎角却降低不多。,第二章 第 页,17,开缝襟翼 （The Slotted Flap）,下翼面气流经开缝流向上翼面,开缝襟翼的流线谱,第二章 第 页,18,后退襟翼（
6、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。,第二章 第 页,19,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。,第二章 第 页,20,747的后退开缝襟翼,第二章 第 页,21,2.5.3 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
7、提高。,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 页,22,B737-800的前缘襟翼,第二章 第 页,23,增升装置的原理总结,第二章 第 页,24,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。 增大机翼面积。,增升装置的目的是增大最大升力系数。,第二章 第 页,25,本章小结,飞行原理/CAFUC,连续性定理、伯努利定理 机翼的压力分布 附面层分离的原因及分离点移动的规律 压差阻力 升力系数、阻力系数和升阻比 增升装置的增升原理。 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,