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1、3 飞机的阻力 与未来50年,一、摩擦阻力 空气分子与飞机摩擦产生的阻力. 摩擦 阻力不是很重要,只占总阻力的一小部分,为 了减少摩擦阻力,可以尽量把飞机磨光.空气 的粘性越大,飞机表面越粗糙,飞机表面积越 大,摩擦阻力就越大.,二、压差阻力 空气流过机翼时,在机翼前缘部分,受机翼阻挡,流速减慢,压力增大;在机翼后缘,由于气流分离形成涡流区,压力减小.这样,机翼前后便产生压力差,形成阻力.这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力.,迎风面积越大,压差阻力越大.像水滴那样的,前端圆钝,后面尖细的流线形物体,压差阻力最小.物体相对于气流的角度越大,压差阻力越大。,汽车广告所说的风阻系数就是指压差阻力系
2、数(如下图),飞机做得越流线形,压差阻力就越小,尖锥状的物体压差阻力不见得最小,反而是有一点钝头的物体阻力小,比如油轮船头水底下那部分,就是一个大头;高级滑翔机大部分也有一个大头,除了提供载人的空间外也是为了减少压差阻力。,日本N700子弹头列车,三、诱导阻力 当机翼产生升力时,由于机翼下表面的压力比 上表面的大,故空气从下翼面绕过翼尖翻到上翼面 去,因而在两端产生涡流,涡流产生阻力,这种因产生 升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力.例如747起飞 降落后,小飞机要隔一阵子才能起降,否则飞入这种 涡流,后果不堪设想.升力越大,诱导阻力越大.展弦比 越大.诱导阻力越小.,气流方向,从下往上翻的气流,
3、四、干扰阻力， 飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一 种额外的阻力.所有控制面的缝隙(如主翼后缘与 副翼间)、主翼及尾翼与机身接合处、机身开孔处、 机轮及轮架、拉杆等处都会产生干扰阻力.在机翼 与机身、机身与尾翼等结合部,可安装整流包皮. 这样可使连接处较为圆滑,减小干扰阻力.,干扰阻力,干扰阻力,机翼后缘,副翼,一架飞机的总阻力就是这4种阻力的和,但飞机的阻力互相 影响,以上的分类只是让讨论方便而已,另外诱导阻力不只出现在 翼端,其他舵面都会产生,只是翼端比较严重;磨擦阻力、压差阻力、 干扰阻力与速度的平方成正比,速度越快阻力越大;诱导阻力则与 速度的平方成反比,所以要减少阻力,无动力飞机
4、重点减少诱导阻力, 高速飞机重点减少压差阻力与干扰阻力.,诱导阻力,速度,阻 力,摩擦、压差、干扰阻力,总阻力,未来50年的飞机,美国波音公司,速度更快,体积更大同时也更加环保,诺斯罗普格鲁门公司,体积是现有飞机的两倍,洛克希德马丁公司,速度更快、体积更大、噪音更低、能效更高、 更为环保,Solar Flapper太阳能扑翼飞行器(美国宇航局),利用太阳能和拍打飞机的“翅膀”向前推进,日本航空公司,Puffin“海雀”式小型私人概念飞机(美国宇航局),绿色飞碟(荷兰代尔夫特理工大学 ),豪华飞艇Aeroscraft ML866,“终极兜风”飞机Icon A5,水面陆地均能起降,机翼长9.75米
5、,机翼折起 后可塞进大型车库.,波音X-45无人作战飞机,诺斯罗普X-47A无人作战飞机,诺斯罗普X-47B无人作战飞机,波音公司X-48B(2007年7月首飞成功),波音公司X-48B风洞试验,波音幻影线无人机 (2011.4.27首飞成功),美国折线无人机,美国“T鹰”无人机,美国杀人蜂无人机,英国战斗猪无人机(2006年7月首飞成功),德国Microdrone无人机,美国“猎鹰”HTV-2超高声速实验飞机,2011年8月11日上午,一枚“牛头怪IV型” 火箭搭载“猎鹰”HTV-2飞机在美国加州 范登堡空军基地成功发射升空,但在太空 边缘与火箭分离后,“猎鹰”飞机在独自飞 行并返回地球时失去联系。“猎鹰HTV-2 号”被称为有史以来最快的飞机,其速度 可达约20倍音速。,未来客机(美国航空航天局“基础航空工程“项目),“工程师之梦”概念飞机(欧洲空中客车公司 ),零排放高超音速(Zehst)运输客机 (欧洲宇航防务集团),起飞时使用从海藻中提炼的生物燃料驱动常规 引擎,爬升到特定高度时,飞机切换到火箭引擎, 驱动火箭引擎的氢氧燃料燃烧后只排放水蒸气.,芬兰航空公司设计,飞碟,用循环材料制成的零排放飞机,微型直升机,零排放超声速飞机,太空旅馆,太空飞船2号(美国维珍银河公司),用于 商业太空飞行,CST-100太空飞船(美国波音公司),用于 商业太空飞行,