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无人机(jī)的空气(qì)动力之升力

 

升(shēng)力是飞(fēi)行器(qì)区(qū)别于别的物体运动(dòng)的一个很重(chóng)要的物理量(liàng),“升力(lì)”顾名思义就是(shì)指使飞机离开地面,飞向空(kōng)中(zhōng)的力,而“升力”的产生大部分(fèn)来自机翼本身(shēn),本篇主要(yào)介(jiè)绍机翼的升力(lì)是如(rú)何产生的。了解“升(shēng)力”需要知道(dào)三个一,一则定律,一个(gè)形状(zhuàng)和一(yī)条公式。

一、一(yī)个形状——机翼翼型

当我们(men)从上向下俯视(shì)飞机时(shí),机翼是个长方形(xíng),而(ér)翼型,是指我们从向右或从右向(xiàng)左的机翼剖面形状

翼型更像个水滴形状(zhuàng),最右端的点为(wéi)翼型的前缘点(diǎn),最左端的点为翼型的后缘点,两点(diǎn)之间的连(lián)线为翼弦(xián),翼(yì)弦决定升力体或机(jī)翼的宽度,翼弦将翼(yì)型分成上下两部(bù)分,上部(bù)分为翼型的上(shàng)弧线,下部(bù)分为翼型的下弧线,连接(jiē)上(shàng)下弧面(miàn)做翼(yì)弦的垂线(xiàn),为翼型的宽度(dù),最后连接前缘点与后缘点,并经过垂线中点,为翼型(xíng)的弯度,弯度越大,翼型越不对称。

二、一则(zé)定(dìng)律——伯努(nǔ)利定律(lǜ)

伯努(nǔ)利定律是描述有关流体连(lián)续性介质的运动规律,其(qí)实质(zhì)是机械能(néng)守恒,简单(dān)来(lái)说,就是(shì)在环境一定的情况下,流速快的(de)地方,压力小,流速慢的地方压(yā)力大。   

空气在(zài)经流机(jī)翼后(hòu),会在前缘点处分成两股(gǔ)分流,经流上弧面的气流(liú),因相较(jiào)于(yú)下弧面流速快。根据伯努利定律,上(shàng)弧面的压力要小于(yú)下弧面,因此产(chǎn)生由下而上的托(tuō)举力,也就是升力。

三(sān)、一条公式——升力公式

升力公式 L = 1/2ρ v² S Cy ,其中 v²为升力(lì)体与空气的相对速度,S为升(shēng)力体的投影面积,Cy为升力系数。上述几(jǐ)个(gè)是(shì)决定(dìng)升力力度的物理量,飞机速度越(yuè)快,机翼面(miàn)积越大或(huò)升力(lì)系数越高(翼型的(de)弯(wān)度和机翼与来流的(de)迎角),升力也就越大(dà)。

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