第二章第頁1下洗流（DownWash）和下洗角

由于兩個翼尖渦的存在，會導致在翼展范圍內出現一個向下的誘導速度場，稱為下洗。在亞音速范圍內，這下洗速度場會覆蓋整個飛機所處空間范圍。第二章第頁2下洗角

下洗速度的存在，改變了翼型的氣流方向，使流過翼型的氣流向下傾斜，這個向下傾斜的氣流稱為下洗流，下洗流與相對氣流之間的夾角稱為下洗角。翼弦第二章第頁3下洗速度沿翼展分布

不同平面形狀的機翼，沿展向下洗速度的分布是不一樣的。第二章第頁4由翼尖渦流產生的下洗速度，在兩翼尖處最大，向中心逐漸減小，在中心處最小。第二章第頁5在日常生活中，也可觀察到翼尖渦流的現象大雁南飛，常排成人字或斜一字形，領隊的大雁排在中間，而幼弱的小雁常排在外側。第二章第頁6誘導阻力的產生

有限展長機翼與無限展長機翼相比，由于前者存在翼尖渦和下洗速度場，導致前者的總空氣動力較后者更加后斜，即前者總空氣動力沿飛行速度方向（即遠前方相對氣流方向）的分量較后者更大。這一增加的阻力即為誘導阻力。LL’D翼弦第二章第頁7影響誘導阻力的因素機翼平面形狀：橢圓形機翼的誘導阻力最小。展弦比越大，誘導阻力越小升力越大，誘導阻力越大平直飛行中，誘導阻力與飛行速度平方成反比翼梢小翼可以減小誘導阻力低展弦比使翼尖渦變強，誘導阻力增加。高展弦比使翼尖渦減弱，誘導阻力變小。展弦比對誘導阻力的影響展弦比不同的兩架飛機在升力相同的情下,其誘導阻力的大小也不同。展弦比大，則誘導阻力小，展弦比小，則誘導阻力大。展弦比大的機翼狹而長，展弦比小的機翼則短而寬。如果機翼短而寬.則在翼尖部分升力比較大，形成的翼尖渦流較強，下洗速度也較大，從而帶來較大的誘導阻力;對于狹而長的機翼，由于在翼尖部分升力比較小，翼尖渦流比較弱，所以誘導阻力也較小第二章第頁9展弦比對誘導阻力的影響機翼展弦比倒數誘導阻力系數減少的百分比升力系數不變第二章第頁10高展弦比飛機第二章第頁11空速大小對誘導阻力大小的影響阻力誘導阻力空速空速大，下洗角小，誘導阻力小低速時誘導阻力最大,誘導阻力與速度的平方成反比。在得到相同升力的情況下,飛機飛行速度越小,所需要的迎角越大,迎角的增加會使上下翼面壓力差增大,翼尖渦流隨之增大,誘導阻力也就增大。空速小，下洗角大，誘導阻力大（3）

減小誘導阻力的措施①采用誘導阻力較小的機翼平面形狀：橢圓平面形狀的機翼誘導阻力最小，其次是梯形機翼，矩形機翼的誘導阻力最大。加大機翼的展弦比也可以減小誘導阻力。②在機翼安裝翼梢小翼第二章第頁13翼梢小翼第二章第頁14翼梢小翼第二章第頁15翼梢小翼可以減小誘導阻力第二章第頁16翼梢小翼可以減小誘導阻力

翼梢小翼改變了機翼沿展向分布的翼載荷。第二章第頁17翼梢小翼可以減小總阻力第二章第頁18翼梢小翼可以減小總阻力747-400：翼梢小翼使總阻力減小2.5%，TOW增加9.5噸第二章第頁19阻力公式—飛機的阻力系數—飛機的飛行動壓—機翼的面積。第二章第頁20回顧阻力組成摩擦阻力(SkinFrictionDrag)壓差阻力(FormDrag)干擾阻力(InterferenceDrag)誘導阻力(InducedDrag)廢阻力(ParasiteDrag)第二章第頁21阻力相關資料典型飛機阻力構成阻力名稱亞音速運輸機超音速戰斗機單旋翼直升機摩擦阻力45%23%25%誘導阻力40%29%25%干擾阻力7%6%40%激波阻力3%35%5%其他阻力5%7%5%6.低速飛行時飛機的阻力低速飛行時飛機的阻力由摩擦阻力、壓差阻力、干擾阻力和誘導阻力組成誘導阻力與升力有關,也稱為升致阻力,是產生升力必須付出的代價;而摩擦阻力、壓差阻力和干擾阻力都與升力的大小無關,通常稱為零升阻力或廢阻力。飛機的總阻力是誘導阻力和寄生阻力之和。低速時總阻力隨速度變化的曲線,這4種阻力對飛行總阻力的影響隨著飛行速度和迎角的不同而變化。在低速飛行時,為了得到足夠的升力,飛機要以較大的迎角飛行,這樣才能保證機翼上下表面的壓力差較大,形成的翼尖渦流的強度較大,則誘導阻力大;反之,飛行速度高時,則誘導阻力小。所以,誘導阻力是隨著飛行速度的增大而降低的。

廢阻力是由于空氣的黏性而產生的,飛行速度越高,飛機表面對氣流的阻滯力越大,廢阻力也越大,所以廢阻力是隨著速度的增大而增大的。在低速(起飛和著陸)時,誘導阻力大于廢阻力,誘導阻力占支配位置;在高速(巡航)時,廢阻力占主導地位。誘導阻力和寄生阻力相等時,總阻力最小,此時升阻比最大。寄生阻力的大小隨速度的增大而增大,與速度的平方成正比。誘導阻力的大小隨速度的增大而減小,與速度的平方成反比。第二章第頁26總空氣動力

升力和阻力之和稱為總空氣動力。第二章第頁27本章主要內容2.1

空氣流動的描述2.2

升力2.3

阻力2.4

飛機的低速空氣動力特性2.5

增升裝置的增升原理飛行原理/CAFUC飛行原理/CAFUC2.4飛機的低速空氣動力性能第二章第頁29飛機的主要空氣動力性能包括：升力特性阻力特性升阻比特性主要空氣動力性能參數包括：最大升力系數最小阻力系數最大升阻比第二章第頁30影響升力和阻力的因素：升力和阻力是飛機與空氣發生相對運動時產生的,飛機飛行時應盡量使飛機的升力大而阻力小,這樣才能獲得較好的空氣動力性能。

影響飛機升力和阻力的因素主要有：1.迎角2.氣流速度3.空氣密度4.機翼形狀5.機翼面積第二章第頁31影響升力和阻力的因素：1.迎角：

迎角只能在一定范圍內增大,隨著迎角的增大,機翼上表面的氣流加速,壓力降低;下表面速度減小,壓力增大,從而升力增大。同時,迎角增大,附面層分離點前移,后面的渦流區增大,壓差阻力增大。另外,還會導致機翼上、下翼面的壓力差增大,使翼尖渦流的作用更強,從而實際升力向后傾斜得更多,故誘導阻力增大第二章第頁32影響升力和阻力的因素：2.氣流速度：飛行速度越大,升力和阻力也越大,速度增大到原來的2倍,則升力和阻力增大到原來的4倍,即升力和阻力與飛行速度的平方成正比。

因為在同一迎角下,飛行速度增大,機翼上表面的氣流速度將增大得多,壓力降低得多,而下表面的氣流速度增加得少,則上下表面的壓力差增大,因此升力增大。從阻力產生的原因可知,飛行速度增大,摩擦阻力和壓差阻力都要增大,因此總阻力也增大。升力和阻力與飛行速度不是成簡單的正比關系,而是與速度的平方成正比。第二章第頁33影響升力和阻力的因素：3.空氣密度：空氣密度越大,空氣動力越大,升力和阻力自然也越大。因為,空氣密度增大,當空氣流過機翼、速度發生變化時,動壓也會發生變化,機翼上下表面的壓力差增大。所以,機翼的升力和阻力隨空氣密度的增大而增大。升力和阻力與空氣密度成正比。第二章第頁34影響升力和阻力的因素：4.機翼形狀：

1）機翼形狀對升力和阻力的影響較大。以翼型來說,相對厚度越大,升力和阻力越大。最大厚度位置越靠前,升力和阻力也越大。因為這樣可使流過翼面上表面的氣流速度加速,壓力下降,升力增大,同時后緣渦流區區域增大,阻力增大。相對厚度相同的情況下,彎度越大,升力和阻力越大。2）機翼平面形狀對升力、阻力也有影響橢圓形機翼誘導阻力最小,矩形機翼誘導阻力最大。機翼展弦比越大,誘導阻力越小。第二章第頁35影響升力和阻力的因素：5.機翼面積：機翼面積越大,上下翼面產生的壓力差越大,升力越大,同時機翼與氣流的接觸面積增大,阻力也會增大。升力、阻力同機翼面積成正比。第二章第頁362.4.1升力特性升力系數的變化規律當迎角不大時,升力系數基本上隨迎角的增大而成比例增大;當迎角較大時,升力系數隨迎角增大的趨勢減弱,曲線變得平緩;當迎角增大到一定值,即臨界迎角時,升力系數達到最大;超過臨界迎角后,升力系數將隨迎角的增大而減小第二章第頁37升力系數隨迎角的變化規律當α<α臨界，升力系數隨迎角增大而增大。當α=α臨界，升力系數為最大。