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升力是如何产生的

流体运动所产生的压力差

     升力是浸入流体中的机翼(或者任何其他固体)所受到的一种作用力,它的方向始终与来流方向垂直。阻力与之类似,但是其作用力方向与来流平行。合力来自于机翼周围各点不同的空气速度变化,而这些速度的变化缘于流过机翼空气的紊乱与旋转。作用在一种典型翼型上的标准压力分布如下图所示:

     A. 接近翼型上表面的空气在它向上运动时会被压缩,然后会像翼型一样转而向下弯曲,随即远离来流,一个低压区从而形成,上面的气流被向下拉直至翼型的后面。

     B. 接近翼型下表面的空气被压缩、减缓速度、转而以一个向下的路径运动。当空气接近机翼尾部时,它的速度和压力会逐渐与上方的气流匹配。在机翼下表面总的压力效应一般来说没有上表面来得显著。

     C. 升力分量

     D. 合力

     E. 阻力分量

     当你把作用在机翼上的所有压力求和,就会得到机翼上的合力。这个力的一部分将机翼举起(升力分量),剩余的力迫使机翼减速(阻力分量)。当随着翼型改变流向的气流增强时,上下表面的速度和压力差也变得更为显著,这会增加升力的值。有很多方法可以增加机翼的升力值,譬如可以增加攻角、增加流速等。这些将会在本文的后半部中更多地被讨论到。

 


更多的一些考虑

    意识到这一点很重要:机翼的上下表面都对升力有非常重大的贡献,这不同于我们先前所描述的那两种理论。虽然这些理论都不完美,但他们却有着一些先天的有效可行性。其他的一些理论或解释坚持:不同的压力分布引发了气流的偏离。更有甚者若认为这种看似准确的相反是正确的。不管哪种模式,这都不是一个仅凭某些简单理论就可以解释清楚的课题。
    同样地在航空史上,准确地计算出机翼产生的升力值,无论是对于工程师还是设计人员来说,都是一项极富挑战性的任务。事实上,多年以来我们都还是严重依赖在过去70到80年前所收集的那些试验数据,用以辅助我们进行最初的那些翼型的设计。

 


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