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2.3 机翼与升力
获得浮力的措施
利用流动的空气获得升力的简单方法,是采用平板对着风稍微向上保持一定角度。平板受到风的作用,对于支撑板的人来说,会感到板子有向上而且略向后的推力作用。该力垂直向上的分力称为升力,水平向后的分力称为阻力。该力的大小随着风的速度变化及板的角度变化而增减。机翼相对于风的角度对于升力极为重要,称其为迎角。这样看来,操作升力的大小是飞机操作的第一步。
若采用薄板翼,由于强度不足难以支撑大的升力。相对于空气流方向的机翼的截面形状称为翼型,选择翼型的标准是,在确保强度的同时,还要采取措施使空气流不发生紊乱。为了保证强度,需要有一定的厚度,但仅是单纯地加厚难以期待获得圆滑的空气流,致使阻力变大。为了减小阻力,需要设法使流向周围的空气不发生紊乱。为此,要使机翼的后侧(后缘)变尖,从而不会在机翼的后方形成空气的涡流。
对于机翼的前侧(前缘)来说,为了保证即使迎角变化,也能形成平滑顺畅的空气流,一般取圆滑的而不取尖锐的形状。而且,借由机翼的上侧和下侧的曲率变化,使空气的流动方向和速度平稳变化,从而得以使机翼上下的压力差有效地发生。据此,以研制成功的NACA4412翼型为例,即使在较低的速度下飞行,也能获得很高的升力。
既有飞行速度慢的小型飞机,也有超声速飞行的喷气式战斗机。依飞行环境不同所要求的性能,以及机翼周围空气的流动不同,因此阻力的发生方式等也是各不相同的。今天已实用的翼型种类繁多。
本节重点
(1)面对风向倾斜的插入板上会受到升力和阻力。
(2)对升力大、阻力小的翼型的探索在持续。
(3)依飞行环境不同采用各式各样的翼型。