飛機升力與阻力產生因素

當升力和阻力是在飛機與空氣之間的相對運動(相對氣流)中產生的。影響升力和阻力的基本因素是，機翼在氣流台的相對位置(迎角)、氣流的速度和空氣密度(空氣的動壓以及飛機本身的特點(飛機表面質量、機翼形狀機翼面積、是否使用襟翼和前緣縫翼是否張開等)。下面是小編為大家分享飛機物理相關知識，歡迎大家閲讀瀏覽。

　　一、迎角對升力和阻力的影響

　　(一)迎角

相對氣流方向(飛機運動方向)與翼弦所夾的角度，叫迎角。相對氣流方向指向機翼下表面，為正迎角;相對氣流方向指向機翼上表面，為負迎角。飛行中，飛行員可通過前後移動駕駛盤來改變迎角的大小或者正負。飛行中經常使用的是正迎角。

飛行狀態不同，迎角的正、負、大、小一般也不同。在水平飛行中，飛行員可根據機頭的高低來判斷迎角的大小，機頭高，迎角大。機頭低，迎角小。其它飛行狀態，單憑機頭的高低就很難判斷迎角的大小和正負，只有根據迎角本身的含義去判斷。例如，飛機俯衝中。機頭雖然很低，但迎角並不為負的，氣流仍從下表面吹向機翼，因此迎角是正的。又如在上升中，機頭雖然比較高，但迎角卻不一定很大，在改出上升時，若推杆過猛，也可能會出現負迎角。

　　(二)迎角對升力的影響

在飛行速度等其它條件相同的情況下，得到最大升力的迎角，叫做臨界迎角。在小於臨界迎角的範圍內增大迎角，升力增大;超過臨界邊角後，再增大迎角，升力反而減小。

這是因為，迎角增大時，一方面在機翼上表面前部，流線更為彎曲，流管變細，流速加快，壓力降低，吸力增大。與此同時，在機翼下表面，氣流受到阻擋，流管變粗，流速減慢，壓力增大，要使升力增大。但是，另一方面迎角增大時，由於機翼上表面最低壓力點的壓力降低。因此，後緣部分的壓力比最低壓力點的壓力大得更多，於是在上表面後部的附面層中，空氣向前倒流的趨勢增強，氣流分離點向前移動，渦流區擴大，就會破壞空氣的平順流動，從而使升力降低。在中、小迎角，增大迎角時，分離點前移緩慢，渦流區只佔機翼後部的不大的一段範圍，這對機翼表面空氣的平順流動影響不大，前一方面起着主要作用，因此，在小於臨界迎角的範圍內，迎角增大，升力是增大的。到臨界迎角，升力達到最大。

超過臨界迎角後，迎角再增大，則分離點迅速前移，渦流區迅速擴大，嚴重破壞空氣的平順流動，機翼上表面前段，流管變粗，流速減慢，吸力降低。從分離點到機翼後緣的渦流區內，壓力大致相同，比大氣壓力稍小。在靠近後緣的一段範圍內，吸力雖稍有增加，但很有限，補償不了前段吸力的降低。所以，超過臨界迎角以後，迎角再增大，升力反而減小。

改變迎角，不僅升力大小要發生變化，而且壓力中心也要發生前後移動。迎角由小逐漸增大時，由於機翼上表面前段吸力增大，壓力中心前移。超過臨界迎角以後，機翼前段和中段吸力減小，而機翼後段吸力稍有增加，所以壓力中心後移。

不同的機翼影響飛機飛行

　　(三)迎角改變對機翼阻力的影響

在低速飛行時，機翼的阻力有：摩擦阻力、壓差阻力和誘導阻力。

實驗表明，迎角增大，摩擦阻力一般變化不大。

迎角增大，分離點前移，機翼後部的渦流區擴大，壓力減小，機翼前後的壓力差增加，故壓差阻力增加。迎角增大到超過臨界迎角以後，由於分離點迅速前移，渦流區迅速擴大，因此壓差阻力急劇增加。

小於臨界迎角，迎角增大時，由於機翼上、下表面的壓力差增大，使翼尖渦流的作用更強，下洗角增大，導致實際升力更向後傾斜，故誘導阻力增大。超過臨界迎角，迎角增大，由於升力降低，故誘導阻力隨之減小。

綜上所述，在小迎角的情況下增加迎角時，由於升力的增加和渦流區的擴大都很慢，故壓差阻力和誘導阻力增加都很少，這時機翼的阻力主要是摩擦阻力，因此整個機翼阻力增加不多。當迎角逐漸變大以後，再增大迎角時，由於機翼升力的增加和渦流區的'擴大都加快，故壓差阻力和誘導阻力的增加也隨之加快。特別是誘導阻力，在大迎角時，隨着迎角的增大而增加更快。因此，整個機翼的阻力隨着迎角的增大而增加較快。這時，誘導阻力是機翼阻力的主要部份。超過臨界迎角以後，雖然誘導阻力要隨着升力的降低而減小，但由於壓差阻力的急劇增加，結果使整個機翼阻力增加更快。

簡單説：迎角增大，阻力增大;迎角越大，阻力增加越多;超過臨界迎角，阻力急劇增大。

　　二、飛行速度和空氣密度對升、阻力的影響

　　(一)飛行速度

飛行速度越大，空氣動力(升力、阻力)越大。實驗證明：速度增大到原來的兩倍，升力和阻力增大到原來的四倍;速度增大到原來的三倍，升力和阻力增大到原來的九倍。即升力、阻力與飛行速度的平方成正比例。

飛行速度增大，為什麼升、陰力會隨之增大呢 因為在同一迎角下，機翼流線譜，即機翼周圍的流管形狀基本上是不隨飛行速度而變的。飛行速度愈大，機翼上表面的氣流速度將增大得愈多，壓力降低愈多。與此同時，機翼下表面的氣流速度減小得愈多，壓力也增大愈多。於是，機翼上、下表面的壓力差愈加相應增大，升力和阻力也更加相應增大。

　　(二)空氣密度

空氣密度大，空氣動力大，升力和阻力自然也大。這是因為，空氣密度增大，則當空氣流過機翼，速度發生變化時，動壓變化也大，作用在機翼上表面的吸力和下表面的正壓力也都增大。所以，機翼的升力和阻力隨空氣密度的增大而增大。

實驗證實，空氣密度增大為原來的兩倍，升力和阻力也增大為原來的兩倍。即升力和阻力與空氣密度成正比例。顯然，由於高度升高，空氣密度減小，升力和阻力也就會減小。

　　三、機翼面積，形狀和表面質量對升、阻力的影響

　　(一)機翼面積

機翼面積大，升力大，阻力也大。升力和阻力都與機翼面積的大小成正比例。