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    飛機的阻力-摩擦阻力

    集號吧丨發表時間:2023-01-10丨訪問量:95
    [摘要]飛機的阻力-摩擦阻力

    懂得物理知識的人都知道,飛機在飛行的過程中,機體上所受的力是平衡的。飛機的重力與飛機產生的升力平衡,而飛機的發動機的作用則是克服飛機所受的阻力,推動飛機前進,使得飛機相對于空氣運動,從而產生升力。大家肯定要想,飛機發動機的功率那么大,難道飛機上所受的阻力有那么大嗎?的確,飛機在高速飛行的同時,會因為不同原因受到非常大的阻力。從產生阻力的不同原因來說,飛機所受的阻力可以分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力、干擾阻力、激波阻力等。

    摩擦阻力

    當兩個物體相互滑動的時候,在兩個物體上就會產生與運動方向相反的力,阻止兩個物體的運動,這就是物體之間的摩擦阻力。當飛機在空氣中飛行時,飛機也會受到空氣的摩擦阻力,飛機的摩擦阻力是因為空氣的粘性造成的。當氣流流過物體時,由于粘性,空氣微團與物體表面發生摩擦,阻滯了氣流的流動,這就是物體對空氣的摩擦阻力,反之,空氣對物體也給予了摩擦阻力。摩擦阻力是在邊界層中產生的。所謂邊界層就是緊貼物體表面,流速由外部流體的自由流速逐漸降低到零的那一層薄薄的空氣層。邊界層中氣流的流動情況是不同的。一般機翼大約在大厚度之前,邊界層的氣流各層不相混雜而成層地流動,這部分叫做“層流邊界層”。在這之后,氣流的活動轉變為雜亂無章,并且出現了漩渦和橫向流動,這部分叫做“紊流邊界層”。從“層流邊界層”轉變為 “紊流邊界層”的那一點叫做“轉捩點”。

    邊界層中的摩擦阻力大小與流動情況有很大關系,從大量的實踐證明,對于層流流動,物體表面受到的摩擦阻力小,而紊流流動對物面的摩擦阻力大的多。在普通的機翼表面,既有層流邊界層,又有紊流邊界層,所以為了減小摩擦阻力,人們就千方百計地使物體表面的流動保持層流狀態,例如通過在機翼表面上鉆孔,吸除紊流邊界層,這樣就可以達到減阻的目的。另外,提高加工精度,使層流邊界層盡量的長,延緩轉捩點的出現,甚至抑制它的出現,也可以起到很好的效果。這些都是飛機設計中的層流機翼的概念。物體表面受到的摩擦阻力還跟物體的表面積有關系,面積越大,阻力也越大。因此在人們試圖減小飛行阻力的時候,減小飛機的尾翼或者機翼的面積也是一個有效的方法。當然前提條件是保證產生足夠的升力和控制力。例如使用推力矢量技術的飛機,由于有了發動機推力直接用于飛行控制,這樣飛機的尾翼就可以減小或者去除,這樣就可以大大的減小摩擦阻力。

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