题目
飞机升力
飞机机翼的形状是上面弧形,下面为直线,空气通过上面的速度大,通过下面的速度小,所以下部压强大于上部压强,从而产生升力.
但是,为什么空气通过长短不同的两段路程,所用时间却相同?空气应该都是一样的,为什么会在这里产生不一样的速度呢?
飞机机翼的形状是上面弧形,下面为直线,空气通过上面的速度大,通过下面的速度小,所以下部压强大于上部压强,从而产生升力.
但是,为什么空气通过长短不同的两段路程,所用时间却相同?空气应该都是一样的,为什么会在这里产生不一样的速度呢?
提问时间:2020-10-07
答案
这是因为质量守恒.质量不会自生也不会自灭.流管内的流体不能穿越管壁流到管外,流管外的流体也不能穿越管壁流到管内.
流体连续性定理是质量守恒定律在流体力学中的应用.那就是:在定常流动中,流体连续并稳定的在流管中流动,通过流管各截面的质量流量相等.
将流体连续性定理与能量守恒的伯努利定理放在一起考虑,可知:不可压缩的、理想的流体在进行定常流动时,流管变细,流线变密,流体的流速增加,动压增大,静压减小.反之,……
所以气流在机翼上表面流管变细,静压下降.在下表面流管变粗,静压上升.由此机翼上下表面压力差形成升力.
如果像楼主你说的上下表面气流所用时间不同,不同时到达,那就不是平稳的层流附面层了,而是紊流附面层,气流会上下乱窜,最终会出现涡流区.这将使升力急剧减小,阻力急剧增大,飞机发生大迎角失速而坠毁.
PS:你说飞机机翼的形状是上面弧形,下面为直线,这个说法可不对.虽然有这样的翼型,但是很少.一般低亚音速飞机是非对称的古典翼型,上翼面更弯.而高亚音速飞机是上下对称的层流翼型,机翼上下表面是一样的弧度.跨音速飞机的超临界翼型,是上翼面平坦,下翼面后部向下弯.超音速飞机是采用上下对称的菱形翼型.
流体连续性定理是质量守恒定律在流体力学中的应用.那就是:在定常流动中,流体连续并稳定的在流管中流动,通过流管各截面的质量流量相等.
将流体连续性定理与能量守恒的伯努利定理放在一起考虑,可知:不可压缩的、理想的流体在进行定常流动时,流管变细,流线变密,流体的流速增加,动压增大,静压减小.反之,……
所以气流在机翼上表面流管变细,静压下降.在下表面流管变粗,静压上升.由此机翼上下表面压力差形成升力.
如果像楼主你说的上下表面气流所用时间不同,不同时到达,那就不是平稳的层流附面层了,而是紊流附面层,气流会上下乱窜,最终会出现涡流区.这将使升力急剧减小,阻力急剧增大,飞机发生大迎角失速而坠毁.
PS:你说飞机机翼的形状是上面弧形,下面为直线,这个说法可不对.虽然有这样的翼型,但是很少.一般低亚音速飞机是非对称的古典翼型,上翼面更弯.而高亚音速飞机是上下对称的层流翼型,机翼上下表面是一样的弧度.跨音速飞机的超临界翼型,是上翼面平坦,下翼面后部向下弯.超音速飞机是采用上下对称的菱形翼型.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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英语翻译
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