飞行员进阶知识课堂：飞机的空气动力性能

    飞机的空气动力性能是决定飞机飞行性能的一个重要因素。飞行员既要熟悉飞机空气动力的产生和变化，同时也要清楚飞机空气动力性能的基本数据。这对于更好地认识飞机的飞行性能，正确处理飞行中遇到的有关问题，非常重要。

    所谓飞机的空气动力性能，其中包括飞机的最大升力系数、最小阻力系数和最大升阻比等。

    应该注意：升力系数或阻力系数仅仅是影响升力或阻力的因素之一，系数本身并不就是升力或阻力。确定升、阻力的大小，不仅要看升力系数、阻力系数的大小，而且还要看影响升、阻力大小的其它因素，空气密度、飞行速度和机翼面积是否变化和如何变化。因此，不能把升力系数同升力、阻力 力系数同阻力混为一谈。我们在分析迎角对升力或阻力的影响时，之所以常用升力系数或阻力系数来表达这种影响，而不直接用升力或阻力来表达，其优点是可以撇开空气密度。飞行速度和翼面积对升、阻力的影响。这样就突出了迎角对升、阻力的影响，对分析问题和计算都带来很大方便。

    一、飞机的升阻比

    衡量一架飞机的空气动力性能，不能单从升力，或单从阻力一个方面来看，必须把两者结合起来，分析升力和阻力之间的对比关系。

    所谓升阻比，就是在同一迎角下升力与阻力之比。升阻比也就是同一迎角下升力系数与阻力系数之比。由于升力系数和阻力系数的大小主要随迎角而变，所以升阻比的大小也主要随迎角而变。也就是说，升阻比与空气密度、飞行速度、机翼面积的磊小无关。因为这些因素变了，升力和阻力都按同一比例随之改变，而不影响两者的比值。

    升阻比大，说明在取得同一升力的情况下，阻力比较小。升阻比越大，飞机的空气动力性能越好，对飞行越有利。

    二、飞机的空气动力性能曲线

    （一）升力系数

    升力系数为零，这个迎角叫无升力迎角。翼型不同，无升力迎角的大小也不同。对称翼型的无升力迎角为零度，非对称翼型的无升力迎角一般为负值。从无升力迎角开始，迎角增加，升力系数增加，直到最大升力系数。最大升力系数所对应的迎角，叫临界迎角。超过临界迎角，迎角再增加，升力系数将急剧降低。迎角从无升力迎角减小，升力系数将变为负值，也就是升力变成负升力了。

    （二）阻力系数

    小迎角范围内时，迎角增加，阻力系数增加缓慢；迎角比较大时，迎角增加，阻力系数增加较快；接近或超过临界迎角时，迎角增加，阻力系数急剧增加。应当注意，阻力系数永远不会为零，也就是说飞机上的阻力是始终存在的。

    （三）升阻比

    升阻比有一个最大值，叫最大升阻比。最大升阻比所对应的迎角叫有利迎角。从无升力迎角开始，迎角增加，因升力系数比阻力系数增加的倍数多，所以升阻比是增大的，到有利迎角，升阻比达到最大值。超过有利迎角，再增大迎角，因升力系数比阻力系数增加的倍数少，所以升阻比减小。飞机在有利迎角下飞行是有利的，所以一般飞机飞行的迎角都不大。

    （四）空气动力系数

    前面我们讲了，在每一个迎角下，都有一个升力系数和阻力系数。所谓飞机的空气动力系数曲线，就是把飞机的升力系数和阻力系数随迎角而变化的关系，综合地用一条曲线画出来，这条曲线就是飞机的空气动力系数曲线，简称飞机极线。飞机极线比较全面地表达了飞机的空气动力性能，在空气动力计算中很有用处。

    从飞机极线上还可得出各迎角下的升阻比，以及最大升阻比和有利迎角。各迎角下的升阻比，可以由飞机极线上查出的升力系数和阻力系数计算出来。也榀以从飞机极线上量得的性质角计算出来。所谓性质角，就是飞机的总空气动力与飞机升力之间的夹角。性质角的大小，表明总空气动力（沿相对气流方向）向后倾斜的程度。性质角小，说明总空气动力向后倾斜得少，阻力小。可见，性质角的大小，表明了升阻比的大小。

    迎角由无升力迎角逐渐增大时，性质角减小，升阻比增大。性质角最小时所对应的迎角为有利迎角，此时升阻比最大。

    例如飞机放起落架后，同一迎角下的阻力系数增大，而升力系数变化不大，因而性质角变大，升阻比减小，曲线向右平称。显然有利迎角也变大了。

    又如，螺旋桨飞机，在同样的飞行速度下，由于螺旋桨的吹风（称为滑流），使受影响的机翼部分，实际相对气流速度增大，因而飞机的升力和阻力都要增大。但因受吹风影响的机翼部分一般都位于机翼中段，尽管升力因上下压力差增大而增大，而由翼尖涡流引起的诱导阻力却增加不多，所以阻力增加较少，其结果升阻比是增大的。发动机工作状态不同，螺旋桨吹风对空气动力性能影响程度也不同。

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