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2.1.2大气的物理特性1、大气的状态参数和状态方程大气的状态参数是指压强P、温度T和密度ρ这三个参数。它们之间的关系可以用气体状态方程表示,即R为气体常数,T绝对温度2、连续性9气体由分子组成,分子之间有距离9连续性假设:在研究飞行器和大气之间的相对运动时,由于飞行器的外形尺寸远远大于气体分子的自由行程,气体分子之间的距离完全可以忽略不计,即把气体看成是连续的介质。9高空大气与外层空间:分子距离与飞行器尺寸相当,连续性假设不存在3、粘性大气的粘性力:相邻大气层之间相互运动时产生的牵扯作用力,即大气相邻流动层间出现滑动时产生的摩擦力,也叫做大气的内摩擦力。不同流体粘性不一,空气是水的1.8%。¾粘性与摩擦阻力大气流过物体时产生的摩擦阻力是与大气的粘性有关系的。飞机摩擦阻力的主因¾理想流体通常把不考虑粘性的流体(即流体内摩擦系数趋于零的流体)称为理想流体或无粘流体。4、可压缩性问题:空气和水都是流体,哪个可压缩?9流体是气体(如空气)和液体(如水)的统称。9流体可压缩性:流体的压强改变时其密度和体积也改变的性质。9一般认为液体是不可压缩的,气体是可压缩的。9当气流速度较小时(M<0.4),压强和密度变化很小,可以不考虑大气可压缩性的影响。9当大气流动的速度较高(M>0.4)时,压强和速度的变化很明显,就必须考虑大气可压缩性。5、声速声速:声波在物体中传播的速度。声速的大小和传播介质有关。在水中的声速大约为1440米/秒;而在海平面标准状态下,在空气中的声速仅为341米/秒。介质的可压缩性越大,声速越小(如空气);介质的可压缩性越小,声速越大(如水)。6、马赫数马赫数Ma的定义为V:飞行速度,a:当地声速。可衡量空气受到压缩的程度飞行器飞行速度越大,Ma就越大,飞行器前面的空气就压缩得越厉害。Ma与飞行器飞行速度的关系Ma<0.4,为低速飞行;0.4<Ma<0.85,为亚声速飞行;0.85<Ma<1.3,为跨声速飞行;1.3<Ma<5.0,为超声速飞行;Ma>5.0,为高超声速飞行。2.1.3国际标准大气为了准确描述飞行器的飞行性能,必须建立一个统一的标准,即标准大气。目前我国所采用的国际标准大气,是一种“模式大气”。依据实测资料,用简化方程近似地表示大气温度、密度和压强等参数的平均铅垂分布,并将计算结果排列成表,形成国际标准大气表。国际标准大气表2.2流动气体的基本规律2.2.1相对运动原理9飞机相对运动原理:飞机以一定速度作水平直线飞行时,作用在飞机上的空气动力与远前方空气以该速度流向静止不动的飞机时所产生的空气动力效果完全一样。9相对气流速度不变2.2.2质量守恒与连续方程取横截面1,2,3,假设在流管中流动的流体质量既不会穿越流管流出,也不会有其它流体质量穿越流面流入,则通过流管各截面的质量流量必须相等。可压缩流体沿管道流动的连续性方程:在单位时间内,流过变截面管道中任意截面处的气体质量都应相等。不可压缩流体沿管道流动的连续性方程:当气体以低速流动时,可以认为气体是不可压缩的,即密度保持不变。连续方程的物理意义¾截面积小的地方流速大¾截面积大的地方流速小例如在河道窄的地方,水流得比较快;而在河道宽的地方,水流得比较慢。2.2.3伯努利方程¾由能量守恒定理描述流体流速与压强之间的关系。¾流管中,流入流出两端面的能量差等于流体功的增加量。能量守恒(不可压)→伯努利方程静压(P)+动压()=总压=常数速度越大,动压也大,静压越小速度越小,动压也小,静压越大流体在变截面管道中流动:9凡是截面积小的地方,流速就大,压强就小;9凡是截面积大的地方,流速就小,压强就大。思考:1河道中的两只船为什么自动靠近?2有一定距离的两张纸在风的作用下会发生什么现象?3房顶被掀翻?2.2.4低速气流的流动特点当管道收缩时,气流速度将增加,压力将减小;当管道扩张时,气流速度将减小,压力将增加。2.2.5高速气流的流动特点超音速气流在变截面管道中的流动情况,与低速气流相反,收缩管道将使超音速气流减速、增压;而扩张形管道将使超音速气流增速、减压。2.3飞机上的空气动力及原理2.3.1机翼的形状¾飞机由机身、机翼和尾翼等主要部件的外形共同来组成。¾机翼是飞机产生升力和阻力的主要部件。¾机翼的几何外形分为机翼平面几何形状和翼剖面几何形状。1、机翼平面几何参数¾翼展长b机翼左右翼梢之间最大的横向距¾外露根弦长c0;