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无人机为什么能够飞起来?

在机翼上,压力最高的点也就是所谓的驻点,在驻点处是空气与前缘相遇的地方。空气相对于机翼的速度减小到零,由伯努利定理知道这是压力最大的点。上翼面和下翼面的空气必须从这个点由静止加速离开。

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在一个迎角为零、完全对称的机翼上,从驻点开始,流经上下表面的气流速度是相同的,所以上下表面的压力变化也是完全相同的。这和在狭长截面的文氏管中的流动是相似的,在流速达到最大点,其压力达到最低。在这个最低压力点之后,两个表面的流速同时降低。空气最终必定要回到主来流当中,压力也恢复到正常。由于上下表面的速度和压力特性是相同的,所以这种状态的机翼不会产生升力。

如果对称机翼相对来流旋转了一个迎角,驻点就会稍稍向前缘的下表面移动,并且流经上下表面的空气流动情况也发生的改变,流经上表面的空气被迫多走了一段距离,在上下表面,空气仍然有一个从驻点加速离开的过程,但是下表面的最高速度要小于上表面的最高速度。因此,机翼下表面的压力就比上表面的压力大,升力由此产生。所以,知道旋转一个正的迎角,对称翼型完全能够产生升力。

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一个有弯度的翼型展示了与对称翼相似的速度和压力分布,但是由于翼型存在弯曲,尽管弦线的位置可能是几何零迎角,平均压力和升力与对称翼型仍然存在差异。

在某些几何迎角为负的位置上,上下表面的平均压力是可能相等的,因此有弯度翼型存在一个零升迎角,这是翼型的气动力零点。尽管在这个迎角下没有产生升力,但由于翼型弯度存在,上下面的流动特征是不一样的。因此,尽管上下表面没有平均压力差,在翼表面上却会产生不平衡并导致俯仰力矩的产生,这个力矩在飞行器配平中非常重要。

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气流分离在小范围内是一种普遍的现象。在上表面,流动可能在后缘前某个地方就分离了,气流在上下表面都可能分离,但是有可再附着。这就是所谓的气泡分离。(来源:东方网)

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