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12 飞行原理:空气动力学基础

作者:扑克之星6up下载 发布时间:2020-07-25 05:36 点击数:

  牛顿运动定律包括三条定律:牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律,并由艾萨克·牛顿( Isaac Newton)在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。其中,第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。

  牛顿运动定律适用范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。牛顿三大运动定律构成了牛顿力学的完整体系,描述了经典力学中基本的运动规律,广泛应用在各领域。

  1852年,德国物理学家和化学家海因里希.古斯塔夫. 马格努斯(Herinrich 个、Gustav Magnus,1802-1870)对旋转球体和圆柱体的气动力进行了实验研究,并描述了这一效应(牛顿在1672年已经提到过关于球体的这种效应)。这种效应可以有利于飞机升力的解释。

  Magnus效应可以描述为:如图2,在A点,这里有一个停滞点,气流在这里遇上机翼的前表面并分开,一部分气流向上,一部分气流向下。B为另一个驻点,两股气流在这里重新汇合,并以相同的速度重新开始流动。从侧面观察,机翼前缘产生了升力而在后缘产生向下的力。在图1情况下,气流在翼面的上部速度最快且在底部的速度最小。由于该速度和研究的物体有关,叫做局部速度。Magnus效应被广泛应用于机翼或其他升力面。因为在机翼的上下表面气流速度不同,从而导致了机翼下表面压力大,上表面压力小。这个低压区会产生一个向上的力,这种物理现象就叫做Magnus效应,也即一个物体的旋转会影响流过它的气体的路径,包括空气。

  Bernoulli 原理的实践应用是文氏管。文氏管的入口比喉部直径大,出口部分的直径也和入口一样大。在喉部,气流速度增加,压力降低;在出口处,气流速度减小,压力增大(图3)。

  机翼产生升力的原因和原理与空气产生的Bernoulli 规律有关:随着机翼在空中的移动,流过机翼上部弯曲表面的气流速度加快,并形成一个低压区。

  尽管牛顿、马格努斯、伯努利以及其他无数的早期科学家们研究宇宙的规律时没有我们今天如此先进的实验室,但他们对当代升力产生的理论却提供了巨大的指导,并有着深刻的影响。返回搜狐,查看更多


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