意義與機制
機翼可以與周圍氣流相互作用,併產生向下的運動。透過結合表面壓力和剪力,我們得到氣動力。
從相同的機翼,改變迎角會導致氣流和升力係數的變化。較大的迎角會導致氣流分離,從而降低升力,並形成失速,失速表現為阻力增加。
關係與條件
升力計算為 L = ½ρv²SCL。當使用小角度近似時,CL ≈ 2πα, α 必須以弧度表示。
實際的CL(可能指迴圈)取決於諸如機翼形狀、雷諾數以及阻力系數等因素。 假設空氣在上方和下方必須同時相遇,這並非必需的。
觀察實驗中需要注意的事物
當升降機超過特定角度時,升力係數會減小;在固定角度下,升力與速度的平方成比例。
一個教育性的對稱翼剖面係數在 15° 之後呈指數衰減。 曲線流線顯示方向。 採用 CFD,忽略了阻力、可壓縮性和機翼末端效應。
關鍵關係與符號
L = ½ρv²SCL · CL = 2πα (|α| ≤ 15°)
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| CL | 升力係數 | 無單位 |
| α | 迎角 | rad |
| S | 基準機翼面積 | m² |
透過範例確認
升力係數在失速之後如何變化?
它會減小 · 超過達到時,升力係數減小;在固定角度下,升力與速度的平方成比例。
常見誤解
- 增大迎角,並不意味著在任何範圍內升力都會無限增大。
