【 在 AKROBAT@ntumebbs (紅色轟炸機) 的大作中提到: 】
: 由於downwash給了機翼一股額外的往下壓力,因而使得
: 機翼的攻角減少,攻角一減少也意味著浮力的減少(lift
: coefficient正比於攻角),所以為了 獲得相同的浮力
: 該受下洗流影響的wing便得提升攻角,但如此一來除了
: 浮力的增加,阻力也增加了,這就叫做誘導阻力(induced
: drag).也就是說,非lifting body就沒有downwash和
: induced drag這回事了.
: Nonlifting body |--------|----------|
: Skin- Pressure
: friction drag
: drag
: Liftion body |--------|----------|--------------|
: as above induced drag
: 從流力課本上的圖看來,induced drag的確占了total drag蠻大的
: 一部份,而從一些數據和常識來看,記得前陣子 有新聞在探討噴射
: 民航機和小飛機共用機場時的飛安問題嘛!這就是由於trailing
: vortex(巨無霸d客機)會對8-15km後的小飛機造成影響!還有記得
: Benson普物課本有觀流力那章有張小飛機trailing vortex的照片嘛?
用圖來解釋一下downwash的影響:
沒有downwash時,氣流方向就是飛機前進的方向。
↑
│升力垂直於氣流, L
│
│
氣流(沒有downwash) 阻力平行於氣流, D
────────→ ▁▂▃▄▅▆▇█▇▇▆▆▅▅▄▄▃▃▂▂▁▁ ─→
(機翼側面)
如果有downwash,局部的氣流就是原來的速度加上downwash,其總合有一下偏角,
假設為θ度。
┌──────────→ 原來的速度
↓
downwash (合向量畫不出來)
由於升力垂直於氣流,因此當局部的氣流有一下偏角時,升力將偏向後方θ度。
於是在飛行方向上產生一個分量 L.sinθ。這就是誘導阻力。
(Note : 這裏的 L 和上面的 L 不一樣大,請參考AKROBAT的解釋)
此外,用「氣流繞過翼端」來解釋尾渦流的形成,好像會造成誤解。我應該強調
這一點:
只要升力在翼展方向上的分佈有變化,就會產生尾渦流
只不過翼端是升力變化最大的地方,所以通常在翼端有較強的尾渦流產生。如果
讀過流體力學或空氣動力學,可以知道這一個結果是由渦流的特性衍生出來的,
或者說是由動量守恆得來的。
我嘗試再用另一種方法說明尾渦流的產生。
升力的產生可以看作是機翼施力於空氣,然後空氣給機翼一個反作用力。所以,
機翼向上升,空氣就向下跑。想像空氣在離開機翼後,即多了向下的速度分量。
如果升力越大,這個向下的速度分量應該也越大。當相鄰兩個位置的升力不同,
在其後方的向下速度分量就不同。這個速度差就使得機翼後方的氣流捲起來,形
成尾渦流。不知道這樣說,有沒有人看得懂。
舉個例子。假設一個機翼的升力分佈如下圖。除了翼端有升力變化,在中間也有
升力變化。比如當襟翼放下時,可能有類似的情形。
單 ↑
位 │ 這裏有升力變化
翼 ├──────┐
展 │ │ 這裏是翼端
的 │ └───────┐
升 │ │
力 │ │
└──────────────┴──→ 翼展方向
翼 ↑ ↑
中 └───────┴───這兩個地方都有尾渦流產生
央
如果升力是漸漸改變(我畫不出來),則在漸變的範圍內都有尾渦流,形成一個平
面。這個平面在遠離機翼時,將如蛋卷一樣捲成一個渦流。
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