[科普中國]-翼身尾合體升力

定義

翼身尾合體升力是指機翼、機身、尾翼組合體的升力。1

升力升力來源于機翼上下表面氣流的速度差導致的氣壓差。但機翼上下表面速度差的成因解釋較為復雜，通?？破沼玫牡葧r間論和流體連續(xù)性理論均不能完整解釋速度差的成因。航空界常用二維機翼理論，主要依靠庫塔條件、繞翼環(huán)量、庫塔-茹可夫斯基定理和伯努利定理來解釋。

在真實且可產(chǎn)生升力的機翼中，氣流總是在后緣處交匯，否則在機翼后緣將會產(chǎn)生一個氣流速度為無窮大的點。這一條件被稱為庫塔條件，只有滿足該條件，機翼才可能產(chǎn)生升力。

機翼機翼是飛機的重要部件之一，安裝在機身上。其最主要作用是產(chǎn)生升力，同時也可以在機翼內(nèi)部置彈藥倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用于飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。

機身機身（fuselage） 飛機上用來裝載人員、貨物、武器和機載設備的部件。它將機翼、尾翼、起落架等部件連成一個整體。在輕型飛機和殲擊機上，還常將發(fā)動機裝在機身內(nèi)。2

飛行中機身的阻力占全機阻力的30%～50%。正常式機身應用最為普遍。它是一個中間大，向兩頭緩慢收縮的流線體（紡錘形），機身頭部略下垂以擴大駕駛員的視界，尾部略上翹以避免飛機著陸時機身尾部觸地。一些超音速飛機為了減小飛行時的阻力，采用中部收縮的細腰形機身，稱為面積律機身。高亞音速旅客機的機身中部有一個較長的等截面段，頭部和尾部為收縮段。軍用運輸機的機身尾部常有很大的上翹，并開有后門，便于大型武器裝備和車輛的裝卸。尾撐式機身流線型不好，阻力大，較少采用。

尾翼尾翼是安裝在飛機尾部的一種裝置，可以增強飛行的穩(wěn)定性。大多數(shù)尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，也有少數(shù)采用V型尾翼。尾翼可以用來控制飛機的俯仰、偏航和傾斜以改變其飛行姿態(tài)。尾翼是飛行控制系統(tǒng)的重要組成部分。

機翼-機身-尾翼亞音速非定常氣動力飛行器在飛行過程中和爆炸波相遇時，它們相互作用的非定?？諝鈩恿o論在實用上和理論上都是一個很感興趣的問題。由于問題的復雜性，理論研究至今仍限于弱激波線化范圍。對于弱激波，Drischler J. A. 證明了由爆炸波引起的載荷等價于某當量垂直突風沿翼弦方向傳播所誘導的載荷。基于這一突風模型，應用有限基本解法筆者計算了二維和三維亞音速機翼。

在線化范圍內(nèi)，厚度與彎度、攻角效應可以分開。為了簡化問題，并解決機器內(nèi)存容量不夠的矛盾，將機身壓扁計算。因?qū)τ诖笳瓜冶?，機身不是主要承受升力的部件，在氣動力計算中起著次要的作用。

計算結果表明，組合體比機翼，收斂性稍差。各部件的氣動計算表明，即使在尾渦到達尾翼之前，機翼對尾翼也有一定的下洗影響。

溫功碧等研究了亞音速機翼一機身一尾翼復雜平面形狀在運動突風作用下非定常氣動特性。采用有限墓本解法，在不同入射方向和傾斜角下，對不同復雜平面形狀的非定常氣動力進行了計算，計算結果與實驗數(shù)據(jù)也較接近。3