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[科普中国]-升力比

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升力

升力,就是向上的力。 在航空航天领域中是使航天器上升的力。 一般都是说在空气中。 也就是向上的力大于向下的力,其合力可以使物体上升。 这个力就是升力。升力的成因较复杂,因为要考虑实际流体的粘性、可压缩性等诸多条件。目前大多用的是库塔儒可夫斯基定理,它是工程师计算飞机升力最精确的方法。具体内容就是由绕翼环流导致升力,产生了上下压力差,这个压力差就是升力 (Y),升力和向后的诱导阻力(d)合成为空气动力(R)。流过各个剖面升力总合就是机翼的升力。升力维持飞机在空中飞行。1

影响因素飞行速度飞行速度越大,空气动力(升力、阻力)越大。实验证明:速度增大到原来的两倍,升力和阻力增大到原来的四倍;速度增大到原来的三倍,升力和阻力增大到原来的九倍。即升力、阻力与飞行速度的平方成正比例。

飞行速度增大,为什么升、阴力会随之增大呢?飞行速度愈大,机翼上表面的气流速度将增大得愈多,压力降低愈多。与此同时,机翼下表面的气流速度减小得愈多,压力也增大愈多。于是,机翼上、下表面的压力差愈加相应增大,升力和阻力也更加相应增大。另外也可以从其公式中看出:升力公式L=1/2CyρV²S、阻力公式D=1/2CyρV²S。2

空气密度空气密度大,空气动力大,升力和阻力自然也大。这是因为,空气密度增大,则当空气流过机翼,速度发生变化时,动压变化也大,作用在机翼上表面的吸力和下表面的正压力也都增大。所以,机翼的升力和阻力随空气密度的增大而增大。

实验证实,空气密度增大为原来的两倍,升力和阻力也增大为原来的两倍。即升力和阻力与空气密度成正比例。显然,由于高度升高,空气密度减小,升力和阻力也就会减小。3