[科普中国]-翼身尾合体升力

定义

翼身尾合体升力是指机翼、机身、尾翼组合体的升力。1

升力升力来源于机翼上下表面气流的速度差导致的气压差。但机翼上下表面速度差的成因解释较为复杂，通常科普用的等时间论和流体连续性理论均不能完整解释速度差的成因。航空界常用二维机翼理论，主要依靠库塔条件、绕翼环量、库塔-茹可夫斯基定理和伯努利定理来解释。

在真实且可产生升力的机翼中，气流总是在后缘处交汇，否则在机翼后缘将会产生一个气流速度为无穷大的点。这一条件被称为库塔条件，只有满足该条件，机翼才可能产生升力。

机翼机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内部置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。

机身机身（fuselage） 飞机上用来装载人员、货物、武器和机载设备的部件。它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机上，还常将发动机装在机身内。2

飞行中机身的阻力占全机阻力的30%～50%。正常式机身应用最为普遍。它是一个中间大，向两头缓慢收缩的流线体（纺锤形），机身头部略下垂以扩大驾驶员的视界，尾部略上翘以避免飞机着陆时机身尾部触地。一些超音速飞机为了减小飞行时的阻力，采用中部收缩的细腰形机身，称为面积律机身。高亚音速旅客机的机身中部有一个较长的等截面段，头部和尾部为收缩段。军用运输机的机身尾部常有很大的上翘，并开有后门，便于大型武器装备和车辆的装卸。尾撑式机身流线型不好，阻力大，较少采用。

尾翼尾翼是安装在飞机尾部的一种装置，可以增强飞行的稳定性。大多数尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，也有少数采用V型尾翼。尾翼可以用来控制飞机的俯仰、偏航和倾斜以改变其飞行姿态。尾翼是飞行控制系统的重要组成部分。

机翼-机身-尾翼亚音速非定常气动力飞行器在飞行过程中和爆炸波相遇时，它们相互作用的非定常空气动力无论在实用上和理论上都是一个很感兴趣的问题。由于问题的复杂性，理论研究至今仍限于弱激波线化范围。对于弱激波，Drischler J. A. 证明了由爆炸波引起的载荷等价于某当量垂直突风沿翼弦方向传播所诱导的载荷。基于这一突风模型，应用有限基本解法笔者计算了二维和三维亚音速机翼。

在线化范围内，厚度与弯度、攻角效应可以分开。为了简化问题，并解决机器内存容量不够的矛盾，将机身压扁计算。因对于大展弦比，机身不是主要承受升力的部件，在气动力计算中起着次要的作用。

计算结果表明，组合体比机翼，收敛性稍差。各部件的气动计算表明，即使在尾涡到达尾翼之前，机翼对尾翼也有一定的下洗影响。

温功碧等研究了亚音速机翼一机身一尾翼复杂平面形状在运动突风作用下非定常气动特性。采用有限墓本解法，在不同入射方向和倾斜角下，对不同复杂平面形状的非定常气动力进行了计算，计算结果与实验数据也较接近。3