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[科普中国]-非线性气动力

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简介

空气动力是通过身体浸入的空气(或一些其他气体)施加在身体上的力,并且是由于身体和气体之间的相对运动而产生气动力,由于气动力不成比例增加,故称为非线性气动力。2

原因

气动力源于两个原因:

(1)由于身体表面上的压力引起的法向力

(2)由于气体的粘度而产生的剪切力,也称为皮肤摩擦。

压力局部地作用于垂直于表面,并且剪切力局部地作用平行于表面。身体上的净空气动力是由于身体总暴露面积上的压力和剪切力结合在一起。

当翼型件(或机翼)相对于空气移动时,它产生空气动力,在相对于相对运动方向成一定角度的向后方向。这种空气动力通常被分解成两部分:3

(1)阻力是平行于相对运动方向的力分量,

(2)升力是垂直于相对运动方向的力分量。

除了这两个力量之外,身体也可能经历一个空气动力学时刻,其值取决于所选择的计算点。4

由螺旋桨或喷气发动机产生的力称为推力,它也是一种空气动力(因为它也作用在周围空气上)。动力飞机上的空气动力通常由三个向量表示:推力,升力和阻力。5

在飞行中作用在飞机上的另一个力是它的重量。体重是身体力量,不是气动力。