[科普中国]-单独机身升力

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。1

直接作用在机身上的气动载荷较小，飞行中主要的载荷是机身内各装载物的惯性力和机翼、尾翼接头传来的力。从结构上看，机身好像一根中部支持在机翼上的悬臂梁，在装载物惯性力和尾翼集中力作用下两端向下弯曲（正过载时）。在垂直尾翼侧力作用下，机身在水平方向也产生弯曲，但比垂直方向小得多。垂直尾翼侧力对后机身有较大的扭转作用。飞机在地面滑行和着陆时，地面的撞击也会使机身受载，如前轮受到侧向撞击就会使前机身受扭。

定义单独机身升力是指单独存在的机身的升力。2

升力任何气动布局下机身都能产生升力，只是一般情况下产生的升力较小。这里面有一个误区，很多人以为只有不对称翼型才能产生升力，实际上是错误的。只要有足够的速度，迎角和面积，任何剖面形状都能产生足够的升力，这就是所谓的“只要推力大，砖头都能飞”。只不过在亚声速条件下不对称流线型翼型产生的升力系数最大。在超声速飞行时，机身产生的升力贡献比例更大。

如果机身十分细长，根据无粘流的细长体理论，小迎角时机身沿纵向单位长度的升力分布与机身横截面积沿纵向的变化率成正比。因此，在亚声速有迎角时，机身头部产生升力,柱形中部不产生升力,尾部有负升力。所以单独机身的总升力很小，但头部升力与尾部负升力构成了相当大的不稳定力矩，需要用安定面平衡这种不稳定力矩。超声速时，由于气流在机身头部之后的背风面上继续膨胀，柱形中部也有相当大的升力。50年代以来出现了许多较为完善的理论方法，特别是数值计算方法，可用以计算绕机身的无分离流动问题。

机翼与机身之间的相互干扰机身使外露机翼处的迎角增大，从而使外露机翼的升力增高。另一方面，外露机翼上下表面的压强差传送到机身上，也使机身产生升力增量。对于无限长圆柱形机身与小展弦比机翼的组合体，理论表明在机翼安装角为零时，机翼-机身组合体的升力比由左右两半外露翼所组成单独机翼的升力大。空气动力干扰也往往使机翼（尾翼）机身组合体的阻力比单独机翼(尾翼)和单独机身阻力之和为大，其增量称干扰阻力。在亚音速时，主要是由于在机翼和机身连接处的边界层相互干扰而增厚甚至分离，导致型阻力增大。当机翼和机身的交接界面的夹角小于90°时，型阻力增量最严重，这时必须对翼身连接处采取整流措施或使用填角块。在跨音速和超音速时，除了干扰型阻力外，由于机翼和机身的激波相互干扰，还会产生干扰波阻力。如果设计得当，这种干扰波阻力可能是负的，即起拉力的作用。