空气动力

物体与空气作相对运动时作用在物体上的力,简称气动力。它由两个分布力系组成:一是沿物体表面面元法线方向的法向分布力系,另一是在表面面元切平面上的切向分布力系。空气动力通常就是指这两个力系的合力。以飞行器(如飞机)为例,为便于对飞行器的运动规律进行分析,通常取一个原点位于飞行器重心的气流坐标系,将空气动力分解为三个方向上的分量。设坐标系的x轴平行于气流方向且正向与气流方向相反,y轴在飞行器对称面内与x轴垂直且正向指向飞行器上方,z轴垂直于xy平面,指向右翼,则合力在xyz三个轴上的分量分别称为阻力、举力和侧向力。若空气动力作用点与飞行器重心不重合,则飞行器还受到一个合力矩的作用,它在xyz三个轴上的分量分别称为滚转力矩、偏航力矩和俯仰力矩。飞行器所受的空气动力与它的飞行速度、高度和飞行姿态有关。空气动力的分布和大小是飞行器结构和强度设计的依据,而且关系到飞行器的飞行性能、操纵性能和稳定性空气动力学的一个主要任务就是确定飞行器的空气动力。确定空气动力需要知道空气的性质和运动规律。相应于低速流动、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动高超声速流动、稀薄气体流动和高温气体流动等不同情况,空气动力的分析有不同的理论和实验方法。

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