无人机升力原理

无人机陈宇

无人机升力原理

——以固定翼为例

姓名：陈宇                 学号：20205606100111

摘要：伯努利定律、牛顿三定律、康达效应、固定翼构造、机翼形状

正文:

丹尼尔.伯努利在1726年提出了“伯努利原理”，伯努力定律是指在水流或空气里，如果速度小压强就大；如果速度大，则压强小。通过飞机机翼模型剖面图可知，飞机飞行的时候，气流从机翼前缘被分成上下两部分，最后同时到达机翼后缘。上表面距离更长，空气流速肯定是要大于下表面的。然后根据伯努利原理：流速越快的地方气压越小。所以上下表面的气压差就产生了升力,飞机就这样升起来的。

但是有几个问题：气流是如何同时到达机翼后缘的；飞机是如何实现倒着飞的；没有翼型的飞机，例如纸飞机是怎么飞起来的。可见完全使用伯努利原理来解释飞机的升力是有很多问题的。这里就需要用到其他的方法来解释升力的产生，那就是牛顿三定律。

牛顿三定律：1、力是改变物体运动状态的原因；2、力使物体获得加速度，F=ma；3、力是物体间的相互作用。飞机飞行的时候，机翼相对气流都会有一给向上的角度，这个就是迎角。气流从机翼下表面流过，被机翼引导向下偏折，气流就会获得一个向下的加速度，同时机翼下方也会形成一个高压区域，相对应气流也给了机翼一个向上的力。纸飞机和没有翼型和航模，都是对气流向下偏折获得升力，主要就是靠气流冲击效应飞行，机翼下表面可以对气流进行偏折获得升力。

机翼上表面同样也是可以的，这里就会用到康达效应，也叫附壁效应。该效应会使流体有离开本来的流动方向，改为随着凸出物体表面流动的倾向。只要机翼上表面的弧度不会太大，气流都会被机翼上表面诱导向下偏折，上表面就会形成一个低压区域，也会给机翼一个向上的力。但是康达效应也会有一个问题，就是气流速度比较低或者飞机迎角过大的时候，气流可能会脱离上表面的诱导，也就是我们常说的失速。严重的失速会导致飞机炸机。

对于飞机飞行而言，伯努利原理和牛顿三定律都是同时存在的，只使用其中一种都不能完全解释飞机的升力。