太平旧友 发表于 2018-8-3 17:26 倒飞有迎角后，上弧线和下弧线的划分，是从气流分离点开始区分的，不是翼型的弦长端点。你可以从这个角度去做一下几何分析，哪个长哪个短就很容易分出来了。作图分析时，可以选用克拉克y这个典型的平凸翼型。 |
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lgq5106 发表于 2018-8-3 15:53 平凸翼型倒飞时，零迎角没有升力，我知道。平凸翼型倒飞时，必须有适当的迎角才有升力，我也知道。但是平凸翼型倒飞时毕竟下方有弧面，上方是平直的，“几何形状”决定了它的下方路径长，而上方路径短。但事实是上方的流线确实比下方长，这个流线长，不是翼型决定的，是适当迎角决定的。 我表达能力差，学生的疑问没有转达准确。但是用平凸翼型的上弧长度来说明升力原理，我确信是有缺陷的。 我的疑问没有解决。可能浪费了一些您的时间用于回复，深感歉意，谢谢您的所有回复。 |
平凸翼型飞机倒飞是指上图中的2、3中的哪一种？ 第3种我前面已经解释了，不再重复。 第2种也很简单，就是第1种的镜像。第1种升力向上，第2种“升”力向下，不可能平飞。 |
本帖最后由 lgq5106 于 2018-8-3 15:56 编辑 太平旧友 发表于 2018-8-3 15:40 你的意思是，正常情况下，平凸翼型零迎角有升力，倒飞时也零迎角有升力？可以告诉你，倒飞没有迎角是不可能平飞的，倒过来安装的平凸翼型机翼零迎角时也不会有升力，只有向下的压力。搞了几十年航模了，我没见过平凸翼型的飞机倒平飞是在零迎角飞行的，这个论坛里也不会有人见过。 |
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我提出的问题是我在辅导工作中遇到的难题：用平凸翼型解释升力产生的原理是由缺陷的，遇到喜欢思考的学生，深究细问，仍然解释不清，不能说服学生。现在能够看到的报刊，网络文章，解释平凸翼型升力原理，都是上弧提供了“长路径”，气流同时在前缘分离，同时到达后缘，于是长路径气流速度快，产生升力。平凸翼型倒飞时气流的长路径究竟是如何形成，学生有疑问。 |
太平旧友 发表于 2018-8-3 15:19 你的学生将来可以做飞机设计了。 |
lgq5106 发表于 2018-8-3 13:32 我解释的滑翔形成过程是针对另一位爱好者提出的，没有发动机的滑翔机如果飞行的问题的回答。与您前面的解释无关。我对滑翔形成过程有什么错误欢迎您指正。 |
lgq5106 发表于 2018-8-3 13:29 您没有针对我的问题回答，平凸翼型倒飞时机翼上面流线长，我们看到了，但是它是迎角形成的，平面仍然向上，翼型本身没有对上面的气流流线长做出贡献。这和平凸翼型正飞时上弧造成流线长是不同的。用平凸翼型上弧造成流线长的解释，在倒飞时说服力不够。 |
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本帖最后由 lgq5106 于 2018-8-3 14:33 编辑 用视频的截图来说明或许更有说服力吧。
原图为对称翼型的情形，蓝色是平凸翼型倒飞的情形。右边数据计算是作图软件的得到的结果，右上方从左到右分别是气流分离后经过机翼上表面的弧线长度，下方因为两种翼型下表面情况相同，所以只计算一组数值。从结果可以看到，两种翼型都是气流经过上表面的路程大。
选取上下两个相等的流速场（红线为分界），两个蓝色区域的流线不同，呈上密下疏分布，其他地方疏密程度大致相同。根据流量不变原理，流线密的地方速度大，流线稀疏的地方流速慢。由伯努利原理可知，流速慢的地方流体压强大，流速快的地方流体压强小，所以，机翼上下两个表面的压力差主要决定于这两个区域，这两个区域刚好位于弦长的1/4处附近，即翼型的焦点处，通常我们分析升力时，认为升力的作用点就在这个位置附近。 分析机翼的升力，不能只按自己对翼型形状的感觉猜测，也不能只看贴近机翼表面的一两处气流，应该结合整个流体场流速情况分析。 |
太平旧友 发表于 2018-8-3 09:29 一开始我就已经讲了滑翔飞行的问题，飞机的重力势能转化动能，由于克服阻力耗能最终在“静气流”中飞行会落地，这个你没看？进而解释实际滑翔机为什么能长时间飞行，你只看这个？ |
太平旧友 发表于 2018-8-3 09:11 让你的学生画一个平凸翼型，然后分别实际测量气流分离点到后缘的曲线长度，对比哪个更长，我图中已经给出了数据，你好好看看。 气流是否同时到达后缘问题，请他好好学习运动的合成和分解、运动的相对性原理。这里我可以可定地说不同时到达后缘，只有理想流体才会同时到达，为什么等他学习了大学课程流体力学后再慢慢理解。 |
lgq5106 发表于 2018-8-3 02:10 我解释的是滑翔机，如何形成滑翔的。滑翔时相对气流运动才能获得升力，向前要克服阻力，克服阻力的来源是滑翔机的重力在水平方向上的分力。滑翔的能量来源于重力势能。 您解释的是滑翔的长时间留空，一部分能量由上升气流补充。我解释的时滑翔机凭借自己的总体结构获得滑翔能力，能够用自己的结构把重力势能，转换成用来克服阻力前进的能力，从而实现滑翔。 |
lgq5106 发表于 2018-8-3 01:16 我的学生是高一年级的。流体流速快，压强小，流速慢压强大；这已没有疑问。机翼的升力就来源于机翼上、下流速差产生升力，也没有疑问。如果气流从机翼前端“同时”分离，并“同时”到达机翼后端，机翼的形状和姿态，造成上方流线路径长，下方流线路径短，形成流速差，产生升力也无问题；平凸翼型平飞，上弧路径长，气流流速快，仍然没有问题，问题在于：平凸翼型倒飞时，翼型上方已经是平直的了，下方是弧形应该是下方路径长，但是气流仍然是机翼上方流线路径长，为什么？学生疑问在：气流在机翼前缘同时分离，是否真的同时到达后缘？气流在机翼上下，流经的路径，或长、或短，与弧形凸起向上、向下无关，是否主要是由机翼迎角起决定作用？ |
太平旧友 发表于 2018-7-24 18:30 这个解释不是很好。 在人类探索航空飞行的过程中，从模仿飞鸟扑翼飞行到认识固定翼滑翔飞行，并制造了大量的试验飞机验证的过程中，最终认识到了要能持续飞行，飞机必须要有足够的动力这一必备条件。滑翔机没有动力装置，它是不能自己从地面升空的，因为停在水平地面上的滑翔机没有速度，机翼没有足够的升力克服重力。在空中的滑翔机是通过减小重力势能转化为动能飞行的，所以，在静气流中飞行的滑翔机，它的高度要不断降低，最终会落到地面上。滑翔机要长时间留空飞行，必须有额外的能量补充，通常是通过自然界产生的上升气流利用达到长时间飞行，这种上升气流又分为热上升气流和运动上升气流。热气流是因为地表的冷热不均而形成的，热区的空气温度高密度小，冷区的空气温度低密度大，密度小的空气在浮力作用下上升，密度大的空气则下沉，相邻的热区和冷区之间就形成了小气候环流，这就是热上升气流的成因。运动上升气流则是地表附近的水平运动空气（风）遇到障碍而发生运动方向改变形成的，如风吹向上坡，空气就会沿着山坡上升，形成运动上升气流。 飞机机翼升力原理已经告诉了我们，只有机翼和空气发生相对运动，机翼表面形成压力差，升力才会产生，而产生升力的同时，机翼也要受到阻力作用，消耗能量。飞机发动机的作用就是产生克服阻力的动力，是飞机保持向前运动，保持机翼产生升力的条件。所以，前面有人说飞机飞起来的原因是，发动机把飞机自由落体阻力扩大到能托起飞机，这个就是明显的错误，而你延续自由落体来解释，尽管基本道理没错，但不是解释飞机飞起来的最恰当方法。 |
本帖最后由 lgq5106 于 2018-8-3 01:36 编辑 太平旧友 发表于 2018-8-2 16:31 不知道你的学生是几年级，是否能理解有关的数学计算问题，为了简化问题，就用作图法直观地解释好了。
从图中可以看到，平凸翼型倒过来放，如果有迎角时气流分离点在L处，从上面（蓝色曲线）经过的路程要大于从下面（绿色曲线）经过的路程，这跟前面看到的视频截图情形是一样的。
通常的机翼翼型相对厚度要比上面两个图中的翼型薄，对于平凸翼型来讲，零迎角时气流从上下两个面经过的路程差更小，而当迎角发生变化时，气流分离点移动后造成的路程差更明显，当机翼前缘比较厚时，这种变化的路程差也更大一些。 |
太平旧友 发表于 2018-8-2 16:25 从平凸翼型倒飞的流线看，从翼弦看是有迎角的，于是流线呈较大的曲线流过（平凸翼型）机翼的平直的一边，而这个较大的曲线流线不是由翼型的“凸起”造成的长路径，所以用平凸翼型平飞时，上弧路径“长”而气流同时到达后缘所以速度大，这种解释感觉还是牵强。不好意思，不是我钻牛角尖，是我的学生提出质疑时我解释不了，也没有说服学生。不讲平凸翼型，就是一个平板，与气流有迎角时，平板上方的气流就呈较大的曲线，与下方气流同时到达后缘，于是上方的气流流速大，平板获得升力。所以用“平凸翼型的上弧路径长，气流同时到达后缘，所以上弧流速大，（流速大压强小，流速小压强大）从而形成升力“的解释还是不准确的。 上文有些打字错误，重复一次更正。 |
lgq5106 发表于 2018-7-24 19:08 从平凸翼型倒飞的流线看，从翼弦看是由迎角的，于是流线呈较大的曲线流过，（平凸翼型）机翼的平直的一边，而这个较大的曲线流线不是由翼型的“凸起”造成的长路径，所以用平凸翼型平飞时，上弧路径“长”而气流同时到达后缘所以速度大，这种解释感觉还是牵强。不好意思，不是我钻牛角尖，是我的学生提出质疑时我解释不了，也没有说服学生。不讲平凸翼型，就是一个平板，与气流有迎角时，平板上方的气流就呈较大的曲线，与下方气流同时到达后缘，于是上方的气流流速的，平板获得升力。所以用“平凸翼型的上弧路径长，气流同时到达后缘，所以上弧流速大，（流速的压强小，流速小压强大）从而形成升力“。还是不准确的。 |
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