飞机的升力

飞机的升力

懂得了空气的这两个特性，就很容易了解飞机获得升力的道理。飞机也像鸟儿一样，有两个翅膀，叫做机翼。我们把机翼剖开来看个究竟，原来这个剖面是上凸下平的形状，如图2－3。机翼的剖面叫翼型。这种上凸下平的翼型叫平凸翼型。

图2－3　机翼剖面形状

平凸翼型是怎样获得升力的呢?

空气流到机翼的前缘便兵分两路，如图2－4。从图上可以看出，下面的气流，基本上没有受到机翼的影响，而上面的气流，却受到机翼弧形的影响，显得很拥挤，也就像“管子”小了似的，管径一小，流速就大，流速一大，压强就小了。这时，机翼就像我们吹纸条时一样，被下面的空气压强把飞机“托”起来了。不过，机翼比纸条大得多，飞机的速度也比吹气的速度大得多，所以，托起机翼的力，也就大得多。这个力，就是升力。

图2－4　机翼升力的产生

模型飞机也和真飞机相似，是依靠机翼产生升力飞行的。

如果使机翼的下弧凹进去，就形成了凹凸翼型，如图2－5。我们来分析一下凹凸翼型获得升力的情况:

图2－5　凹凸型翼型的升力

从图上看出，通过上弧的气流，因为“管子”减小，速度加快，压强减小了，而通过下弧的气流，却因为“管子”变大，速度减小，压强增大了，这样，翼型上下压强差比平凸型更大，升力也就更大了。竞赛时间的模型飞机因为速度较小，要获得较大的升力，通常都采用凹凸型翼型。

影响升力的因素

(1)在一定的范围内，迎角增大，升力增大。

如果机翼前缘稍向上仰，使机翼翼弦和气流方向成一个小的夹角，如图2－6，称这个夹角为迎角。气流流经有迎角的机翼，上弧的路程更长些，压力就小些;气流流经机翼下弧的路程和直线距离差不多，压力就大些，这样机翼上下产生的压力差就更大，所以产生的升力也更大。这和气流流过大小不同管径的原理是一样的。

图2－6　不同迎角下机翼的升力

根据模型飞机的种类不同，翼型不同，它所用的迎角也不同。在模型飞机上的迎角，一般在6°以下。超过一定的迎角以后，升力就会急剧下降，阻力就会急剧增加。

(2)升力的大小与升力面积成正比。

正如大扇子比小扇子扇的风大一样，所以机翼面积越大，产生的升力也愈大。明白了这个道理，在制作模型飞机时，一定要按设计图纸尺寸做，做大了规则不允许，做小了对模型飞机的飞行性能有影响。

(3)升力的大小与飞行速度的平方成正比。

也就是说，飞行速度愈大，升力更是成倍地增大。高速喷气式客机的机翼面积就比低速客机的机翼面积小。又比如:在牵引模型滑翔机上升时，由于对模型上升速度掌握得不好，跑得太快，机翼产生的升力过大，常常把机翼折断。

(4)升力大小和机翼翼型有关。

机翼是模型飞机产生升力的主要部分。翼型与机翼产生升力的大小有密切的关系。所以想要做出性能良好的模型飞机，必须根据各种模型飞机的要求，选择合适的翼型。

模型飞机常用的翼型，一般可分为平凸型、对称型、凹凸型、双凸型等，如图2－7，这几种翼型各有其特点。每种翼型一般只能符合某几种模型飞机的要求。

图2－7　常用的基本翼型

①平凸型翼型:下弧平直或接近直线，上弧向上弯曲，中弧线也是向上弯曲的。升力和阻力的比值不算大，安定性好，容易制作，飞行容易调整，一般在弹射模型滑翔机的机翼和一部分竞时模型飞机的水平尾翼上采用，但翼型最大厚度不要超过翼弦的9%。

②对称型翼型:中弧线是平直的，它与翼弦共一条直线。上弧和下弧是对称的，也就是说，以弦线为轴线，将上弧线折叠到下弧线上，那么上弧线上的所有的点与下弧线上的所有的点相重合。这类翼型阻力小，安定性好，适用于特技和竞速模型飞机上，还可以用于某些模型飞机的水平尾翼上。对称型翼型，在有迎角的情况下，它才产生升力。

③凹凸型翼型:它的上下弧线和中弧线都是向上弯曲，升力较大，阻力不算太大，适合用于低速模型飞机上，如牵引模型滑翔机、橡筋动力模型飞机等。

④双凸型翼型:上弧向上弯曲，下弧向下弯曲，中弧线向上弯曲，升力阻力都比凹凸型小，比对称型大，一般用在一级无线电遥控模型飞机上。

需要注意的是，性能良好的翼型，本身并不能完全保证飞行成绩的提高，只有在设计较好图纸的同时，选择合适的翼型，才能充分发挥翼型的性能，达到提高飞行成绩的目的。

此外，尾翼也能产生一定的升力，升力原理与机翼相同;还有可以利用襟翼的方法提高升力。