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发表时间 : 2021-2-9 19:58:06 | 浏览 : 5415    评论 : 0

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【图自B站up主 我自己的工作间 翻译的亚马逊《The Grand Tour》节目】


【临云行】·学玄进走25:Power!!!!

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        在很久很久以前,有那么一个蓝人,升力的那些原理部分写到下洗流就跑去写别的内容了,然后就把原理这个大主题给忘了,在收到几百万封观众催更的邮件(?)之后,好,今天就来把之前的内容捡回来,上...上期讲了下洗流这个玩意,我们知道了飞机所获得的升力大小跟下洗流气流量和下洗流垂直速度有关,即Fm偏转、V⊥下洗,还知道了一个叫“虚拟勺子”的东西,即距离机翼横向中心越远的地方能够偏转的气流量越少且机翼中心存在m偏转max,以及m偏转S机翼、V气流ρ气流,上节课大概就讲了这么多。

       梦回看不懂的时代了?别急,让我们打开尘封的笔记本,因为这节课会更绕

       爽啊

       今天要讲的是功率,在初中的时候物理老师给我们讲过,功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,换个方向来说就是满足物体在单位时间内所需要做的的多少就是所需功率,我们再把这句话带入到升力当中,那就是气流在单位时间内做的功满足飞机产生足够升力的就是飞机所需要的功率,总结:总需用功率

       飞机产生足够升力的总需用功率=诱导功率+干扰阻力功率

       爽啊

       一个一个来刀,首先是诱导功率。诱导功率就是飞机转换给气流以供其产生升力所需要的能量的速率,简单来说就是飞机需要给产生足够气流下洗以产生足够升力所需要提供的速率,举个例子,你想跑得远就得先吃得多,靠吃得多给跑得远提供能量,在飞机上就是你得先速度够快才能偏转足够多的气流以产生足够多的升力,升力也就和飞机的速度(更准确来说是空速)和机翼的迎角有关,也就是说诱导功率与飞机机翼的升力有关,另外的,由于诱导功率是飞机传递给气流的动能的速率,因此诱导功率也和转向气流量有关,上面的这个两个关系我们也可以用公式表达出来:

        Pi∝m偏转×V⊥下洗2∝F×V⊥下洗,其中Pi是诱导功率。

        我们从飞机速度和诱导功率的关系上入手,还记得那句话吗,升力大小跟下洗流气流量和下洗流垂直速度有关”,如果我们想保持升力F不变的话,则加大飞机速度的同时减小迎角使得下洗流垂直速度V⊥下洗减小,由于下洗流垂直速度与诱导功率成正比,因此飞机速度加大时诱导功率减小,也就是说二者成反比,所以飞机的速度越慢的话,其所需要的诱导功率就越大,所需要的迎角也更大,目的就是为了产生足够的升力,就还是拿吃吃跑跑那个例子来说,跑步最困难的肯定是最开始的时候,我们需要给一个力让我们的脚的速度从0加到10,这个力我们就可以看成是迎角,而需要的这个力我们就可以将其看作是诱导功率,等到我们速度上来了能够依靠惯性来迈腿的时候,所需要的力就小了,也就是说当速度上来了,需要的迎角就小了,需要的诱导功率也就小了,当然,诱导功率的减小的原因当然不是因为惯性,只是举个例子。

       爽啊

       诱导功率刀完了,我们来刀干扰阻力功率。干扰阻力功率就是飞机克服阻力时所需要的能量,简单来说就是飞机克服空气阻力时所需要的力的作用。我们都知道空气是由很多很多粒子构成的,飞机在接触这些粒子时这些粒子就会阻碍飞机继续前进,这就是空气阻力,空气阻力很明显与飞机的速度有关,也就是说干扰阻力功率与飞机速度有关,不过除此之外还有另一个不太显眼的关系,飞机转移到空气粒子的平均能量与干扰阻力功率,上面的这两个关系同样的我们也可以用公式表达出来:

       PiV飞机与空气粒子碰撞、E飞机→空气,其中Pi是干扰阻力功率。

       第一个关系很好理解,单纯的速度与阻力的关系,飞机速度越大与空气粒子碰撞的速度也就越大,阻力也就越大,最好的例子就是台风天出去外面走两步,12级的强风往脸上糊走个毛咯。主要难懂的还是第二个关系,在初中物理中老师教给我们这么一条公式:E=½mv2,质量等于二分之一质量和速度的平方的乘积,这就是能量和干扰阻力功率的关系。顺便,我们把飞机转移到空气粒子的平均能量E空气粒子的质量m代入式子,就能发现,能量与飞机的速度的平方有关,那么结合速度和阻力的关系,我们就能得到下面这条式子:

        V2E飞机→空气、VV飞机与空气粒子碰撞
       且
       PiV飞机与空气粒子碰撞、E飞机→空气
       因此
       Pi∝V3

       总的来说就是干扰阻力功率与速度的三次方正相关。

       两个都刀完了,晕了吗?

       爽啊

       我们来总结一下,速度越快诱导功率越小,同时干扰阻力功率越大;速度越慢诱导功率越大,同时干扰阻力越小。因此,飞机在低速飞行的时候,总需用功率主要表现为诱导功率;飞机在高速飞行的时候,总需用功率主要表现为干扰阻力功率

【临云行】·学玄进走25:Power!!!!

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求大猩猩此时的总需用功率(笑)



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