飞机飞行中的二面体效应

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在飞机飞行的背景下,二面体效应是由侧滑产生的横摇力矩现象。飞机的二面角效应在很大程度上受其二面角的影响,二面角是机翼相对于横滚平面水平面的偏转角。正值表示翼尖在翼根上方(当离平面越远时,机翼向上),而负值表示翼梢在翼根下方(当离飞机越远时机翼向下)。当飞机滚动时,这种效应将分别产生恢复力矩或偏离力矩。换句话说,正二面角倾向于增加稳定性,而负二面角则倾向于增加机动性。这两者都有其应用,因为客机和货机等的稳定性是可取的,而战斗机的机动性是可取的。

贡献者:马克·彼得森 (2013年1月)
开放内容授权于抄送BY-NC-SA


快照


细节

快照1:正二面角倾向于产生一个力矩,使飞机返回水平飞行,增加稳定性

快照2:负二面角倾向于产生一个力矩,将飞机推离水平飞行更远,增加灵活性

快照3:在二面角等于零的情况下仍然会发生侧滑,但不会产生滚动力矩,因为机翼产生的升力相等

侧滑是指飞机沿着一条与中心线不完全平行的路径飞行,即迎面而来的空气的方向略微侧向,并向飞机一侧推动。侧滑发生在非水平飞行期间,是由于机翼产生的升力水平分量没有得到补偿(因为升力始终垂直于机翼,重量始终向下)。侧滑在演示中以绿色矢量以图形方式显示。同样,这是中心红色升力向量和棕色权重向量的净力。中心红色升力向量是每个机翼上各个升力向量的总和。由于机翼的升力始终垂直于表面,因此每个机翼产生的升力以非零的二面角部分抵消另一个机翼。因此,虽然较大的二面角可以提供大量的滚动力矩效应,但它也会降低总升力。

每个机翼的迎角由底部的橙色条表示,滚动力矩由蓝色条表示,红色条表示每个机翼产生的升力。注意,如果没有二面角,每个机翼都有相同的恒定迎角,因此每个机翼产生的升力没有差异,侧滑也不会产生滚动力矩。对于非零的二面角,每个机翼的迎角差异以及由此产生的升力是二面角效应的原因。



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