Question

滑翔伞的飞行原理是什么？

Answer 1

分类: 娱乐休闲
解析:

一、滑翔伞飞行时的受力情况

滑翔伞能够在空中飞行，是当它的翼型伞衣与空气作相对运动时，由于空气的作用在伞衣上产生空气动力的缘故。我们可以看一下滑翔伞在静止空气中作稳定滑翔时的受力情况。此时伞衣上垂直向上的空气动力R与垂直向下的系统的总重量W（飞行员、滑翔伞及所有装备重量之息和）相平衡，滑翔伞沿着向下倾斜的轨迹作等速直线运动。

由于空气动力R和重力W均为矢量，所以我们可以将它们按平行四边形法则进行分解。气动力R可以分解为与滑翔轨迹相垂直的升力Y和与滑翔轨迹相平行的阻力。同理，重力W也可以分解为w1和w2两个分力。此时作用在伞衣上的所有力仍然是平衡的，即Y＝w1：Q＝w2。由此可见，升力Y平衡重力分力w1，而使我们能够支持在空中；而重力W2则平衡阻力Q，使滑翔伞在空中沿飞行轨迹作等速下滑运动。如果空气动力R与重力W不相平衡，则滑翔伞在空中就将作加速（或减速）运动，使R与W达到新的平衡为止。由于飞行中重力W是滑翔伞系统所固有的，所以空气动力R是随速度而变化的。

二、升力的产生

翼型伞衣在充气后的横截面，即翼型相对于气流运动的情况。

当气流绕过翼型上、下表面流动时，由于上翼面弯度大、下翼面弯度小（基本为直线），并与气流方向有一定的角度。根据流体连续性原理和伯努里定理，稳定流动的气流流过上翼面时，受拱起的上翼面挤压作用，流线变密，流速比远前方的气流速度大，故压力降低；而流过下翼面的气流，流线变疏、流速减慢，压力增大。因此在伞衣上、下表面出现压力差，这个压力差的合力即为空气作用于伞衣上的总空气动力R，其方面垂直向上垂直的分力，就是升力Y。决定翼型伞衣升力大小的因素主要有：气流速度、空气密度、伞衣面积、翼型和伞衣攻角等。

1．气流速度（V）：速度是决定升力大小的一个重要因素，如果没有速度，即滑翔伞与空气没有相对运动，则伞衣上、下表面的压力差为零，所以也就不会产生升力。实验结果表明z在其他条件相同的情况下，升力大小与速度的平方成正比。为了提高与气流相对运动速度，通常滑翔伞都采用逆风起飞，以增大升力，缩短起飞助跑距离。

2．伞衣面积（S）：升力由伞衣上；下压力差产生，所以理论上伞衣面积越大，升力也就越大。但由于滑翔伞伞衣由柔性的纺织材料制成，依靠冲压空气成形，出于结构上的原因既要保证充气刚性，又要保持一定的翼载荷以保证飞行性能，所以不能象刚性机翼那样做得太大。

3．空气密度（p）：气流压力与密度成正比。密度增大时，升力也增加；密度减小时，升力也下降。

4．翼型：翼型不同，气流流过上、下表面的流线情况也不同。在一定范围内，翼型的弯度和厚度越大，引起上、下表面的压力差也大，故升力也越大。

5．攻角，也称迎角（α）：在翼型确定之后，升力的大小取决于翼型与相对气流的角度。我们将翼型前缘与后缘用直线相连接，称为翼弦，通常用翼弦来计量各个角度。翼弦与相对气流（或滑翔飞行轨迹）之间的角度α，称之为攻角或迎角。

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