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升阻比

指数 升阻比

在空气动力学中,升阻比(L/D)是指飞行器在同一迎角下升力与阻力的比值。飞行器的升阻比越大,其空气动力性能越好,对飞行越有利,也會有較佳爬升性能。升阻比的公式如下 其中L為升力,F_D為阻力。 一般飛機的阻力會和升力使用相同的參考面積,也就是其翼面積,因此升阻比可簡化為升力係數及阻力係數之間的比值 其中C_L及C_D分別是升力係數及阻力係數。 一般此數值是在一特定空速及迎角下的升力,除以相同條件下的阻力。升阻比隨速度而變,因此所得結果一般會是不同空速下升阻比的曲線。由於阻力在高速及低速時較大,因此升阻比相對速度的圖形一般會呈現倒U字形。.

目录

  1. 19 关系: 协和式客机寄生阻力布里斯托223地面效应B-24轟炸機莱特兄弟飛行速度記錄高超音速鲁坦旅行者超音速客機阻力F-105雷公戰鬥機F-111戰鬥轟炸機F-5戰鬥機HP.115试验机WU-14高超音速飞行器XB-70戰神侍婢式轟炸機暴風雪太空穿梭機計劃滑翔

协和式客机

協和式客機(法语、Concorde)是一款由法國宇航和英國飛機公司聯合研製的中程超音速客機,它和苏联图波列夫设计局的圖-144同为世界上少数曾投入商業使用的超音速客機。協和式客機在1969年首飛、1976年投入服務,主要用于执行从倫敦希斯路機場(英國航空)和巴黎戴高樂國際機場(法國航空)往返于紐約甘迺迪國際機場的跨大西洋定期航线。飞机能够在15000米的高空以2.02倍音速巡航,从巴黎飞到纽约只需约3小时20分钟,比普通民航客机节省超过一半时间,所以虽然票价昂贵但仍然深受商务旅客的欢迎。1996年2月7日,协和飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小時52分鐘59秒,创下了航班飞行的最快纪录。 协和飞机共生产了20架,其中仅有16架投入营运。巨大的资金投入和漫长的研發过程使英法两国政府蒙受了不小的经济损失,而且两国政府还不得不拨款资助英航和法航购买协和飞机。2000年,协和飞机发生了其营运生涯的第一次、也是唯一的一次灾难性事故——法國航空4590號班機空難,旅客对其信心大减,之后的911事件又使国际民航业陷入危机。受种种因素影响,英航和法航决定协和飞机执行完2003年10月23日的最后一次商业飞行后終止服務,并於同年11月26日完成「退役」航班後結束其27年的商業飛行生涯。协和飞机代表着航空技术史上的技术进步,因此即使退役後,協和式客機仍然是航空歷史上的重要象徵。.

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寄生阻力

寄生阻力(Parasitic drag)也稱附加阻力、雜散阻力或廢阻力,是指物體在流體中運動,由於流體黏度或壓強差所造成之阻力。寄生阻力主要可以分為形狀阻力(form drag)、表面摩擦力或摩擦阻力(Skin friction)及干擾阻力(interference drag)三種、其中形狀阻力及表面摩擦力之和也稱為型阻(profile drag)。 飛機在飛行時,除了寄生阻力外,也會由於翼面產生升力而出現誘導阻力,低速時由於飛機要維持升力,需要加大攻角,而誘導阻力也隨之提高。當速度提高時,誘導阻力下降,由於物體和流體之間的相對速度提高,寄生阻力也隨之提高。若速度已到達穿音速或超音速時,除了寄生阻力及誘導阻力外,還會產生。 其中速度提高時,誘導阻力下降,其他阻力卻隨之上昇,因此總阻力會在某一速度時出現最小值,若飛機以此速度航行,其效率會等於或接近其最佳效率。飛行員會以此速度來使滑翔距離最大化。不過若要使續航力最大化,飛機的速度需保持在需輸出功率最小的速度,此速度一般會比對應最小阻力的速度要小。在最小阻力點,CD,o(當升力為零時的阻力係數)會等於誘導阻力係數CD,i。但在輸出功率最小的速度,零升力阻力係數會是誘導阻力係數的三分之一。阻力可以用下式來表示: 其中 而.

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布里斯托223

布里斯托223(Bristol Type 223)是英國飛機公司的一种早期超音速客机计划。1950年代至1960年代初,布里斯托飛機公司和后来的英國飛機公司都获得了英国政府的支持和原则,曾研究了多种超音速客机的设计方案,而布里斯托223型正是其中最后的方案。方案是一種采用三角翼、装备4具发动机、巡航速度为2马赫、可載客约100人並能夠進行跨大西洋飛行的超音速客機。后来由于英国和法国在1962年决定合作开展超音速客机的计划,布里斯托223和超级卡拉维尔共同成为协和飞机的技术基础。.

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地面效应

地面效应(Ground effect)亦稱為翼地效應(Wing-In-Ground effect, WIG)或翼面效應(Wing-In-Surface-Effect, WISE),是一种使飞行器诱导阻力减小,同时能获得比空中飞行更高升阻比的流体力学效应:当运动的飞行器距离地面(或水面)很近时,整个飞行器体的上下压力差增大,升力会陡然增加。前苏联就是利用这种效应,研制多款翼地效应飞行器並進行實際的測試飛行。 這種現像在飛機或是賽車產生的氣流被地面或水面影響時,就會發生。 此種現像主要使用在兩個地方:.

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B-24轟炸機

B-24「解放者」式轟炸機(B-24 Liberator)是美國於第二次世界大戰投入使用的一種重型轟炸機,由團結飛機公司(Consolidated Aircraft)研製,在戰時活躍於西線、中缅印战区和太平洋戰場,其參加的戰鬥甚至比有名的B-17空中堡壘式轟炸機更多,皆因其載彈量和航程都在B-17之上。.

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莱特兄弟

莱特兄弟(英语:Wilbur and Orville Wright,Wright brothers,1867年4月16日—1912年5月30日/1871年8月19日—1948年1月30日),生于美国印第安那州及俄亥俄州,美国航空先驱、亲生兄弟奥维尔·莱特(Orville Wright)和威尔伯·莱特(Wilbur Wright)。 1903年12月17日莱特兄弟驾驶自行研制的固定翼飞机飞行者一号实现了人类史上首次重于空气的航空器持续而且受控的动力飞行 BBC News, March 19, 1999.

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飛行速度記錄

飛行速度記錄是特定種類飛行器所能達到的最高速度。 所有官方航空記錄都由國際航空聯合會(FAI)定義並正式通過。飛行記錄被分爲若干個級別和副分類。飛行器被分爲三個種類:陆基飛機,水上飛機和水陸兩用飛機;而在這些級別中,不同重量級有不同的記錄。當中還有副分類:分別由渦輪噴射引擎、渦輪螺旋槳引擎和火箭發動機推動的飛行器。這些分類中,不同海拔的飛行速度、飛機的大小和裝載物的重量又分別有不同的記錄。也有特定城市之間的速度記錄,例如倫敦和紐約。.

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高超音速

超音速(hypersonic,亦稱--),空氣動力學名詞,意指速度較超音速還高出許多的狀態。在1970年代,這個詞通常指的是5馬赫(5倍音速)或更高的速度。高超音速流態(hypersonic regime)是超音速流態的分支。 超音速氣流與亞音速氣流性質迥異。當一飛行器加速到超音速,路徑中幾乎所有的空氣特性劇烈地改變。不過儘管有如此明顯的界線,對於「超音速」的定義仍有一些爭議。其中一個定義是整架飛行器各部份速度皆在1馬赫或之上。更技術性地定義指出:整架飛行器周遭的所有氣流速度皆是超音速才能稱作是超音速,這樣的情形對尋常設計的飛行器來說,通常是出現在1.2馬赫上下。0.8到1.2馬赫的範圍因此稱作跨音速。 考慮到連超音速的簡單定義都有爭議,就不會對「定義高超音速是更加困難」這件事感到意外,因為成為「高超音速」並不會有任何氣流的物理性質改變。一般來說,在5馬赫附近,一些效應的組合整體來說變得重要。高超音速流態常定義為衝壓發動機(ramjet)無法產生淨推力的速度。這是一個模糊的定義,因為存在有一些改裝提議,使得噴射引擎在這樣的速度範圍仍可操作,例如超音速燃燒衝壓發動機(Scramjet)。.

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鲁坦旅行者

Rutan Model 76 旅行者号(Rutan Model 76 Voyager)是世界上第一架实现载人不着陆不加油而环球飞行的飞机。 - 迪克·鲁坦的个人网站它在1986年由飞行员迪克·鲁坦(Dick Rutan)和珍妮·耶格尔(Jeana Yeager)驾驶进行了一次环球飞行,并以40212km的总航程(FAI认证纪录)打破了1962年由一架美国B-52轰炸机创下的20168km的飞行距离世界纪录。它的设计者是伯特·鲁坦。.

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超音速客機

超音速客機(Supersonic Transport,SST)是指能够实现以超过音速飞行的民航飞机,历史至今仅有两种超音速客机曾经批量生产并投入商业营运,分别为英国、法国联合研制的协和飞机,以及蘇聯的Tu-144,均在1960年代末出现。但超音速客机自问世以来一直备受成本效益、环境破坏等因素困扰,并未有大规模推广使用。图-144在1978年6月进行最后一次载客飞行后离开商业营运的舞台,而协和飞机在2003年11月26日進行最後一次的商業飛行。随着协和飞机的正式退役,自此世界上再没有提供商业营运的超音速客机。 但由于超音速客机比普通民航机具有更高的速度和效率,因此一直吸引着不少飞机制造商的注意和兴趣,而实际上对新一代超音速客机的摸索和研究并没有停止过。但以目前的航空技术,研发新一代经济、可靠的超音速客机尚会遇到不少挑战,主要是噪音严重(主要由于音爆)、庞大的研发和生产成本支出、高油耗、对环境破坏的隐忧等。但目前隨技術進步,加上新興市場國家與傳統西方距離遙遠,小型超音速客機在惜時如金的私人飛機市場上已經出現一定的前景,使得超音速運輸方式以另一種面貌重新回歸。.

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阻力

阻力(又称後曳力或流體阻力)是物體在流體中相對運動所產生與運動方向相反的力。 對於一個在流體中移動的物體,阻力為周圍流體對物體施力,在移動方向的反方向上分量的總和。而施力和移動方向垂直的分量一般則視為升力。因此阻力和物體移動方向恰好相反,像飛機前進時會產生推力來克服阻力的影響。 在航天动力学中,大氣阻力可以視為太空飛行器在發射時的低效率,其影響則是在發射時需要額外的能量,不過在返回軌道時大氣阻力有助於太空飛行器減速,可減少減速額外需要的能量,不過大氣阻力產生的熱量甚至可以將物體熔化。.

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F-105雷公戰鬥機

F-105雷公(Thunderchief),是美國服役於1960年代的超音速攻擊機。雖然屬於第二代戰機但同時有戰機和攻擊機特色,可以說是現代F-15E或F/A-18等戰轟機的先驅概念。雖然原先設計是作為戰術核武投擲機,但是越戰中F-105負擔了美國空軍大部分的對地轟炸支援任務。原本該機設計是單座單發動機戰機,但是根據需求評估後來又設計了「野鼬」雙座機版用於強化對地精準轟炸壓制敵軍防空火力。 本機基本上延續F-100戰機的超音速概念,F-105通常裝備傳統炸彈和機砲;然而,它一開始本質上是設計成高空低海拔核武轟炸機。首飛於1955,服役於1958。當時是有史以來最大的美軍單人座戰機,載彈量還超過二戰時的許多戰略轟炸機。當F-105在越戰早期時幾乎負責所有北越境內轟炸任務。在執行的超過20,000架次轟炸中有382架戰損(幾乎是所有833架的一半);其中有62架是由于機械故障而墜毀。雖然它空戰機動性不如米格機,但是它還是用機砲打下了27架敵機。 越戰期間雙座的F-105F和F-105G可以說是史上第一種專門壓制敵軍防空火力的壓制戰機,可以對抗蘇聯製S-75 Dvina /(SA-2 Guideline)防空飛彈。兩位F-105G飛行員還因為攻擊防空飛彈陣地,並同時擊落兩架MiG-17的戰功獲得榮譽勳章。高風險任務特性讓本機獲得“最先進入戰區,最後離開戰區”的口號;因為機隊必須最先进入战斗空域壓制敵方防空飛彈,而后等到轟炸機大編隊離開後才能斷後離開。 尽管F-105起飞重量达22,680公斤,它还是能够在海平面超过音速,并且在高空达到2马赫的速度。F105最多可以携带6,700公斤的武器。F105雷公在北越上空执行傳統對地攻击任务,后来被F-4鬼怪II和F-111取代。不过,其改进型F105G野鼬一直服役到1984年,直到F-4G鬼怪"Wild Weasel V"取代為止。F-4G后来被F-16CJ取代,后者承担了压制敌方防空任务的角色。.

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F-111戰鬥轟炸機

F-111「土豚」(F-111 Aardvark)是一款由美國通用動力於1960年代時開發製造、美國空軍與海軍聯合參與設計案的成品多用途中距離戰鬥/攻擊機。當時空軍的設計需求是一架能夠全天候、以低空高速進行遠程攻擊的戰術轟炸機,而海軍的需求則是一架能夠長時間滯空的艦隊防空用攔截機。但是開發中的許多問題導致艦載攔截機版本的設計(F-111B)沒有實現,F-111最後僅為美國空軍採用。 F-111在美國空軍中除做為戰術/戰略轟炸(FB-111)之外,另亦衍生出電子干擾機型(EF-111A)。本機於1960年開始研發,1967年首飛。在越南戰場上的前幾個月,F-111 因為自身的問題而墜毀數架,因此飛行員給予「土豚」的渾號,但在幾次大規模的整理與改善之後,超音速低空進襲的引擎怒吼聲、強大而精準的攻擊能力,讓北越軍隊給予它「死亡之嘯」的稱呼。 在美國空軍於1998年將其所有的F-111退出現役之後,其戰術轟炸任務就由F-15E「打擊鷹」(F-15E "Strike Eagle")所取代;而超音速戰略轟炸任務則是由B-1槍騎兵戰略轟炸機取代。在美國將F-111退役之後,全球僅剩下皇家澳大利亞空軍(RAAF)仍持續操作此型戰機,引進美國退役的F-111G以維持其作戰部隊之打擊能力。直到2010年12月3日,澳洲空軍正式舉行F-111退役儀式,並以新購的24架F/A-18F超級大黃蜂戰機取代F-111。至此,F-111正式結束其現役生涯。 F-111擁有諸多當時的創新技術,包含幾何可變翼、後燃器、渦輪扇發動機和低空地形追蹤雷達。它有許多設計影響了蘇聯工程師和許多他國軍工業的思維,其諸多前瞻設計後來也成為戰鬥機架構上的基本常態。.

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F-5戰鬥機

F-5A/B自由鬥士(Freedom Fighter)與F-5E/F虎II式(Tiger II)是美國诺斯洛普公司於1962年推出的輕型戰機系列,受到諸多美國盟國與第三世界國家採用,各類衍生型從最早僅有對地攻擊能力的F-5A,到強化空對空作戰能力的F-5E,以及戰術偵察型RF-5等。.

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HP.115试验机

HP.115试验机是一架由英国亨德里·佩奇有限公司设计制造的三角翼试验机。飞机采用无尾三角翼布置,主要用于模拟、研究超音速客机在低速状态下的横滚特性和操纵性能。HP.115试验机是英国于1960年代所进行超音速飞机研究计划的一部分,并获得英国军需部的研究资助,其所获得的研究成果和经验,对后来由英法两国联合研发的协和飞机拥有重要影响。.

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WU-14高超音速飞行器

WU-14高超音速飞行器,是美国国防部给中国于2014年1月9日首次测试的一种高超音速武器起的代号。中国测试这种HGV(hypersonic glide vehicle)武器的消息是2014年1月14日由美国《华盛顿自由灯塔》網站首先向外界披露的。 2014年1月15日,中国国防部证实了这一消息。目前戰略界認知該武器已經實戰化,曝光的DF-ZF型東風飛彈就是裝備高超音速彈頭的型號。 一般弹道导弹在重返大气层前会释出弹头其速度天然就會達成高超音速,可是弹头一般都规律的抛物线弹道飞行,容易被反弹道导弹計算拦截。而高超音速滑翔载具拥有与普通弹道导弹弹头完全不一样的飞行轨迹,可以在弹头重返大气层后利用其高升阻比的外型,地面人员可以操纵HGV内建的小型助推火箭引擎来修正方向(比如可以拉起),在高空层进行高超音速相对平直的滑翔,将原来以“弹道导弹”飞行的模式,转换成“巡航导弹”飞行的模式,继续进行相当长距离的飞行,并且可以进行空中机动。因此,它被发现要晚于弹道导弹弹头且運行路線不規律;对它做出反应或未击中而再次向它射击的时间较短,从而可以规避反弹道导弹系統的拦截。.

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XB-70戰神侍婢式轟炸機

XB-70「戰神侍婢式」轟炸機(XB-70 "Valkyrie" Bomber,又譯為「女武神式」)是一架美國空軍在冷戰時代開發的實驗性三倍音速超高空戰略轟炸機。雖然擁有當時最先進的技術概念與驚人的實力,但卻因為戰爭型態的改變與意外,只實際生產了兩架原型機即宣告計畫中斷結束。 战争形态的改变并没有阻止美国对超音速轰炸机的需求,同期提出的以低空突防避开苏联对高空的包括施以防空核弹的严密封锁,是为美國「戰略鐵三角」(陸基長程洲际弹道导弹、潛射式弹道导弹、長程戰略轟炸機)的重要一员。美国空军研究过XB70低空突防的可能性,结果因XB70糟糕的机械强度使美国空军甚至取消了原定的原型机3号,转为寻求另其它替代方案,最终于1971年选中了洛克威尔的B1。B1开发费用仍很昂贵,通过降低速度要求,以铝合金制造,最终在机械强度、重量和单位造价上取得了令美国空军更为满意的综合性能。.

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暴風雪太空穿梭機計劃

-- 暴風雪穿梭機計劃(Бура́н,羅馬轉寫:Buran)是一個存在於前蘇聯時代的可重複使用太空船計劃。計劃始於1976年,由當時蘇聯的中央空氣動力學研究所(ЦАГИ;TsAGI)負責,以回應由美國太空總署負責的太空穿梭機計劃。蘇聯的政治家認為既然美國國防部也有參與美國的穿梭機計劃,表示這類的發展計劃並不單純只是民間的科學探索,而是一種有效的軍事武器,因此希望利用這對等的計劃製造一個潛在性的軍事威脅,以平衡在冷戰中各方的勢力。暴風雪計劃是蘇聯的太空探索史中最大型及最昂貴的計劃,但縱然暴風雪號在外型上與美國太空總署的穿梭機相似,實際上的功能卻差別甚大。.

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滑翔

滑翔是融娱乐与竞技于一体的飞行运动 ,飞行员驾驶通常称为滑翔机的无动力飞机,利用大气中的天然上升气流保持高度并在空中飞行,有时候也被称为翱翔(soaring)。 滑翔作为一项运动,开始于20世纪20年代。起初飞行员的目标只是尽量延长留空时间,但很快他们就开始尝试进行远离起飞地点的越野飞行。通过改进飞机的空气动力性能以及对天气变化的更深入了解,滑翔机得以达到更快平均时速,从而飞越更远距离。越野飞行通常利用几种主要的上升气流:山坡动力上升气流,热力上升气流和波状上升气流。在条件适宜的情况下,有经验的飞行员可以飞行数百公里后再飞返出发机场;有时航程甚至可以达到1000公里以上。 在一些比赛里,竞技飞行员们沿着事先指定的航线飞行。这种竞赛主要是考验飞行员对当地气象状况的利用能力和他的飞行技巧。很多国家都开展了地区或者全国范围的滑翔比赛,世界滑翔锦标赛每两年举办一次。为了在全天的竞赛中使滑翔机达到最高的平均时速,飞行员们采用了一些新技术,包括优化飞行速度,使用GPS导航以及在飞机上加载压舱水(以增加飞机重量达到更高翼载荷,使速度更快)。飞行员有时遇到天气恶化,也会无法完成越野飞行,所以他们可能会在例如一块平整的田地之类的其他地方进行场外降落。不过驾驶自带引擎滑翔机的飞行员就可以在空中启动马达避免降落在场外。 滑翔机主要有两种起飞方式,普通飞机牵引起飞和绞盘车牵引起飞。各种起飞方式都需要不同设施和协助,例如机场,牵引飞机和绞盘。滑翔俱乐部通常会提供这些设施与协助,同时滑翔俱乐部还身负了培养新飞行员和维护高安全标准的任务。虽然在多数国家,飞行员和飞行器的安全规范由政府机构负责,但经常会授权给俱乐部,有时还有全国性的滑翔协会来完成此类工作。.

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