叶片翼型升力与几何参数关系演示实验

翼型即飞机叶片剖面的形状，具有翼型形状叶片主要有飞机和风力机的叶片，他们都是利用气流流过叶片翼型，气流在翼型上下表面产生压力差而形成升力，从而飞机从地面飞起，风力机叶片转动带动风力机内部发电机转动而产生电能。叶片翼型的几何参数包括翼型厚度、弯度，不同厚度和弯度翼型升力大小不同。

【实验目的】

1.  演示翼形升力的产生；

2.  演示不同厚度翼型升力不同；

3.  演示不同弯度翼型升力不同；

【实验仪器】

微音气泵DC―3A型、数字毫秒计J0201型、玻璃管、翼型纸质模型、泡沫小球

【实验原理】

一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。当气流迎面流过机翼时，流线分布情况及飞机升力产生示意图如图：

原来是一股气流，由于机翼的插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，使上方的那股气流的通道变窄，流速加快。根据伯努利原理

可以得知：流速大的地方压强小。机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下 表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。

【实验装置】

1.   微音气泵：此型号的微音气泵有1、2、3、3、4、5档位，各档位产生风速随档位增加而增加；

2.   数字毫秒计：测量泡沫小球依次通过两个光电门所用的时间；

3.   玻璃管：观察小球在管中的运动过程。

【实验步骤】

1.  组装演示仪：选择标准纸质翼型，把玻璃管插到纸质翼型开孔处，注意玻璃管在纸质翼型上表面接触处应尽量保持平滑，再把小球放入玻璃管中；

2.  打开气泵，观察小球上升情况，调整仪器的水平与竖直位置，使得小球在玻璃管中平稳上升；

3.  打开数字毫秒计，测量小球在玻璃管中依次通过两个光电门的间隔时间；并记录；

4.  换取不同厚度及弯度的纸质翼型，测量小球依次通过两个光电门的时间；并记录。

【注意事项】

此实验数值属于半定量测量，数据主要用于翼型几何参数对升力的影响的定性分析，属于演示实验范畴，数值精度不高，不能作为翼型升力大小定量计算。

【分析讨论】

1.  飞机叶片剖面翼型为什么做成上凸下平

2.  实验中，小球上升时间与翼型厚度和翼型弯度的变化关系为？您能总结翼型几何参数对升力影响的关系么？