升阻比

✍ dations ◷ 2025-07-30 12:08:32 #比率,航空术语,风力发电

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,也会有较佳爬升性能。升阻比的公式如下

其中L为升力, F D {\displaystyle F_{D}} 为阻力。

一般飞机的阻力会和升力使用相同的参考面积,也就是其翼面积,因此升阻比可简化为升力系数及阻力系数之间的比值

其中 C L {\displaystyle C_{L}} C D {\displaystyle C_{D}} 分别是升力系数及阻力系数。

一般此数值是在一特定空速及迎角下的升力,除以相同条件下的阻力。升阻比随速度而变,因此所得结果一般会是不同空速下升阻比的曲线。由于阻力在高速及低速时较大,因此升阻比相对速度的图形一般会呈现倒U字形。

阻力主要可分为诱导阻力及寄生阻力二种。诱导阻力是指当立体的机翼产生升力时同时衍生的阻力。低速时飞机会要产生升力,需要较大的迎角,因此也会产生较大的诱导阻力。在低速时的阻力主要以诱导阻力为主,这也是低速时若速度越低,阻力越大,升阻比越小的原因。

寄生阻力是因空气和飞机的相对运动产生的阻力,约和速度的平方成正比。因此高速时的阻力主要以寄生阻力为主,高速时若速度越高,阻力越大,升阻比越小,也是因为寄生阻力造成的影响。若减少截面积或是使飞机机身变得流线型,都可以减少寄生阻力。

阻力最低的速度可能不是升阻比最大的速度,因为该速度产生的升力可能不大,使得升阻比也较小。同样的,升力最大的速度可能也不是升阻比最大的速度,因为该速度产生的阻力可能太大,使得升阻比也较小。最大升阻比的速度一般会在阻力最低速度及升力最大速度之间(一般会略低于最低阻力的速度)。不过在设计固定翼飞机时,一般都会让最大升阻比的速度等于巡航速度,以提升经济效果。不过在设计机翼时,除了升阻比外,高迎角下的性能及避免失速时的剧烈反应也非常的重要。

由于飞机的机身及控制平面也可能会增加阻力及产生升力,以整台飞机来比较飞机升阻比会比较合理。滑翔比(glide ratio)是指一台无动力飞机前进距离和下降距离的比例,当以固定速度航行时,滑翔比和升阻比会有相同的数值。最高性能的滑翔机滑翔比可以到60比1(下降一单位距离时可以前进60单位距离),运动用滑翔机的滑翔比通常在30到50之间。在实务上,要达到滑翔机最好的滑翔比需要精准的风速控制及平稳而内敛的控制运作,以减少偏转的控制面产生的阻力。

数学上,升阻比的最大值可以用下式来估算:

其中

升阻比的最大值不随飞机重量及机翼面积而改变。

在速度非常高时,升阻比多半会下降。例如协和号在马赫数2时的升阻比约为7,比波音747在马赫数为0.85时的升阻比17要低很多。

迪特里希·屈西曼(英语:Küchemann)推导了一个在高马赫数时估算升阻比的经验公式:

其中M为马赫数,上述估算的结果大致符合风洞测试的结果。

以下列出一些升阻比

相关

  • 清蛋白结构 / ECOD白蛋白(英语:Albumin)又称清蛋白,旧称胉,是属于球状蛋白的一种蛋白质,但并不是球蛋白。在人体内它最重要的作用是维持胶体渗透压。在奶和蛋里也有白蛋白。人体内白蛋白
  • 异常行为异常行为(或功能障碍行为)是一种行为特征,归因于那些被认为是罕见或功能障碍的病症。由社会不接受的行为组成,行为在非典型或不寻常的情况下被认为是不正常的,并且导致个体活动受
  • 马尔科姆三世马尔科姆·麦克邓肯(中世纪盖尔语:Máel Coluim mac Donnchada,现代盖尔语:Maol Chaluim mac Dhonnchaidh,意为邓肯之子马尔科姆。 ?—1093年11月13日)是苏格兰国王(1058年–1093年1
  • 地球日日,一般指地球日,是时间单位。“日”有时指每周的星期日。口语中,“日”或者“天”有时也可能特指白昼,即不包括夜晚之半日时间。除了一日24小时(86,400秒)之外,基于地球绕其自转轴
  • 小雅《诗经》是中国最早的诗歌总集,收录自西周初年至春秋中叶(约前11世纪-前6世纪)的诗歌305篇(除此之外还有6篇有题目无内容,即有目无辞,称为笙诗六篇,题目分别是南陔、白华、华黍、由
  • 克里斯·凯尔海豹部队伊拉克战争克里斯多夫·斯考特·凯尔(英语:Christopher Scott Kyle,1974年4月8日-2013年2月2日),小名克里斯·凯尔(Chris Kyle),生于美国德州敖德萨,前美国海军海豹部队士兵,退
  • 赖名汤赖名汤(1911年6月1日-1984年11月30日) ,号晓庵,中华民国空军一级上将,本籍江西省石城县,前参谋总长、联勤总司令、空军总司令。1937年,刚从国民革命军空军学校毕业的赖名汤即跟随高
  • 安省 (法国)安(法语:Ain,法语发音:.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","Segoe UI","Lucida Sans Unicode","Code2000","Gentium","Gentium A
  • 现代假名遣现代假名遣(日语:現代仮名遣い),通称新假名(新仮名),是日本政府发布的日语假名的使用规范。现行的现代假名遣是日本政府将1946年提出的内阁告示“现代假名遣”(現代かなづかい)修改后
  • 魏立人魏立人(Dr. Lee-Jen Wei),美国哈佛大学教授,国际知名生物统计学家,台湾辅仁大学数学系出身。1999年与趋势科技创办人张明正一同荣获辅大杰出校友。2009年荣获美国统计学界最高奖