中国科普博览＿航空博物馆

飞机的阻力

　　凡是懂得物理知识的人都知道，飞机在飞行的过程中,机体上所受的力是平衡的。飞机的重力与飞机产生的升力平衡，而飞机的发动机的作用则是克服飞机所受的阻力，推动飞机前进，使得飞机相对于空气运动，从而产生升力。大家肯定要想，飞机发动机的功率那么大，难道飞机上所受的阻力有那么大吗？的确，飞机在高速飞行的同时，会因为不同原因受到非常大的阻力。从产生阻力的不同原因来说，飞机所受的阻力可以分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力、干扰阻力、激波阻力等。

摩擦阻力

　　当两个物体相互滑动的时候，在两个物体上就会产生与运动方向相反的力，阻止两个物体的运动，这就是物体之间的摩擦阻力。当飞机在空气中飞行时，飞机也会受到空气的摩擦阻力，飞机的摩擦阻力是因为空气的粘性造成的。当气流流过物体时，由于粘性，空气微团与物体表面发生摩擦，阻滞了气流的流动，这就是物体对空气的摩擦阻力，反之，空气对物体也给予了摩擦阻力。摩擦阻力是在边界层中产生的。所谓边界层就是紧贴物体表面，流速由外部流体的自由流速逐渐降低到零的那一层薄薄的空气层。边界层中气流的流动情况是不同的。一般机翼大约在最大厚度之前，边界层的气流各层不相混杂而成层地流动，这部分叫做“层流边界层”。在这之后，气流的活动转变为杂乱无章，并且出现了漩涡和横向流动，这部分叫做“紊流边界层”。从“层流边界层”转变为 “紊流边界层”的那一点叫做“转捩点”。

　　边界层中的摩擦阻力大小与流动情况有很大关系，从大量的实践证明，对于层流流动，物体表面受到的摩擦阻力小，而紊流流动对物面的摩擦阻力大的多。在普通的机翼表面，既有层流边界层，又有紊流边界层，所以为了减小摩擦阻力，人们就千方百计地使物体表面的流动保持层流状态，例如通过在机翼表面上钻孔，吸除紊流边界层，这样就可以达到减阻的目的。另外，提高加工精度，使层流边界层尽量的长，延缓转捩点的出现，甚至抑制它的出现，也可以起到很好的效果。这些都是飞机设计中的层流机翼的概念。物体表面受到的摩擦阻力还跟物体的表面积有关系，面积越大，阻力也越大。因此在人们试图减小飞行阻力的时候，减小飞机的尾翼或者机翼的面积也是一个有效的方法。当然前提条件是保证产生足够的升力和控制力。例如使用推力矢量技术的飞机，由于有了发动机推力直接用于飞行控制，这样飞机的尾翼就可以减小或者去除，这样就可以大大的减小摩擦阻力。