機翼理論

飛機的重量是由空氣動力所產生的升力來平衡的。由動量定理即可從總體得知，這隻有空氣質量持續不斷地得到向下的加速度時才能實現。而這些空氣質量所具有的能量必須由飛機提供。在理想流中，無限翼展機翼雖然也產生升力，但沒有阻力；而有限翼展機翼不管升力多大都有阻力，這隻能是繞流中的空氣向下加速的能量所導致的後果。這個“誘導阻力”在總阻力中總是佔據很重要的部分，它就是我今天這個報告的重點。

Prandtl於1918年在其名著“機翼理論I”中，對於有限翼展機翼提出了理想化模型。機翼本身用一條附着渦模型化，其渦強分佈在翼尖以外是沒有的，翼尖處的渦強應該置零。但是，因為渦強是在變的，Helmholtz的渦定理要求必須有互相影響的自由渦從附着渦上拖出來。Prandtl用了一個與來流速度方向相同的、剛硬的渦層來模擬這些自由渦。 ^[2] 

飛機機翼、水翼、減搖鰭、掃雷展開器、螺旋槳、風帆、研究船舶操縱性時可將船體的水下部分視為一機翼。此外，還有透平機械的葉片，電風扇、風機、風車、水泵的葉片均是機翼。

機翼是飛機的重要部件之一，安裝在機身上。其最主要作用是產生升力，同時也可以在機翼內部置彈藥倉和油箱，在飛行中可以收藏起落架。另外，在機翼上還安裝有改善起飛和着陸性能的襟翼和用於飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置。

藉助於機翼原理來產生升力（例如飛機）、或推力（例如螺旋槳等），因此機翼理論的研究有重要意義。

機翼的幾何參數主要是指翼型和機翼的平面形狀中的有關參數。

(1)翼型機翼剖面的基本形狀稱為翼型。翼型迎流的一端稱為前緣，另一端稱為後緣。

早期飛機的翼型類似鳥類翅膀的剖面，，現代低速飛機機翼大多采用平凸或雙凸翼型，部分高速飛機機翼和各種飛機尾翼一般採用對稱翼型、機翼上表面向外彎曲的程度較大，下表面較平的翼型稱為平凸樊型；上表面向外彎曲的程度比下表面向外彎曲的程度大的翼型稱為雙凸翼型；上下表面關於翼弦對稱的翼型稱為對稱翼型。 ^[3] 

(2)中線：以後緣尖點為圓心，以各種長度為半徑作圓弧，將翼型範圍內的各圓弧的中點連線稱為翼型的中線。

(3)翼弦：中線兩端的連線稱為翼弦，其長度稱為弦長。弦長是機翼最重要的幾何參數，通常被取作機翼及其繞流問題的特徵長度。

(4)拱度：中線至翼弦距離的最大值稱為拱度。拱度與弦長之比稱為拱度比。拱度比為零的翼型稱為對稱翼型。

(5)厚度：翼弦的垂線與翼型上、下表面交點問的距離稱為厚度，其最大值稱為最大厚度。通常提到的厚度即最大厚度。厚度與弦長之比稱為厚度比。

(6)幾何攻角：來流與翼弦之間的夾角稱為幾何攻角。如果在某一攻角下機翼的升力恰好等於零，則這時的幾何攻角稱為零升力攻角。 ^[1]