单选题
222.关于诱导阻力,以下说法错误的是:
A
滑翔机为了减小诱导阻力,常将机翼设计成又长又窄的高展弦比机翼
B
飞行速度越快,诱导阻力越小
C
有的机翼加装了翼稍小翼,目的是增强气流的下洗以增大升力,从而减小诱导阻力
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是空气动力学中**诱导阻力(Induced Drag)**的相关概念。我们需要逐一分析各个选项,找出说法**错误**的一项。
### 核心知识点回顾
**诱导阻力**是由于机翼产生升力时,翼尖处上下表面压力差导致气流从下表面绕流到上表面,形成翼尖涡流,进而引起气流下洗(Downwash),使实际气流方向向下偏转,导致升力矢量向后倾斜而产生的阻力分量。
诱导阻力系数 $C_{Di}$ 的公式通常表示为:
$$ C_{Di} = \frac{C_L^2}{\pi e AR} $$
其中:
* $C_L$ 是升力系数
* $e$ 是奥斯瓦尔德效率因子
* $AR$ 是展弦比(Aspect Ratio,即翼展平方除以机翼面积,长而窄的机翼展弦比大)
此外,诱导阻力 $D_i$ 与飞行速度 $V$ 的关系大致为:
$$ D_i \propto \frac{1}{V^2} $$
(在保持升力等于重力的水平飞行条件下,速度越快,所需升力系数越小,诱导阻力越小。)
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### 选项分析
**A. 滑翔机为了减小诱导阻力,常将机翼设计成又长又窄的高展弦比机翼**
* **分析**:根据公式 $C_{Di} = \frac{C_L^2}{\pi e AR}$,展弦比 $AR$ 越大,诱导阻力系数越小。滑翔机主要依靠重力分量克服阻力进行长距离滑翔,因此需要极高的升阻比。为了减小诱导阻力,滑翔机确实采用大展弦比(又长又窄)的机翼设计。
* **结论**:该说法**正确**。
**B. 飞行速度越快,诱导阻力越小**
* **分析**:在水平直线飞行中,升力必须等于重力($L=W$)。升力公式为 $L = \frac{1}{2}\rho V^2 S C_L$。当速度 $V$ 增加时,为了维持相同的升力,升力系数 $C_L$ 必须减小。由于诱导阻力与 $C_L^2$ 成正比,且与 $V^2$ 成反比(综合来看 $D_i \approx \frac{k}{V^2}$),因此随着飞行速度的增加,诱导阻力会显著减小。(注:虽然寄生阻力随速度增加而增加,但题目仅问诱导阻力)。
* **结论**:该说法**正确**。
**C. 有的机翼加装了翼稍小翼,目的是增强气流的下洗以增大升力,从而减小诱导阻力**
* **分析**:
1. **翼梢小翼的作用原理**:翼梢小翼(Winglets)的主要作用是**阻碍**或**减弱**翼尖处下表面高压气流向上表面低压气流的绕流,从而**削弱翼尖涡流的强度**。
2. **关于下洗**:诱导阻力的产生伴随着气流的下洗。翼梢小翼通过减弱翼尖涡,实际上是**减小**了有效的气流下洗角,而不是“增强”下洗。
3. **关于升力**:翼梢小翼的主要目的不是直接“增大升力”,而是通过改善展向升力分布,提高奥斯瓦尔德效率因子 $e$,从而在产生相同升力的情况下**减小诱导阻力**。有些设计可能会略微改变升力分布,但其核心逻辑是“减阻”而非通过增强下洗来增升。事实上,增强下洗通常会增加诱导阻力。
* **结论**:该说法中“增强气流的下洗”这一描述是**错误**的。翼梢小翼是为了**减弱**有害的翼尖涡和下洗效应,从而减小诱导阻力。
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### 最终结论
选项 A 和 B 的描述均符合空气动力学原理。选项 C 错误地描述了翼梢小翼的工作原理(它不是通过增强下洗来工作,而是通过抑制翼尖涡、减弱不利下洗来减阻)。
因此,错误的说法是 **C**。
相关知识点:
诱导阻力知多少,选项C说法错
题目纠错
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