单选题
124.在机翼表面附面层由层流状态转变为紊流状态的转捩点的位置。
A
将随着飞行速度的提高而后移
B
将随着飞行速度的提高而前移
C
在飞行 M 数小于一定值时保持不变
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是空气动力学中**附面层(边界层)转捩**的基本原理,特别是飞行速度对转捩点位置的影响。
### 核心概念解析
1. **附面层与转捩**:
* 当气流流过机翼表面时,由于粘性作用,紧贴机翼表面的气流速度为零,向外逐渐增加至自由流速度,这一薄层称为附面层。
* 附面层内的流动状态通常分为两种:**层流(Laminar Flow)**和**紊流/湍流(Turbulent Flow)**。
* **转捩点**是指附面层从层流状态转变为紊流状态的位置。
2. **雷诺数(Reynolds Number, Re)的作用**:
* 判断流动状态的关键参数是雷诺数,其公式为 $Re = \frac{\rho V L}{\mu}$,其中 $V$ 是飞行速度,$L$ 是特征长度(如距离前缘的距离),$\rho$ 是密度,$\mu$ 是粘度。
* 雷诺数反映了惯性力与粘性力的比值。**雷诺数越大,惯性力占主导,流动越容易失稳从而转变为紊流。**
3. **飞行速度对转捩点的影响**:
* 当**飞行速度提高**时,对于机翼上的任意一点,其局部雷诺数都会增大。
* 这意味着气流在更靠近机翼前缘的地方就能达到发生转捩所需的临界雷诺数。
* 因此,随着速度的增加,层流附面层保持稳定的区域变短,转捩点会向**机翼前缘方向移动**,即**前移**。
### 选项分析
* **A. 将随着飞行速度的提高而后移**:错误。速度提高会导致雷诺数增大,使流动更早变得不稳定,转捩点应前移而非后移。
* **B. 将随着飞行速度的提高而前移**:**正确**。如上所述,速度增加导致临界转捩雷诺数在更靠前的位置达到,因此转捩点前移。
* **C. 在飞行 M 数小于一定值时保持不变**:错误。即使在亚音速范围内,只要速度发生变化,雷诺数就会变化,转捩点位置也会随之改变,并不会保持不变。
### 结论
飞行速度提高 $\rightarrow$ 雷诺数增大 $\rightarrow$ 流动更容易失稳 $\rightarrow$ 转捩点向机翼前缘移动(前移)。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
速度升转捩点位置前移
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CAAC无人机理论题库2024.09(修订版)
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