要點

• 升力特性受到飛機機翼水平面下方氣流扭曲的影響，這解釋了地面空氣動力學。 

• 地面空氣動力學通過減少誘導阻力來提高升阻比。 

• 在無風條件下以及光滑、平整、堅硬的表面上，地面空氣動力學性能最大化。

地面空氣動力學幫助飛行員優雅著陸

我害怕乘飛機旅行，尤其是在飛機著陸期間。盡管飛機從天上滑翔下來，高度逐漸降低，但我還是感覺不舒服。讓我稍微松了口氣的是，飛行員不會讓飛機迅速從空中墜落，而是優雅地下降。地面空氣動力學有助于飛行員優雅著陸。

地面空氣動力學是指在靠近地面運行時對飛機機翼升力特性的積極影響。飛機水平表面下方地面的存在會導致 3D 流場發生變化，從而影響整體性能。

讓我們仔細看看地面空氣動力學及其對飛行的影響。 

飛機的地面空氣動力學  

當飛機飛近地面時，地面會對飛機機翼提供的升力特性產生積極影響。地面對飛機機翼產生的影響是地面空氣動力學的結果。升力特性受到飛機機翼水平表面下方氣流扭曲的影響，這解釋了地面空氣動力學。

地面空氣動力學并不限于地面或陸地?？梢愿爬ǖ卣f，當飛機飛得更接近地球表面時，地面空氣動力學就會發揮作用。地球表面可以是地面（陸地）或水。當飛機在地面附近（距邊界一個翼展距離的范圍內）運行時，地面空氣動力學更加明顯。

當地下空氣動力學生效時，在飛機的升力表面觀察到力性能增強。飛機上的地面效應改變了三維流場，并且可以看到相關的性能變化。地面空氣動力學在提高升阻比方面發揮著重要作用。

讓我們看一下地面空氣動力學如何影響作用在飛機上的 升力和阻力。

地面空氣動力學如何提高升阻比 

增加升阻比可以通過以下方式實現：

• - 增加升力 

• - 減少誘導阻力

飛機的地面空氣動力學特性可減少產生的誘導阻力。正是通過減少誘導阻力，地面空氣動力學提高了升阻比。 

翼尖渦流

地面空氣動力學對飛機的影響可以用翼尖渦流來解釋。翼尖渦流是航空中引起阻力和湍流尾流的原因。然而，當渦流受到地面干擾時，就會產生地面空氣動力學效應。

當飛機高空飛行時，翼尖渦流很大，因為沒有障礙物阻止其擴展。當飛機開始以相同的空速和攻角靠近地面飛行時，翼尖渦流會變得更小，因為地面限制了它們的擴展。機翼周圍的流場被地平面改變。較小的翼尖渦流導致從機翼后部流出的空氣較少的下洗流。

下洗流越小，飛機升力矢量的傾斜就越小。下洗流的下降導致升力矢量指向上方，對抗飛機的重量，而飛機的重量始終向下施加。指向后面的升力矢量較小，這導致阻力產生減少。通過這種方式，較少的下洗提高了升阻比。

總而言之，我們可以說飛機下洗流減少的原因有：

1. 垂直升力增加，與向下作用的重量相反

2. 后部升力減少，從而減少阻力

3. 改進的升阻比

飛機的地面空氣動力學特性是通過減少下洗流為航空業帶來所有優點的基礎。 

誘導阻力的變化 

地面空氣動力學效應所獲得的額外升力最初是由阻力減小所貢獻的。誘導阻力的減少取決于飛機距地面的高度。高度的波動會改變升力系數的值。

隨著飛機距地面距離的增加，誘導阻力非線性增加。在固定翼飛機中，誘導阻力的非線性增加在等于翼展的高度處達到自由空氣值。在直升機中，自由空氣值在等于旋翼直徑的距離處達到。

在無風條件下以及光滑、平整、堅硬的表面上，地面空氣動力學性能最大化。地面空氣動力學給航空業帶來了多種經濟效益。Cadence 可以幫助您發現飛機在距地面不同距離處的地面空氣動力效應。借助 Cadence 的 CFD 軟件套件，您可以模擬地面空氣動力效應下的 3D 流體流動。

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