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什么是起伏飞行以及它对斯特劳哈数计算有何影响?

Moonshot回答

起伏飞行,也称为drape flying,是一种在航空物探测量中使用的飞行技术,它要求飞机沿地形起伏进行离地飞行高度变化,以获得更多地下地质体的异常信息。这种飞行方式特别适用于高原、丘陵、沙漠等地形稍好地区进行大比例尺扫面飞行,离地距离基本在200米左右。在起伏飞行中,飞机的飞行高度会根据地形的变化而变化,这样可以更精确地进行地质勘探。

斯特劳哈尔数(Strouhal number)是流体力学中用来描述周期性非定常流动的一个无量纲数,它以捷克物理学家文岑茨·斯特劳哈尔的名字命名。在起伏飞行等情形下,常以振动幅度为特征长度。斯特劳哈尔数定义为:

[ St = \frac{fL}{V} ]

其中,( f ) 是旋涡脱落的频率,( L ) 是特征长度(如水力直径或翼型厚度),( V ) 是流速。在起伏飞行中,特征长度可以视为飞机的振动幅度。斯特劳哈尔数与简约频率(Reduced frequency)之间的关系可以表示为:

[ St = \frac{ka}{\pi c} ]

其中,( k ) 是一个常数,( a ) 是振动幅度,( c ) 是与飞行速度相关的参数。

斯特劳哈尔数对起伏飞行有重要影响,因为它与飞行中产生的涡流脱落频率相关,这直接关系到飞行的稳定性和效率。在设计飞行器或进行飞行试验时,了解和计算斯特劳哈尔数可以帮助优化飞行器的性能,尤其是在复杂的地形环境中进行起伏飞行时。通过调整飞行参数,可以控制斯特劳哈尔数,从而减少能量消耗并提高推进效率。

起伏飞行示意图

图片来源:航空物探测量

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