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[[File:Drag curves for aircraft in flight.svg|400px|right]] '''寄生阻力'''('''Parasitic drag''')也稱'''附加阻力'''、'''雜散阻力'''或'''廢阻力''',是指物體在[[流體]]中運動,由於流體[[黏度]]或壓強差所造成之[[阻力]]。寄生阻力主要可以分為'''形狀阻力'''('''form drag''')、'''表面摩擦力'''或'''摩擦阻力'''('''Skin friction''')及'''干擾阻力'''('''interference drag''')三種、其中形狀阻力及表面摩擦力之和也稱為'''型阻'''('''profile drag''')。 飛機在飛行時,除了寄生阻力外,也會由於翼面產生[[升力]]而出現[[誘導阻力]],低速時由於飛機要維持升力,需要加大[[攻角]],而誘導阻力也隨之提高。當速度提高時,誘導阻力下降,由於物體和流體之間的相對速度提高,寄生阻力也隨之提高。若速度已到達[[穿音速]]或[[超音速]]時,除了寄生阻力及誘導阻力外,還會產生{{link-en|波動阻力|wave drag}}。 其中速度提高時,誘導阻力下降,其他阻力卻隨之上昇,因此總阻力會在某一速度時出現最小值,若飛機以此速度航行,其效率會等於或接近其最佳效率。飛行員會以此速度來使[[升阻比|滑翔距離]]最大化。不過若要使[[續航力]]最大化,飛機的速度需保持在需輸出功率最小的速度,此速度一般會比對應最小阻力的速度要小。在最小阻力點,{{link-en|零升力阻力係數|Zero-lift drag coefficient}}C<sub>D,o</sub>(當升力為零時的阻力係數)會等於誘導阻力係數C<sub>D,i</sub>。但在輸出功率最小的速度,零升力阻力係數會是誘導阻力係數的三分之一。阻力可以用下式來表示: :<math>F_{drag} = \frac{1}{2} \rho V^2 A_s C_D </math> 其中 :<math>C_{D} = C_{D,o} + C_{D,i}</math> 而 :<math>C_{D,i} = K C_L^2</math>是誘導阻力係數 ==形狀阻力== {| class="infobox bordered" style="font-size: 100%; width: auto; text-align: center;" cellpadding=5 !形狀及流場 !形狀<br/>阻力 !摩擦<br/>阻力 |- |[[File:Flow plate.svg|94px]] | 0% | 100% |- |[[File:Flow foil.svg|94px]] | ~10% | ~90% |- |[[File:Flow sphere.svg|94px]] | ~90% | ~10% |- |[[File:Flow plate perpendicular.svg|94px]] | 100% | 0% |} 形狀阻力或是壓差阻力,是指因物體形狀而產生的阻力。在物體和流體之間有相對運動時,物體會影響流場的分佈,使得物體後方的流體壓強小於前方的流體壓強,因此產生形狀阻力。 由於流體和物體的速度不同,在物體邊緣會有一區域的流體速度接近物體的速度,此區域稱為[[邊界層]],若物體截面積變化較大,會使[[邊界層分離]]的情形提早出現,邊界層分離後,物體後方的流體壓強會下降,也會增加其形狀阻力。[[流線型]]的設計會漸進的改變物體的截面積,其目的也是為了減少形狀阻力<ref>王懷柱,揭開飛行的奧秘,p3-4</ref>。形狀阻力和速度的平方呈正比,因此在高速飛行中格外重要。 ==表面摩擦力== 表面摩擦力或摩擦阻力(Skin friction)是來自流體和有相對運動物體「表面」的摩擦力,和湿表面积(即物體和流體接觸的表面積)有關。表面摩擦力和寄生阻力中的其他成份類似,可以用[[阻力方程]]表示,而且大約和速度平方成正比。 表面摩擦力係數<math>C_f</math>可以用下式定義<ref>Robort W. Fox, Introduction to Fluid Mechanics, p.406</ref>: :<math>C_f \equiv \frac{\tau_w}{\frac{1}{2} \, \rho \, U_\infty^2}</math> 其中 :<math>\tau_w</math>為局部的[[剪應力|壁剪應力]] :<math>\rho</math>為流體密度 :<math>U_\infty</math>為自由流場的速度(一般會取不在邊界層內區域的速度) 表面摩擦力係數和動量厚度有以下的關係: :<math>C_f = 2 \frac{d \theta}{d x}</math> ==干擾阻力== 干擾阻力是空氣流經鄰近的二物體時,二個對流場的影響互相干擾,因而產生的阻力。例如飛機的機身、機翼及引擎單獨放在流場中都會產生阻力,但將其組成一個整體後,其總阻力會比其個別阻力的和要大,干擾阻力就是說明此非線性的效果。 干擾阻力容易出現在二零件的交接處,例如飛機的機身及機翼的交接處,若在交接處增加鑲片,使其交接處也呈流線性,可以減少干擾阻力的產生<ref>王懷柱,揭開飛行的奧秘,p3-8</ref>。 ==相關== *[[流體力學]] *[[飛行阻力]] ==腳註== {{reflist}} ==參考資料== *{{cite book|author=王懷柱 |title=揭開飛行的奧秘 |year=2010 |publisher=全華 |location=台北 |isbn=978-957-21-6422-8 }} *{{cite book|author=Robert W. Fox, Alan T.McDonald | title=Introduction to Fluid Mechanics | year=1994 | publisher=John Wiley & Sons | location=USA | isbn=0-471-59274-9}} [[category:力]] [[Category:流体力学]]
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