在空气动力学中,为了简化理论和试验研究,广泛采用运动的转换原理。
运动的转换原理,是根据加利略所确定的运动的相对原理而建立的。相对原理,即如果在一个运动的物体系上附加上一个任意的等速直线运动,则此附加的等速直线运动并不破坏原来运动的物体系中各物体之间的相对运动,也不改变各物体所受的力。
运动的转换
(a)空气静止,飞机运动
(b)空气运动,飞机静止
利用运动的转换原理,使问题的研究大为简化。设飞机以速度v∞在静止空气中运动(图1),根据相对原理,可以给该物体系(飞机与周围空气)加上一个与速度v∞大小相等方向相反的速度。这样得到的运动是,飞机静止不动,无穷远处气流以速度v∞流向飞机。这两种情况下,空气作用在飞机上的力是完全相同的,这就是运动的转换原理。也就是说,空气作用在飞机上的力,并不决定于空气或物体的绝对速度,而决定于二者之间的相对运动。在风洞试验时,为了模拟飞行器在天空中的飞行情况,可以让模型固定不动,让气流吹过,这样就大大简化了试验技术。