当前位置: 减弱器 >> 减弱器介绍 >> 气动布局华山亮剑之鸭翼与常规边条翼
人类一直都向往翱鹰的自由自在,希望有一天能能和鸟儿肩并肩。从孔明灯到火箭在到滑翔机,人们都不能像天空 一样鹰击长空,肆意炫舞。直到年莱特兄弟发明了世界 架可载人的飞机,人类才开始真正遨游天空。而飞机最重要的便是其气动布局,20世纪50年代以前,飞机都是螺旋气动布局,到了 代喷气式飞机进行空战,随着科技的进步第二代、第三代、第四代喷气式飞机(美国标准)相继横空出世,气动布局也多种多样,有常规布局、鸭式布局、无尾翼布局、三角面布局和飞翼布局等。它们各有千秋,在空战时机能够发挥飞机气动布局所决定的优点时,该类飞机便占据了空战的优势(假设除去飞行员技术素质因素)。在此文章中,小编仅论鸭翼气动布局与常规边条翼布局布局。
气动布局是指飞机各翼面(主翼、尾翼等)如何放置,与飞机的动态特性及所受空气动力息息相关,主要决定飞机的机动性。气动布局的要求是选择边条翼、鸭翼和其他气动布局部件的几何参数以保证大迎角时的升力增量,在中小迎角时减小阻力提高空气动力效率,来提高飞机的机动性和性能。
鸭翼是一种飞行器配置的称呼,它其实就是飞机的前翼。鸭式配置是将水平稳定面放在主翼前面,将水平稳定面装在后面,称为尾翼。使用鸭式配置方式的优点是可使主翼上方产生涡流,可提高失速攻角,而缺点为较容易造成不稳定。鸭式气动布局是座舱两侧有两个较小的三角(鸭翼)翼,后边有一个大的三角翼,比如中国的歼-10、歼20(后来改了便有边角翼)、俄罗斯的苏-37和苏-35和欧洲EF。前翼之所以得名是来自于法语的鸭子,因其配置在前方,像是鸭子蹼一样鸭式布局主要有两种形式:近耦合(短耦合)和长耦合。
边条翼是在常规后掠翼或三角翼布局基础上,在机翼前缘翼根部延伸出-对贴近机身的狭长、尖前缘、大后掠(通常在70°~80°)翼片,采用边条翼是为了利用脱体涡提高飞机性能。边条翼的主要用途是极大地提高战斗机的机动性,改善战斗机的飞行品质和改善过失速特性。常规边条翼气动布局是指飞机上边条翼的气动设计,边条翼在一定的迎角下即开始出现气流分离,形成很强的脱体涡拖向主翼面上方,从而可产生脱体涡附加升力。对战斗机来说,常规边条翼气动布局的采用能极大地改善飞机性能,克服了常规后掠翼、变后掠翼飞机的不足。如美国洛克希德.马丁公司设计生产的YF-22、F-35,俄罗斯的苏-57等。
鸭式气动布局的优缺点。鸭翼布局的主要优点是配平阻远远小于正常飞机而具有较大的升阻比,可以用较小的机翼面积获得较大的全机升力,有利于减轻飞机的结构重量。此外,由于鸭翼距飞机重心的距离较短,大迎角飞行时,鸭翼的迎角一般大于机翼的迎角,鸭翼首先出现气流分离,导致飞机低头,使鸭式飞机不易失速,有利于飞行安全。鸭翼气动布局的主要缺点是着陆性能较差,由于鸭翼的配置,飞机主升力面的机翼承载能力得不到充分使用,导致飞机的 升力不及常规布局及其他布局飞机大;由于机翼后缘离飞机重心较远,当后缘襟翼放下较大的角度产生较大的低头力矩时会使鸭翼负担过重。
常规边条翼气动布局的优缺点。长规边条翼气动布局可以协调不同速度范围对机翼形状要求的矛盾,在高速巡航情况下,边条翼的作用发挥不太明显;在低速下,边条翼产生的漩涡可以使主翼面产生很大的涡升力。边条翼气动布局能够大幅度减小波阻,在超音速飞行时,边条翼使激波强度大为减弱,从而提高了整.个机翼的气动效率。实验表明,边条翼可以使配平阻力减少大约20%。常规边条翼气动布局能够提高机动性,利用边条翼产生的脱体涡,会对基木翼产生有利的干扰,使边界层内气流出增加从而增强其抗拒分离的能力。但边条翼气动布局也存在一定的缺点,例如,在低速和亚、跨音速小迎角情况下,它的升力和阻力特性不如相同面积的无边条翼好,力矩随迎角变化不呈线性等。
无论是什么气动布局,都有其独特的性能,也都存在一些优劣。不论飞机采用什么气动布局,都需要考虑飞机的功能、国家工艺制造水平和国家经济状况以及本国的国际地位。
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