说完后边再说前边,前缘襟翼和作用和后缘的不太一样。我在《答网友关于翼形的问题》http://bbs.tiexue.net/post_2912585_1.html的贴子中说过为了解决气流分离问题,苏联人用翼刀,美国人用前缘襟翼。所以,在战斗机上作用前缘襟翼最开始的作用就不是为了增加升力,而是改善气流分离时间。当时用的就是固定式开缝式前缘,只起到把大迎角下机翼下表面压缩的气流疏导到上表面的作用。当然可动前缘还是可以改变机翼形状(不只是弯度)的作用,起飞着陆时向下偏转,使机翼更弯曲,产生更大升力。在大迎角时,前缘向下偏转,减小机翼的迎角,延迟气流分离时间。再加上前缘开缝,就使飞机的大迎角特性进一步改善。客机上用的就只是增加升力的前缘,当然是可前出的前缘,只是增加机翼面积改变机翼弯度的作用。
最后多说一句,现代战斗机上用的襟翼不只是襟翼还有副翼的作用。所以有些飞机是说的襟副翼。副翼就可以看作不仅能改变机翼弯度(偏转量),还能改变弯度方向(向上偏,向下偏)的“襟翼”。产生飞机急速滚转力的主要来源,一般性地侧倾用平尾就可以达到。
襟翼(Flap)
襟翼是安装在机翼后缘附近的翼面,是后缘的一部分。襟翼可以绕轴向后下方偏转, 从而增大机翼的弯度,提高机翼的升力。襟翼的类型有很多,如简单襟翼、开缝襟翼、多 缝襟翼、吹气襟翼等等。
飞机的翼前缝条主要在飞机起飞及降落时,增加阻力及升力,是经由滑轨的前推及收回产 生作用。
前缘襟翼:后缘襟翼都位于机翼的后缘,如果把它的位置移到机翼的前缘,就变成了前 缘襟翼。前缘襟翼也可以看作是可偏转的前缘。在大迎角下,它向下偏转,使前缘与来流 之间的角度减小,气流沿上翼面的流动比较光滑,避免发生局部气流分离,同时也可增大 翼型的弯度。
前缘襟翼
前缘襟翼与后缘襟翼配合使用可进一步提高增升效果。一般的后缘襟翼有一个缺点, 就是当它向下偏转时,虽然能够增大上翼面气流的流速,从而增大升力系数,但同时也使 得机翼前缘处气流的局部迎角增大,当飞机以大迎角飞行时,容易导致机翼前缘上部发生 局部的气流分离,使飞机的性能变坏。如果此时采用前缘襟翼,不但可以消除机翼前缘上 部的局部气流分离,改善后缘襟翼的增升效果,而且其本身也具有增升作用。 克鲁格襟翼:与前缘襟翼作用相同的还有一种克鲁格(Krueger)襟翼。它一般位于机 翼前缘根部,靠作动筒收放。打开时,伸向机翼下前方,既增大机翼面
为什么飞机要装襟翼?
一架飞机在高空正常飞行的时候,机翼看起来好像是一个整体。其实不然,机翼前缘、后 缘都装有长短、宽度不同的翼片,有的可向下偏转,有的可向前伸出,有的可向后滑退, 可谓五花八门。由于这些翼片是机翼的附属物,并且可以偏折,正像我们穿的衣服下襟随 风摆动一样,因此科学家给这些翼片起了一个十分形象的名称———襟翼。平时飞机停在 机场上或在高空飞行时,襟翼都收拢在机翼前缘或后缘上,一旦飞机进入起飞或着陆阶段 ,它们的原形就显露了出来。
飞机为什么要装襟翼呢?请看下文。 1、襟翼的奥秘在于提高升力
机翼的作用就是产生足够的升力使飞机能飞上天空。如果机翼是一个整体的话,那么 在机翼面积、翼型、展弦比确定的情况下,它的最大升力也就是确定不变的了。如果飞机 的全部重量是50吨,机翼必须产生490千牛以上的升力才能飞起来。我们知道,机翼面积 越大,升力越大;速度越大,升力也越大。换句话说就是:在升力一定的情况下,机翼面 积越大,起飞速度可以越小;起飞速度越大,机翼面积可以越小。因此,为了把这50吨的 飞机弄上天,我们可以采取这样两个办法:一是选用面积较小的机翼,通过加大起飞速度 使升力超过490千牛;二是使起飞速度保持在较低的值上,通过采用大面积机翼以产生490 千牛以上的升力。
这两个办法行不行呢?第一个办法机翼面积较小,飞机的结构重量就较轻,这是优点
,但起飞速度大是很不利的,一方面要求机场跑道很长,这很不合算,对舰载飞机更是不 利;另一方面,高滑跑速度对安全的威胁极大。第二个方法起飞速度低,有利于缩短滑跑 距离,但当飞机起飞后速度增加,大面积机翼便成了累赘,不但重量大使载重量大大减少 ,而且会使阻力剧增,飞机的耗油量因此显著增加。这种低速时升力小、高速时阻力大的 问题称为飞机的高低速矛盾。怎样解决这一难题呢?这就要靠襟翼来实现。
襟翼的一个主要作用是协调这个矛盾,既不需要很大、很重的机翼,也能在较低的起 飞着陆速度下产生足够的升力,使载重、速度、阻力和油耗达到综合性的最佳化。用整体 一块的方式设计机翼不能同时满足大载重量、低起飞和着陆速度、低阻力和低耗油率的要 求。由于襟翼具体作用是大大提高飞机起飞和着陆等低速阶段的升力,因而统称增升装置 。
襟翼为什么能增加升力呢?在速度一定的情况下,提高升力的办法主要有4种:一是改 变机翼剖面形状,增加翼型弯度;二是增加机翼面积;三是尽可能保持层流流动;四是在 环绕机翼的气流中,增加一股喷气气流。襟翼就是通过改变翼型弯度、增加机翼面积、保 持层流流动而增加升力的。 2、飞机襟翼样式众多
襟翼概念出现得很早。第一次世界大战前,由于飞机速度提高,要求飞机在低速时也 能产生足够的升力,于是有人开始了最简单的后缘襟翼的试验探索。
简单襟翼就是机翼后缘的一部分。它可以弯曲,这样就会改变机翼弯度,提高升力。 不久,又出现了开裂式襟翼。当它放下时,一方面可使翼型变弯,一方面会在机翼后缘形 成低压,两方面的效果都是增加了升力。通常,开裂式襟翼可使升力系数提高75%~85% 。同时,开裂式襟翼还能增加阻力,对飞机安全、缓慢地着陆有利。
20世纪20年代,英国著名设计师汉德莱·佩奇和德国空气动力学家拉赫曼发明了开缝 襟翼。它是一条或几条附着在机翼后缘的可动翼片,平时与机翼合为一体,飞机起飞或着 陆时放下。襟翼片能够增加机翼的面积,改变机翼弯度,同时还会形成一条或几条缝隙。 增加面积可以提高升力,形成缝隙可使下表面的气流经缝隙流向上表面,使上表面的气流 速度提高,可较大范围保持层流,也可使升力增加,并能减少失速现象的发生。开缝襟翼 是襟翼中十分重要的一种。它也可以装在飞机前缘上,通常都是一条。目前大型飞机特别 是客机都安装了双缝或三缝襟翼,可提高升力系数85%~95%,效果十分显著。 还有两种襟翼也很常见,一种是富勒襟翼,一种是克鲁格襟翼。
富勒襟翼是在机翼后缘安装的活动翼面,平时紧贴在机翼下表面上。使用时,襟翼沿 下翼面安装的滑轨后退,同时下偏。使用富勒襟翼可以增加翼剖面的弯度,同时能大大增
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