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很多客机的翼尖都会竖起一个被称作“翼梢小翼”的物体,像极了一个人水平撑起双臂后立起的手掌,给飞机增加了不少美感。法国飞机设计大师达索曾说过“漂亮的飞机其性能一定差不了
”。那么小火箭加速器在哪下载,为飞机外型增色的翼梢小翼是从什么时候开始出现在飞机上的?它们又能够对飞机的性能带来怎样的影响呢?
虽然早期的客机普遍没有翼梢小翼,而且小翼通常会被当作闪亮的新科技成为飞机制造商的宣传重点,但实际上翼梢小翼的历史可回溯到莱特兄弟的飞机上天之前,可算是飞机的长辈。早在1897年,英国空气动力学家兰彻斯特(没错,就是那个提出军事运筹学中的兰彻斯特方程的那个人)在详细解释了机翼升力产生的原因之后不久就提出了在翼尖处加装端板以改善机翼空气动力学特性的想法。
推出的油电混合动力汽车概念车,现存放于伯明翰自然科学博物馆。可惜,囿于航空材料和加工工艺的限制,兰彻斯特提出的翼梢小翼的概念还不能很快得到应用。在那个年代,翼梢小翼对飞机升阻特性的改善无法胜过其给飞机带来的额外重量。该设计只能停在图纸上。
,要想既保持上下翼面的压力差又不让气流从下翼面向上卷,就只好把机翼做成无限长,让气流找不到翼尖。当然,无限长的机翼只是个空想,任何三维空间中的机翼都难以摆脱翼尖的存在。于是退而求其次,把机翼做得足够长,让翼尖处的气流卷动相对于整条机翼来说变得不那么明显。把机翼延长半展长(指从单侧机翼从翼根到翼梢的距离)的10%,诱导阻力会减小17%。但机库大小和机翼结构的限制使机翼不能做得很长。只能再求其次,把延长的机翼向上折叠,这就形成了翼梢小翼的样子。理论上,翼梢小翼的高度如果是半展长的10%,诱导阻力会减小10%,虽然没有延长翼展的效果那么好,但终归是个可行方案。
双段式小翼有时也被称作涡扩散器。这种小翼专注于对涡流的阻挡和分割,往往垂直于主翼面,无法产生附加升力,但因为不会带来额外弯矩,此种小翼对机翼的结构没有过高要求。两种小翼的优劣不好比较,可谓是见仁见智。即使是波音和空客两大巨头在对翼梢小翼的选取上也没有一定之规。早期的波音飞机倾向于单段式小翼,而早期空客系列却青睐双段式小翼。
但是,2012年公开的波音737MAX的双羽状小翼与早期空客A320-200系列的双段式小翼却有几分相似。
另外还有其他形式的翼梢小翼,如C型小翼和螺旋式小翼。C型小翼在原单段式小翼的顶部增加一段水平小翼,可进一步减小诱导阻力。这种小翼还能帮助飞机突破跨音速的勺型区,消除副翼反效的危险。螺旋式小翼则在翼尖形成一个闭合的圆环,以两个相互支撑的单段式小翼的构型增加了翼尖的强度和削弱尾涡的能力。上图为达索猎鹰50公务机。
这些翼梢小翼虽不能像老鹰那样对翼尖羽毛的扭转进行控制来控制涡流,但已使飞机变得更加高效和环保。每架装有鲨鱼鳍小翼的空客A320每年可减少1200吨碳排放。2010年,APB宣布他们的融合式翼梢小翼技术替全世界航空公司节约了2亿加仑燃料(意味着节省了40亿美元的开支和减排了2150万吨二氧化碳)。升阻性能的提高使飞机在起降阶段对发动机的要求降低,这就意味着更小的噪声和更高的安全裕度。尾涡的减弱会使飞机的起降间距变小,给全球机场每年带来大量额外收益。
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