送小白一点关于通航飞行器襟翼的小知识,大神勿进……

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 17:27:14
鉴于最近关于大运的襟翼系统讨论颇多,而里面隐藏的个别神论也趁很多军迷对大飞机襟翼系统尚不了解而大行其道,大肆误导军迷朋友,因此做一个小科普。为了压缩篇幅少打字,尽可能采取简练的语言。
Y-20的机翼设计,包括襟翼系统总体而言是比较先进的,应用了很多很新的技术。其襟翼系统为整体式前缘缝翼加三缝式福勒襟翼。襟翼系统的设计目的是为了改善飞机的起降性能,原理是以襟翼的向外伸出、向下弯曲,来增大翼面积,改变翼型,以此来改变升力特性。相对于简单的开裂式、弯板式襟翼系统,三缝式福勒襟翼优势非常明显,它利用襟翼展开后的缝隙通过气流,来补充附面层的气流动能,升力系数比其他几种要大得多。此外,虽然理论上开缝越多补充动能越多、升力越大,但由于机构的复杂性,目前三缝式福勒襟翼是常见襟翼里综合性能最好的襟翼。
但是,三缝式福勒襟翼的设计是非常严谨的,它不是个别军迷朋友拍拍脑瓜随便想随便做就能达到效果的。
首先,襟翼的开缝宽度、角度和襟翼前缘都必须有精确的设计,譬如与弦长的函数关系。只有计算清楚从开缝中流过的气流,才能充分发挥三缝式福勒襟翼的优势。这不是一些军迷朋友认为的简单做一个类似的、似是而非的机构就可以实现的。如果设计的不好,三缝式福勒襟翼的升力会约等于最简单的弯板式襟翼,而如果设计得好,则可以是后者的数倍。曾有幸见识过因为襟翼安装误差只有十几毫米而导致升力特性大变的失败案例,而那还仅仅只是单缝福勒襟翼而已。所以襟翼的设计需要非常专业的气动计算,并不是什么人都能完成的。Y-20有自信上三缝福勒襟翼,是一项相当重大的举措。
其次,三缝式福勒襟翼的运动关系,比其他类型的襟翼系统复杂得多。因为要保证严格的相对关系,三缝式福勒襟翼的运动精度要求也非常高。必须控制运动中的机构误差,因为看上去不大的误差实际上可能导致三缝式福勒襟翼运动失真,从而完全丧失其气动优势,反而平白增加重量。因此不但对气动设计要求高,对机械系统本身的要求也非常高。这也是为什么Y-20的运动机构整流罩略显偏大的原因。如果不采用三缝式福勒襟翼,当然可以小很多,但那样的襟翼跟Y-20的襟翼也不是一个档次。另外,Y-20的整流罩里也不是作动筒。通航飞机的襟翼多数采用丝杠驱动,因为丝杠有反行程自锁特性,可靠性非常高。这一点可能学机械的朋友更了解。
总而言之,Y-20的襟翼系统是一种较先进的襟翼系统。这种襟翼过去在客机上应用较多,因为升力特性非常好,可以极大改善飞机着陆时的性能。采用三缝式福勒襟翼的客机,在优秀飞行员的操纵下可以轻易做到让旅客在接地时感受不到冲击,乃至有时感觉不到已经着陆。而采用较简单襟翼系统的飞机则很难做到这一点。同理,采用这种襟翼系统的Y-20,着陆性能也更好。
还有一个争论,是Y-20是否采用吹气襟翼的问题。这个争论为什么会出现,其实我感到非常奇怪,因为在我看来这个问题没什么可争议的,答案非常明显。
说Y-20看不到引流管的说法简直是莫名其妙,因为别说是Y-20根本就不可能采用引流式吹气,就算是引流式吹气,想在远处看到引流管也完全不现实。即便是引流式吹气非常明显的飞机,也要到了跟前才能看到。
亚音速飞机机翼的升力主要来自伯努利方程。也就是说,机翼上下表面气流速度的差越大升力就越大。通俗点说,就是在未达到音速以前,上表面气流速度越快越好,下表面越慢越好。而达到临界马赫、产生激波后,就是另外一种算法。
引流式吹气襟翼,或者是在上边面吹气,或者是在末端吹气,本质都是加速上表面气流,增大气流环量,这种类型的吹气襟翼,吹气开缝通常都小而隐蔽,很少有能在远处观察到的。
除了引流式,常见的还有上吹和下吹两种。上吹最常见的是An-72,大名鼎鼎的A-10实际上也可以归类为上吹,原理都是用发动机的射流(A-10是用发动机吸气)加速机翼上表面的气流,来增加升力。这类吹气襟翼的优点是低速性能非常好,缺点是巡航时也会吹气消耗能量,既耗能又增阻,因此实际上不适合运输机使用,因此批量服役的运输机也只有An-72一种。但螺旋桨飞机没这个顾虑,我们知道螺旋桨运输机基本上都吧螺旋桨放在机翼前方,用滑流增升,也是很好的思路。玩航模时前拉式明显强于后推式,也是这个道理。
至于大型运输机常用的下吹式吹气襟翼,其实原理一点都不复杂。如同螺旋桨的滑流与其被浪费,不如拿来增升一样,喷气发动机的射流也是被浪费的能量,不用白不用。流过机翼的气流动能越大当然升力就越大,发动机射流就是这个动能。因此下吹襟翼就是当襟翼放下时发动机射流吹在襟翼上产生升力。而我看到有人说Y-20的发动机吊舱距离机翼比C-17远,因此C-17的是吹气襟翼,Y-20的不是……唉,特想说脏话,不是只有跟MD一样才叫吹气襟翼的好吧?我不明白这种奇葩的逻辑到底是怎么回事?
下吹襟翼发动机射流与机翼的距离跟发动机本身有关系。如果发动机射流速度很快,又很贴近机翼,只能加速下表面气流,并产生负升力,那还吹个毛啊吹!这种时候只要靠射流效应拉动的气流就用非常充足的动能让襟翼获得足够的升力,贪心不足还想再靠近的话只能物极必反,产生负升力。而如果发动机本身的射流能量较小,那就只能尽量靠近襟翼,这样从襟翼上获得的升力大大超过影响机翼产生的负升力,这也是非常有效的增生方法。因此发动机与机翼的距离是根据来流的不同状态作针对性的设计,是要实事求是的,决不能照猫画虎、似是而非、拍拍脑袋就胡说八道。襟翼是气动设计中非常重要的一环,它的设计是非常严谨的,不是小朋友的看图识字,看别人怎么样就怎么样,那样造出来的飞机真是摔都不知道是怎么摔的。而找爹党们觉得只要外形三分像就是亲爹,其实是一个道理。气流是相当敏感的东西,别说三分像,就是九成像,出来的结果都有可能完全不一样。
以上内容大神们肯定都知道,本来不必多说,不过近几日看到个别ID在这个问题上各种瞎说,似乎还误导了不少人,感到有点蛋疼。因此小小科普一下。之前因为被人用莫名其妙的一看就不是本位面的气动知识教育了一番,有点郁闷,还发了个牢骚贴,请把那个帖子删了吧……
http://lt.cjdby.net/forum.php?mo ... ;page=1#pid41273146鉴于最近关于大运的襟翼系统讨论颇多,而里面隐藏的个别神论也趁很多军迷对大飞机襟翼系统尚不了解而大行其道,大肆误导军迷朋友,因此做一个小科普。为了压缩篇幅少打字,尽可能采取简练的语言。
Y-20的机翼设计,包括襟翼系统总体而言是比较先进的,应用了很多很新的技术。其襟翼系统为整体式前缘缝翼加三缝式福勒襟翼。襟翼系统的设计目的是为了改善飞机的起降性能,原理是以襟翼的向外伸出、向下弯曲,来增大翼面积,改变翼型,以此来改变升力特性。相对于简单的开裂式、弯板式襟翼系统,三缝式福勒襟翼优势非常明显,它利用襟翼展开后的缝隙通过气流,来补充附面层的气流动能,升力系数比其他几种要大得多。此外,虽然理论上开缝越多补充动能越多、升力越大,但由于机构的复杂性,目前三缝式福勒襟翼是常见襟翼里综合性能最好的襟翼。
但是,三缝式福勒襟翼的设计是非常严谨的,它不是个别军迷朋友拍拍脑瓜随便想随便做就能达到效果的。
首先,襟翼的开缝宽度、角度和襟翼前缘都必须有精确的设计,譬如与弦长的函数关系。只有计算清楚从开缝中流过的气流,才能充分发挥三缝式福勒襟翼的优势。这不是一些军迷朋友认为的简单做一个类似的、似是而非的机构就可以实现的。如果设计的不好,三缝式福勒襟翼的升力会约等于最简单的弯板式襟翼,而如果设计得好,则可以是后者的数倍。曾有幸见识过因为襟翼安装误差只有十几毫米而导致升力特性大变的失败案例,而那还仅仅只是单缝福勒襟翼而已。所以襟翼的设计需要非常专业的气动计算,并不是什么人都能完成的。Y-20有自信上三缝福勒襟翼,是一项相当重大的举措。
其次,三缝式福勒襟翼的运动关系,比其他类型的襟翼系统复杂得多。因为要保证严格的相对关系,三缝式福勒襟翼的运动精度要求也非常高。必须控制运动中的机构误差,因为看上去不大的误差实际上可能导致三缝式福勒襟翼运动失真,从而完全丧失其气动优势,反而平白增加重量。因此不但对气动设计要求高,对机械系统本身的要求也非常高。这也是为什么Y-20的运动机构整流罩略显偏大的原因。如果不采用三缝式福勒襟翼,当然可以小很多,但那样的襟翼跟Y-20的襟翼也不是一个档次。另外,Y-20的整流罩里也不是作动筒。通航飞机的襟翼多数采用丝杠驱动,因为丝杠有反行程自锁特性,可靠性非常高。这一点可能学机械的朋友更了解。
总而言之,Y-20的襟翼系统是一种较先进的襟翼系统。这种襟翼过去在客机上应用较多,因为升力特性非常好,可以极大改善飞机着陆时的性能。采用三缝式福勒襟翼的客机,在优秀飞行员的操纵下可以轻易做到让旅客在接地时感受不到冲击,乃至有时感觉不到已经着陆。而采用较简单襟翼系统的飞机则很难做到这一点。同理,采用这种襟翼系统的Y-20,着陆性能也更好。
还有一个争论,是Y-20是否采用吹气襟翼的问题。这个争论为什么会出现,其实我感到非常奇怪,因为在我看来这个问题没什么可争议的,答案非常明显。
说Y-20看不到引流管的说法简直是莫名其妙,因为别说是Y-20根本就不可能采用引流式吹气,就算是引流式吹气,想在远处看到引流管也完全不现实。即便是引流式吹气非常明显的飞机,也要到了跟前才能看到。
亚音速飞机机翼的升力主要来自伯努利方程。也就是说,机翼上下表面气流速度的差越大升力就越大。通俗点说,就是在未达到音速以前,上表面气流速度越快越好,下表面越慢越好。而达到临界马赫、产生激波后,就是另外一种算法。
引流式吹气襟翼,或者是在上边面吹气,或者是在末端吹气,本质都是加速上表面气流,增大气流环量,这种类型的吹气襟翼,吹气开缝通常都小而隐蔽,很少有能在远处观察到的。
除了引流式,常见的还有上吹和下吹两种。上吹最常见的是An-72,大名鼎鼎的A-10实际上也可以归类为上吹,原理都是用发动机的射流(A-10是用发动机吸气)加速机翼上表面的气流,来增加升力。这类吹气襟翼的优点是低速性能非常好,缺点是巡航时也会吹气消耗能量,既耗能又增阻,因此实际上不适合运输机使用,因此批量服役的运输机也只有An-72一种。但螺旋桨飞机没这个顾虑,我们知道螺旋桨运输机基本上都吧螺旋桨放在机翼前方,用滑流增升,也是很好的思路。玩航模时前拉式明显强于后推式,也是这个道理。
至于大型运输机常用的下吹式吹气襟翼,其实原理一点都不复杂。如同螺旋桨的滑流与其被浪费,不如拿来增升一样,喷气发动机的射流也是被浪费的能量,不用白不用。流过机翼的气流动能越大当然升力就越大,发动机射流就是这个动能。因此下吹襟翼就是当襟翼放下时发动机射流吹在襟翼上产生升力。而我看到有人说Y-20的发动机吊舱距离机翼比C-17远,因此C-17的是吹气襟翼,Y-20的不是……唉,特想说脏话,不是只有跟MD一样才叫吹气襟翼的好吧?我不明白这种奇葩的逻辑到底是怎么回事?
下吹襟翼发动机射流与机翼的距离跟发动机本身有关系。如果发动机射流速度很快,又很贴近机翼,只能加速下表面气流,并产生负升力,那还吹个毛啊吹!这种时候只要靠射流效应拉动的气流就用非常充足的动能让襟翼获得足够的升力,贪心不足还想再靠近的话只能物极必反,产生负升力。而如果发动机本身的射流能量较小,那就只能尽量靠近襟翼,这样从襟翼上获得的升力大大超过影响机翼产生的负升力,这也是非常有效的增生方法。因此发动机与机翼的距离是根据来流的不同状态作针对性的设计,是要实事求是的,决不能照猫画虎、似是而非、拍拍脑袋就胡说八道。襟翼是气动设计中非常重要的一环,它的设计是非常严谨的,不是小朋友的看图识字,看别人怎么样就怎么样,那样造出来的飞机真是摔都不知道是怎么摔的。而找爹党们觉得只要外形三分像就是亲爹,其实是一个道理。气流是相当敏感的东西,别说三分像,就是九成像,出来的结果都有可能完全不一样。
以上内容大神们肯定都知道,本来不必多说,不过近几日看到个别ID在这个问题上各种瞎说,似乎还误导了不少人,感到有点蛋疼。因此小小科普一下。之前因为被人用莫名其妙的一看就不是本位面的气动知识教育了一番,有点郁闷,还发了个牢骚贴,请把那个帖子删了吧……
http://lt.cjdby.net/forum.php?mo ... ;page=1#pid41273146
支持一下。
太多人不懂基本东西还瞎说。
已经有很多人把飞行器设计简化为比较发动机推力了,各种神论百出。话说方宝瑞的书现在网上很容易下载,有兴趣的话稍微看一看也不会花很多时间,比跟着别人人云亦云有意义的多。
恩,学习了,所以对不懂的东西还是多看,少说
科普贴咋没多少人回复?
我是小白,来学习的,一直听各位说超临界翼,常规翼,吹气襟翼,能具体用图来说说吗?先谢过了


很好的科普贴,学习了
一般来说通航指的是小型通用航空飞行器吧,以为楼主要介绍塞斯纳的襟翼结果进来一看是说运20的
我是进来学习的,长见识了。
学前班小鸟 发表于 2013-1-29 18:23
我是小白,来学习的,一直听各位说超临界翼,常规翼,吹气襟翼,能具体用图来说说吗?先谢过了
囧……本来也想发图来着,后来觉得太麻烦……超临界机翼是一种比较先进的机翼,我只做过很浅的研究,不一定对,我就不多说了,吹气襟翼最近有点火,可以科普一下,等晚上吧,这会要出去~~
KittyHoney 发表于 2013-1-29 18:52
囧……本来也想发图来着,后来觉得太麻烦……超临界机翼是一种比较先进的机翼,我只做过很浅的研究,不一 ...
谢谢了,坐等科普
学习了...
解释得很好,学习了
学习了
2013-1-29 23:40 上传

学习了{:soso_e183:}
内容含量有点大 谢谢科普
不明觉历

顺便楼主,咱CD的那位离大说“Y20的襟翼设计本来就是参考的IL76”,在哪一个帖子呢我忘了,也不想翻了。因为爬完那楼我发现离大也不再提这渣了~

试问Y20与IL76的襟翼设计有何异同?
这个科普贴很生动形象!
和IL76原理上基本相同
难得干货贴。必须支持。

btw,去lz牢骚贴看了下,又被震惊了,各种人各种节操啊。。。这么不明事理的开杠算是咋回事儿啊?
难不成是有一种草根对知识者语调的天然怨恨吗冷静的理性空气破坏了狂浪的感性氛围?
matengsdu 发表于 2013-1-29 23:58
内容含量有点大 谢谢科普
工科应该都很容易理解罢。就是基本的升力原理。。。

lz主要是说同样原理下,工程设计方式可以不同,要根据其它条件综合考虑。

或者说,局部设计是服从总体设计下的取舍。

因此找爹党的拼图骂娘行为很荒谬很幼稚。
这种专业客观的讨论帖不顶,妄活于超大。
话说,吹气式的话,昨天有一个人说需要在机翼下面用特殊材料否则会烧坏机翼,而Y20看上去材料一样所以没有。
科普帖,学习了!


有道理,补充点图。

比如上吹式的,发动机尾喷就紧贴机翼,而下吹的,就如lz说的了。


下面这图应该就是lz提到的那种引流式的吧


有道理,补充点图。

比如上吹式的,发动机尾喷就紧贴机翼,而下吹的,就如lz说的了。

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2013-1-30 09:10 上传



下面这图应该就是lz提到的那种引流式的吧

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2013-1-30 09:12 上传

好科普贴必顶
长知识了
隔行如隔山啊   顶!!!!!!!!!
科普帖,学习了!
采用下吹式襟翼,发动机离机翼过近容易减少推力,要离的太远恐怕一点效果都没有,也谈不上什么吹气襟翼了吧。
谢谢科普了,真是隔行如隔山啊
技术贴,要顶下
感谢楼主科普,学习了
这样的技术兼科普贴是普通网友们最需要的,谢谢楼主的辛勤付出。
图很直观,比大段文字好多了。
{:soso_e179:}要顶下这个帖子!
我非常喜欢这样的帖子,谢谢
楼主请教个问题,毛子的76机翼也是三缝福勒襟翼吗?
科普必须顶啊~