在前掠W翼基础上提出“前掠之字翼”（前掠锯齿翼）设计 ...

在前掠W翼基础上提出“前掠之字翼”（前掠锯齿翼）设计思想,也许是抗气动发散最强设计  @qingfengrumu

前掠翼的好处之一，大家都知道，前掠翼的主翼前缘的前掠翼尖，产生翼尖涡，向内向后飘，可以同主翼内侧的边条涡、鸭翼涡等复合，相互吸引、相互增强、共同延迟破裂，从而大大增强涡效，提高大迎角性能、失速性能、提高升阻比、增长航程，等等。


但是前掠翼的坏处，是前掠段发生震颤和气动发散。由于翼梢段迎角偏高导致翼梢段升力高，升力高又使翼梢段迎角更高，导致翼梢段升力再升高。。。。。如此循环的气动发散，速度越高越厉害，可以导致机翼折断。从而影响和制约前掠翼飞机的高速性。


前掠翼设计，能否成功，关键点也就是能否控制气动发散。为此，已经有诸多思路，比如-----------1、采用前掠W翼型，增长内侧后掠段、减短外侧前掠段，这样控制气动发散的前掠段长度和力臂。再如，2、@TSQ 等网友也曾经提到，包括我也曾经提到，前掠段的一部分，高速时候可以下折叠或者上折叠，从而减轻气动发散。                    3、采用复合材料，增强机翼的强度。                        4、采用机翼的弯扭设计，控制前掠段的迎角。


上述办法，都有一定道理和作用。本文作为设计J41/FC41过程中的发现和思考，提出控制前掠翼气动发散的新思路------------“前掠之字翼”（前掠锯齿翼）设计思想。

如图一或者三，为了保证马赫锥符合一定角度，前掠翼的翼梢段采用了切角处理。结果发现，切角较大的时候，这个时候，翼梢段成了后掠的状态。而整个机翼前缘，成了之字形，或者成为锯齿形。


这时可以发现新问题、新发现----翼梢段成了后掠状之后，翼梢还参与气动发散吗？答案参照各种论文对于后掠翼的描述就是----------对于后掠翼翼梢来说，它的气动发散是收敛的。而不是发散的。


这也就是说，锯齿翼或者之字翼，它的翼梢段不参与气动发散并且对于“之字翼（锯齿翼）”的中段前掠部分的气动发散，还有或者可能还有一定的牵制和对冲作用！成为牵制中段/前掠段气动发散的重量和力量。


“之字翼（锯齿翼）”的中段前掠部分，图一中是38度前掠，图二中的SU47是18度前掠，都能产生内飘/后飘的前缘（翼尖）涡。这样，对于之字翼/锯齿翼的内段和中段来说，内缘涡/内侧边条涡、与前掠翼尖涡的涡系复合，仍旧是存在的、强劲的。整个机翼、仍旧具备了前掠翼的好处。而后掠翼梢段的存在，又部分牵制和对冲了中段/前掠段的气动发散。中段/前掠段好比一根扁担，这根扁担的两头都拴有重量不等的重物，这根扁担再要震动就增加难度了。如果这根扁担的强度/刚度再增强，这根扁担震颤的难度就更大。


也就是说，前掠之字翼/锯齿翼的设计，较之于前掠W翼更优化，较之于前掠折叠翼、则结构和设计更简单。


前掠之字翼/锯齿翼的设计，可能是震颤控制最优、气动发散控制最优的前掠翼设计。


俺惭愧是文科生，只能逻辑推理到这一步，俺现在最大的遗憾是自己没有风洞或者吹风软件去吹一下。只好写出来，作为中毒深的发烧友，与大家共享。









在前掠W翼基础上提出“前掠之字翼”（前掠锯齿翼）设计思想,也许是抗气动发散最强设计  @qingfengrumu

前掠翼的好处之一，大家都知道，前掠翼的主翼前缘的前掠翼尖，产生翼尖涡，向内向后飘，可以同主翼内侧的边条涡、鸭翼涡等复合，相互吸引、相互增强、共同延迟破裂，从而大大增强涡效，提高大迎角性能、失速性能、提高升阻比、增长航程，等等。


但是前掠翼的坏处，是前掠段发生震颤和气动发散。由于翼梢段迎角偏高导致翼梢段升力高，升力高又使翼梢段迎角更高，导致翼梢段升力再升高。。。。。如此循环的气动发散，速度越高越厉害，可以导致机翼折断。从而影响和制约前掠翼飞机的高速性。


前掠翼设计，能否成功，关键点也就是能否控制气动发散。为此，已经有诸多思路，比如-----------1、采用前掠W翼型，增长内侧后掠段、减短外侧前掠段，这样控制气动发散的前掠段长度和力臂。再如，2、@TSQ 等网友也曾经提到，包括我也曾经提到，前掠段的一部分，高速时候可以下折叠或者上折叠，从而减轻气动发散。                    3、采用复合材料，增强机翼的强度。                        4、采用机翼的弯扭设计，控制前掠段的迎角。


上述办法，都有一定道理和作用。本文作为设计J41/FC41过程中的发现和思考，提出控制前掠翼气动发散的新思路------------“前掠之字翼”（前掠锯齿翼）设计思想。

如图一或者三，为了保证马赫锥符合一定角度，前掠翼的翼梢段采用了切角处理。结果发现，切角较大的时候，这个时候，翼梢段成了后掠的状态。而整个机翼前缘，成了之字形，或者成为锯齿形。


这时可以发现新问题、新发现----翼梢段成了后掠状之后，翼梢还参与气动发散吗？答案参照各种论文对于后掠翼的描述就是----------对于后掠翼翼梢来说，它的气动发散是收敛的。而不是发散的。


这也就是说，锯齿翼或者之字翼，它的翼梢段不参与气动发散并且对于“之字翼（锯齿翼）”的中段前掠部分的气动发散，还有或者可能还有一定的牵制和对冲作用！成为牵制中段/前掠段气动发散的重量和力量。


“之字翼（锯齿翼）”的中段前掠部分，图一中是38度前掠，图二中的SU47是18度前掠，都能产生内飘/后飘的前缘（翼尖）涡。这样，对于之字翼/锯齿翼的内段和中段来说，内缘涡/内侧边条涡、与前掠翼尖涡的涡系复合，仍旧是存在的、强劲的。整个机翼、仍旧具备了前掠翼的好处。而后掠翼梢段的存在，又部分牵制和对冲了中段/前掠段的气动发散。中段/前掠段好比一根扁担，这根扁担的两头都拴有重量不等的重物，这根扁担再要震动就增加难度了。如果这根扁担的强度/刚度再增强，这根扁担震颤的难度就更大。


也就是说，前掠之字翼/锯齿翼的设计，较之于前掠W翼更优化，较之于前掠折叠翼、则结构和设计更简单。


前掠之字翼/锯齿翼的设计，可能是震颤控制最优、气动发散控制最优的前掠翼设计。


俺惭愧是文科生，只能逻辑推理到这一步，俺现在最大的遗憾是自己没有风洞或者吹风软件去吹一下。只好写出来，作为中毒深的发烧友，与大家共享。