负升力配平也许并不那么可怕

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 10:27:38


本人一直反对静不稳鸭必须用负升力配平的说法, 这种说法完全忽略了后缘襟副翼的配平作用, 而后缘襟副翼面积大力臂 长, 其配平能力是绝不容忽视的. 所以鸭子既可以采用正升力配平, 也可以采用负升力配平, 谁好用谁.

那么问题来了, 是否正升力配平就肯定更好? 或者说有没有什么情况用负升力配平更有利呢? 我认为答案是肯定的, 比如巡航状态, 升力足够抵消重力就够了而不是越大越好,这种情况下减小阻力代价尤其是诱导阻力而不是升力最大化才是性能优化的重点, 而鸭翼的负升力配平有可能对降低阻力实现更高的巡航升阻比起到正面作用.

我们知道机翼的扭转是降低诱导阻力的重要手段之一. 机翼扭转后内翼段的升力贡献增加, 外翼段的升力就可以减少, 外翼段上下表面的压差也就减小, 这就减弱了造成诱导阻力的翼尖涡. 所以机翼扭转被几乎所有大后掠三角翼战机采用, 因为这种构型飞机的诱导阻力较大, 巡航升阻比较差.

机翼扭转虽好, 但是其缺点也很明显, 那就是是超音速阻力增加. 因此通常扭转角度不可能做到很大.

我认为鸭翼采用负升力配平可以改变这种情况. 鸭翼下偏到一定负迎角时可以给主翼内翼段提供上洗流,造成内翼段的当地迎角增大, 也就相当于加大了主翼的扭转, 好比是给主翼内段增加了前缘襟翼使得主翼内段的升力进一步增加, 这时外翼段基本上就相当于翼梢小翼只起到阻挡翼尖涡的作用了, 诱导阻力也就进一步降低了.

那么负升力毕竟是负升力, 如果负升力较大的话就必须通过其他手段补足, 这也是要付出阻力代价的. 究竟划不划算, 我们以J-10来具体掰一掰.我们知道J-10的鸭翼并不是平板一张, 而是有翼型的. 这就意味着它在零升力的时候迎角是负的, 也就是说鸭翼以零升力或很小的负升力就可以为主翼提供上洗流, 使得主翼增升,我认为这个增升效果应该远大于鸭翼上的升力损失的, 其原理同前缘襟翼相似.

大家对鸭翼的角色较熟悉的一个是涡发生器, 一个是控制面. 其实鸭翼作为主翼的'导流片'角色也是很重要的, 它可以在大迎角时减小主翼的当地迎角延缓主翼的失速, 那么反过来, 也应该可以在平飞的时候增大主翼迎角和扭转, 减小巡航阻力.






本人一直反对静不稳鸭必须用负升力配平的说法, 这种说法完全忽略了后缘襟副翼的配平作用, 而后缘襟副翼面积大力臂 长, 其配平能力是绝不容忽视的. 所以鸭子既可以采用正升力配平, 也可以采用负升力配平, 谁好用谁.

那么问题来了, 是否正升力配平就肯定更好? 或者说有没有什么情况用负升力配平更有利呢? 我认为答案是肯定的, 比如巡航状态, 升力足够抵消重力就够了而不是越大越好,这种情况下减小阻力代价尤其是诱导阻力而不是升力最大化才是性能优化的重点, 而鸭翼的负升力配平有可能对降低阻力实现更高的巡航升阻比起到正面作用.

我们知道机翼的扭转是降低诱导阻力的重要手段之一. 机翼扭转后内翼段的升力贡献增加, 外翼段的升力就可以减少, 外翼段上下表面的压差也就减小, 这就减弱了造成诱导阻力的翼尖涡. 所以机翼扭转被几乎所有大后掠三角翼战机采用, 因为这种构型飞机的诱导阻力较大, 巡航升阻比较差.

机翼扭转虽好, 但是其缺点也很明显, 那就是是超音速阻力增加. 因此通常扭转角度不可能做到很大.

我认为鸭翼采用负升力配平可以改变这种情况. 鸭翼下偏到一定负迎角时可以给主翼内翼段提供上洗流,造成内翼段的当地迎角增大, 也就相当于加大了主翼的扭转, 好比是给主翼内段增加了前缘襟翼使得主翼内段的升力进一步增加, 这时外翼段基本上就相当于翼梢小翼只起到阻挡翼尖涡的作用了, 诱导阻力也就进一步降低了.

那么负升力毕竟是负升力, 如果负升力较大的话就必须通过其他手段补足, 这也是要付出阻力代价的. 究竟划不划算, 我们以J-10来具体掰一掰.我们知道J-10的鸭翼并不是平板一张, 而是有翼型的. 这就意味着它在零升力的时候迎角是负的, 也就是说鸭翼以零升力或很小的负升力就可以为主翼提供上洗流, 使得主翼增升,我认为这个增升效果应该远大于鸭翼上的升力损失的, 其原理同前缘襟翼相似.

大家对鸭翼的角色较熟悉的一个是涡发生器, 一个是控制面. 其实鸭翼作为主翼的'导流片'角色也是很重要的, 它可以在大迎角时减小主翼的当地迎角延缓主翼的失速, 那么反过来, 也应该可以在平飞的时候增大主翼迎角和扭转, 减小巡航阻力.



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2016-4-21 12:18 上传


鸭翼飞机用什么配平???
鸭翼
鸭翼产生什么升力??
正升力

鸭翼飞机在中国的名字叫抬式布局,还不明白??正升力是抬,负升力是压,一切已经有了答案,就在八股和官泄里
特务小强 发表于 2016-4-20 19:26
鸭翼飞机用什么配平???
鸭翼
鸭翼产生什么升力??
有道理, 通过字面意义推理也不失为一种方法. 尤其是你不想读长文的时候
特务小强 发表于 2016-4-20 19:26
鸭翼飞机用什么配平???
鸭翼
鸭翼产生什么升力??
COFG?原来不是

抬式布局和现代近耦鸭翼布局没什么关系,近耦鸭翼机的配平实际上类似三翼面,有鸭翼和后缘襟、副翼共同完成
鸭翼飞机用什么配平???
鸭翼
鸭翼产生什么升力??

楼主有一点没有考虑,现在的鸭式布局静不安定飞机,基本都等于是把 原先静安定的三角翼飞机,再加上一个“足够大”的前翼,依靠前翼来把焦点前移到重心前。
或者说,在机翼不产生升力的时候,飞机本身就恢复为静安定了。

J-10 原型机在试飞的时候就考虑过临时减小鸭翼面积来把飞机临时变回静安定 以减小试飞风险。

米格 E-8 在亚音速时如果把前翼固定,那她也会变成静不安定飞机,但她让飞机在亚音速时解锁鸭翼让它像风标那样顺气流偏转,就恢复成了静安定。

就是说,如果巡航时不需要鸭翼增升的话,让飞控把鸭翼顺气流偏转,就能退化为静安定的三角翼飞机了。

不过记得论坛有篇论文提到,将鸭翼固定为一个仰角产生鸭翼涡,只用主翼后缘襟副翼做俯仰,可以提高鸭式战斗机的巡航升阻比。

所以,黑丝也可能鸭翼已经设计好了巡航时的最佳安装角,在巡航时鸭翼保持固定角度不偏转,在接近和进入格斗距离时再用鸭翼获得高机动性。
超山猫 发表于 2016-4-20 20:15
楼主有一点没有考虑,现在的鸭式布局静不安定飞机,基本都等于是把 原先静安定的三角翼飞机,再加上一个 ...
不过记得论坛有篇论文提到,将鸭翼固定为一个仰角产生鸭翼涡,只用主翼后缘襟副翼做俯仰,可以提高鸭式战斗机的巡航升阻比。
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上偏鸭翼意味着下洗流, 这在大迎角的时候很有利, 在平飞的时候意味着更大的阻力和升力损失吧, 这还能提高升阻比? 能否把你说的那篇论文贴上来看看.
48bit 发表于 2016-4-20 20:25
不过记得论坛有篇论文提到,将鸭翼固定为一个仰角产生鸭翼涡,只用主翼后缘襟副翼做俯仰,可以提高鸭式战 ...
一时没找到,记得说的是鸭翼有一个小仰角会拖出一条流经主翼的涡提高了总体升阻比
鸭翼下偏如何上洗流,上洗主翼内侧?
超山猫 发表于 2016-4-20 21:33
一时没找到,记得说的是鸭翼有一个小仰角会拖出一条流经主翼的涡提高了总体升阻比
你去看看J-10的视频, 平飞状态鸭翼无一例外都是负偏角, 事实胜于论文.
ertert 发表于 2016-4-20 21:47
鸭翼下偏如何上洗流,上洗主翼内侧?
气流被鸭翼向上偏转在主翼上方形成低压区.
气流被鸭翼向上偏转在主翼上方形成低压区.
只听过涡是低压增升,没听过上洗、下冼能增升。
ertert 发表于 2016-4-20 22:02
只听过涡是低压增升,没听过上洗、下冼能增升。
大迎角情况下的下洗流减小了主翼的当地迎角, 延缓了主翼失速, 也就避免了升力损失, 也算增升吧.

平飞情况下上洗流增加主翼的当地迎角, 迎角增大当然就增升咯.
48bit 发表于 2016-4-20 21:54
你去看看J-10的视频, 平飞状态鸭翼无一例外都是负偏角, 事实胜于论文.
多数视频里鸭翼相对机身也许是负偏角,但是相对迎面气流依然是正迎角的。

48bit 发表于 2016-4-20 22:10
大迎角情况下的下洗流减小了主翼的当地迎角, 延缓了主翼失速, 也就避免了升力损失, 也算增升吧.

平飞 ...


1、假如气流不变,靠机翼偏转5度,实现升力。
2、假如机翼不变,靠气流转向5度,实现升力。
这两种方式是不是迎角5度,是不是升力一样?是不是升阻比一样?如果升阻比一样是不是阻力一样?如何阻力一样是不是没任何增升的效果?
你自己想一下。
况且,一般鸭翼都高于或等于主翼的高度,你鸭翼如何通过向下偏上洗气流主翼内侧,画个图出来看看。
48bit 发表于 2016-4-20 22:10
大迎角情况下的下洗流减小了主翼的当地迎角, 延缓了主翼失速, 也就避免了升力损失, 也算增升吧.

平飞 ...


1、假如气流不变,靠机翼偏转5度,实现升力。
2、假如机翼不变,靠气流转向5度,实现升力。
这两种方式是不是迎角5度,是不是升力一样?是不是升阻比一样?如果升阻比一样是不是阻力一样?如何阻力一样是不是没任何增升的效果?
你自己想一下。
况且,一般鸭翼都高于或等于主翼的高度,你鸭翼如何通过向下偏上洗气流主翼内侧,画个图出来看看。
2016-4-20 22:19 上传

ertert 发表于 2016-4-20 22:16
1、假如气流不变,靠机翼偏转5度,实现升力。
2、假如机翼不变,靠气流转向5度,实现升力。
这两种方 ...
我认为2种方式效果是一样或相似的. 但是靠机翼偏转5度, 就是我文中说的增大扭转, 这确实可以减小诱导阻力, 但是它是固定不可调的, 到了超音速就惨了.

通过鸭翼偏转气流就没有这个问题, 因为它是可调的.

至于最后一个问题, 我想说气流是有粘性的, 并不是非得正对着的地方才有上洗流

48bit 发表于 2016-4-20 22:28
我认为2种方式效果是一样或相似的. 但是靠机翼偏转5度, 就是我文中说的增大扭转, 这确实可以减小诱导阻力 ...


什么叫增大扭转?整个机翼转动5度而已,或气流变5度,这叫扭转?
讨论诱导阻力,必须是相同升力的条件下,明白不?
假定前缘和后缘都没变。
48bit 发表于 2016-4-20 22:28
我认为2种方式效果是一样或相似的. 但是靠机翼偏转5度, 就是我文中说的增大扭转, 这确实可以减小诱导阻力 ...


什么叫增大扭转?整个机翼转动5度而已,或气流变5度,这叫扭转?
讨论诱导阻力,必须是相同升力的条件下,明白不?
假定前缘和后缘都没变。
ertert 发表于 2016-4-20 22:33
什么叫增大扭转?整个机翼转动5度而已,或气流变5度,这叫扭转?
讨论诱导阻力,必须是相同升力的条件 ...
你说的这两个情况翼尖涡基本是一样的, 当然诱阻没区别了. 根本和我说的就不是一回事.
48bit 发表于 2016-4-20 22:21
看看这张加油照片, 别跟我说这张是大迎角状态, 风标看得很清楚
平飞也是有攻角的

Burger 发表于 2016-4-20 22:58
平飞也是有攻角的


你再看看风标, 貌似攻角还是负的.
这也好理解, 受油机本来就处于加油机的下洗流中嘛.



Burger 发表于 2016-4-20 22:58
平飞也是有攻角的


你再看看风标, 貌似攻角还是负的.
这也好理解, 受油机本来就处于加油机的下洗流中嘛.

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2016-4-20 23:54 上传


你说的这两个情况翼尖涡基本是一样的, 当然诱阻没区别了. 根本和我说的就不是一回事.
那你承认什么“鸭翼的负升力”的上洗对主翼内侧没有升阻比的帮助吗?
然后再谈翼尖。

ertert 发表于 2016-4-21 07:36
那你承认什么“鸭翼的负升力”的上洗对主翼内侧没有升阻比的帮助吗?
然后再谈翼尖。


我承认啊, 因为上洗作用于机翼内段, 但是它提高的是外段的升阻比, 因为翼尖涡减少了.
ertert 发表于 2016-4-21 07:36
那你承认什么“鸭翼的负升力”的上洗对主翼内侧没有升阻比的帮助吗?
然后再谈翼尖。


我承认啊, 因为上洗作用于机翼内段, 但是它提高的是外段的升阻比, 因为翼尖涡减少了.

48bit 发表于 2016-4-21 11:04
我承认啊, 因为上洗作用于机翼内段, 但是它提高的是外段的升阻比, 因为翼尖涡减少了.


你不觉得鸭翼负升力增大,鸭翼翼尖也失速,相比主翼的翼尖,鸭翼升阻比如何?

那现在谈谈怎样做出鸭翼“上洗”,画图吧。

48bit 发表于 2016-4-21 11:04
我承认啊, 因为上洗作用于机翼内段, 但是它提高的是外段的升阻比, 因为翼尖涡减少了.


你不觉得鸭翼负升力增大,鸭翼翼尖也失速,相比主翼的翼尖,鸭翼升阻比如何?

那现在谈谈怎样做出鸭翼“上洗”,画图吧。
如果要主翼增升,像台风、幻影一样整个扰流片脱体涡就行了,再不济的话叠加个边条涡。非得弄个负升力,费劲。
2016-4-21 12:13 上传

你再看看风标, 貌似攻角还是负的.
这也好理解, 受油机本来就处于加油机的下洗流中嘛.
这不能证明什么下洗流。
飞机可能还在机动动作,对焦加油口中。
如果全机都在所谓下洗中,那都有负迎角,负升力,飞机早就掉下去了。
ertert 发表于 2016-4-21 12:15
这不能证明什么下洗流。
飞机可能还在机动动作,对焦加油口中。
如果全机都在所谓下洗中,那都有负迎角 ...
实际攻角怎样, 只有风标不会骗人

48bit 发表于 2016-4-21 12:16
实际攻角怎样, 只有风标不会骗人


那体现的是机动过程中的攻角。
你以为那一定是1G配平时的攻角?那不一定。
飞机可能飞1G正升力;也可能2G正升力;也可能高度高了,要向下,飞1G负升力。
48bit 发表于 2016-4-21 12:16
实际攻角怎样, 只有风标不会骗人


那体现的是机动过程中的攻角。
你以为那一定是1G配平时的攻角?那不一定。
飞机可能飞1G正升力;也可能2G正升力;也可能高度高了,要向下,飞1G负升力。
ertert 发表于 2016-4-21 12:36
那体现的是机动过程中的攻角。
你以为那一定是1G配平时的攻角?那不一定。
飞机可能飞1G正升力;也可 ...
还机动嘞, 加油就是要平稳.

再说了, 网上又不是没有视频证明. 你去搜搜前不久海空雄鹰团那个视频, 对接过程非常平稳, 鸭翼也是一直保持负偏角.
图来嘞, 看上去鸭翼和主翼合成了一个很大的亚音速翼型, nice
你这个图,鸭翼后的气流,哪有上洗啊?那主翼下方的汽流呢?
我把这图上的鸭翼去掉,也可以认为主翼的气流就是这样的。
2016-4-21 13:06 上传


48bit 发表于 2016-4-21 13:06
没有鸭翼作用的话, 相当于前缘襟翼收起嘛, 以你的知识水平不应该想不到啊. 气流的大致形状当然是相似的,  ...


蓝色和黄色有什么区别,能导致主翼有不同的升阻比?主翼翼面积不变,翼型不变。
前缘机动襟翼是同改变了机翼上下气流。你这个不可能只上部。
48bit 发表于 2016-4-21 13:06
没有鸭翼作用的话, 相当于前缘襟翼收起嘛, 以你的知识水平不应该想不到啊. 气流的大致形状当然是相似的,  ...


蓝色和黄色有什么区别,能导致主翼有不同的升阻比?主翼翼面积不变,翼型不变。
前缘机动襟翼是同改变了机翼上下气流。你这个不可能只上部。
ertert 发表于 2016-4-21 13:24
蓝色和黄色有什么区别,能导致主翼有不同的升阻比?
蓝色增大了内翼段的升力, 也就相当于增大了扭转.

内翼段负责升力, 外翼段相当于翼梢小翼阻挡翼尖涡的形成, 翼尖涡是诱导阻力的主要成因, 翼尖涡减弱诱阻下降, 升阻比不就提高了吗?
你去看看J-10的视频, 平飞状态鸭翼无一例外都是负偏角, 事实胜于论文.
因为低速配平负升力,高速可以尽量放平
未知视界 发表于 2016-4-21 13:48
因为低速配平负升力,高速可以尽量放平
是的, 速度越高诱导阻力越小, 需要减小扭转. 所以鸭翼的负偏角是随着速度提高而逐渐减小的,

到了超音速更是需要正偏来抑制低头力矩.

48bit 发表于 2016-4-21 13:55
是的, 速度越高诱导阻力越小, 需要减小扭转. 所以鸭翼的负偏角是随着速度提高而逐渐减小的

到了超音 ...


你不是反鸭翼的嘛,你的意思就是无限远足够小的尾翼把负升力降到最低,既要抬头力矩,但是总升力损失有限,不对,你是想下翻幅翼配平的
48bit 发表于 2016-4-21 13:55
是的, 速度越高诱导阻力越小, 需要减小扭转. 所以鸭翼的负偏角是随着速度提高而逐渐减小的

到了超音 ...


你不是反鸭翼的嘛,你的意思就是无限远足够小的尾翼把负升力降到最低,既要抬头力矩,但是总升力损失有限,不对,你是想下翻幅翼配平的
未知视界 发表于 2016-4-21 13:57
你不是反鸭翼的嘛,你的意思就是无限远足够小的尾翼把负升力降到最低,既要抬头力矩,但是总升力损失有 ...
我是支持鸭子的(仅限航空领域), 哈哈.

我认为这个鸭翼'负升力配平'并不是在所有情况都是坏事, 恰恰相反它的存在(有事实支持)打破了以前认为的鸭子巡航性能不佳的固有观念. J-10/J-20可能比我们以前的认知更完善.
我是支持鸭子的(仅限航空领域), 哈哈.

我认为这个鸭翼'负升力配平'并不是在所有情况都是坏事, 恰恰相 ...
高速巡航可能稍微上翻,或放平
鸭翼飞机用什么配平???
鸭翼
鸭翼产生什么升力??

对静稳定飞机,鸭翼配平为正升力,但对于静不稳定飞机,机翼升力中心在重心前,鸭翼配平产生负升力。抬式布局在二代机是适用的,能产生正升力,但三代机则反过来了。楼主说的也有道理,利用鸭翼上洗气流对主翼增升,这样配平产生的负升力反而可忽略,鸭翼总体产生的是正升力
未知视界 发表于 2016-4-21 14:19
高速巡航可能稍微上翻,或放平

是啊, 扭转可调, 牛B大了